- 朱传界;
氢原子量子力学系统可用动力学对称性代数方法求解。本文首先介绍了泡利的结果，这一结果给出了具有相同能量的各种本征态之间用算子联系的完整关系。其次用普通的代数运算，利用连带勒让德函数之间的关系也导出了同样的关系。作为这些运算的一个附带结果，本文还导出了径向波函数的一个递推关系，这一关系使我们能够从最简单的只有最高次的一个单项的径向波函数导出最复杂的径向波函数，类似于本文通常从最高权态利用阶梯算子得到任意态。
2025年01期 v.35;No.225 5-9+20页 [查看摘要][在线阅读][下载 228K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 蒋硕;安宇;郭旭波;张留碗;阮东;
本文介绍第54届国际物理奥林匹克竞赛理论考试的第二道题。该题以离子囚禁和原子冷却问题为背景，讨论这两个重要应用中的基础模型，并引导计算一些重要结论。题目分为两个部分：第一部分关注离子囚禁中的保罗阱(Paul Trap)模型，重点是带电粒子在高频电场调制下达到动态稳定平衡，因而被囚禁；第二部分是利用原子吸收光，利用多普勒效应使得原子对两侧光有不同吸收而产生动量转移，以此达到对原子减速进而冷却。题目理论模型清晰，引导推断合理，需要一定计算和近似能力。
2025年01期 v.35;No.225 10-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 271K]
[下载次数：46 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 蒋硕;郭旭波;安宇;张留碗;阮东;
本文介绍第24届亚洲物理奥林匹克竞赛理论考试的第三题。该题是关于类星体的观测与能量计算，包括最初的实验观测和理论建模计算。题目分为6个部分，涵盖了从光学，近代物理和电磁学等多方面内容。本题内容涉及广泛，难度不大，特点是将实验观测与理论计算结合较好，因此本文做一个详细的介绍与解答。
2025年01期 v.35;No.225 16-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 338K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 刘世勇;袁晓忠;张小灵;
保角变换和电像法是解决电磁学问题非常重要的方法，本文以椭圆柱形材料中两平行电极构成系统的电流分布问题为例，展示这两种方法在实际中的一个应用。利用保角变换中的儒阔夫斯基变换，结合电像法，可将泊松方程问题转化为较简单边界条件的拉普拉斯方程问题，从而得到椭圆柱形材料中两平行电极系统电流和电压的解析解。通过定量计算，本文展示了边界面上电荷以及材料内电势和电流的分布情况。
2025年01期 v.35;No.225 21-24+28页 [查看摘要][在线阅读][下载 437K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 侯吉旋;
在微正则系综中，将理想玻色系统划分为正常相和凝聚相两部分，且各相所占权重由熵极大条件确定。利用该二元近似，可以得到理想玻色系统的特征温度以及基态布居数随温度的变化关系。本文以三维自由空间中的理想玻色气体和一维谐振子势阱中的理想玻色气体为例演示了利用二元近似的求解过程，该结果与严格解十分接近。
2025年01期 v.35;No.225 25-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 169K]
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万有引力的平方关系对行星轨道的稳定性，尤其是封闭性至关重要。本文研究了一个特殊的非引力中心势场(弹簧弹性势能)中质点的平凡圆形轨道受到微扰后的封闭性问题。引力场中，质点有界运动的轨道总是封闭的。然而此非引力中心势场中，径向和切向的速度微扰均会破坏原来圆形轨道的封闭性，并导致质点绕中心的旋转周期出现振荡。长时间后，质点运动轨迹填满运动平面中能量守恒允许的空间区域。在特定参数下，质点运动轨迹对初始微扰条件敏感，呈现出混沌的部分特性。这些研究内容一方面能帮助学生熟练掌握并运用能量和角动量守恒关系，另一方面能加深对质点在中心势场中运动的理解。
2025年01期 v.35;No.225 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 801K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 徐振然;邓博韦;曹斌照;
导体柱面在实际生活和工程实践中并不少见，无限长直导线就是最典型的例子，因此对其相关问题如何处理的研究十分必要。目前对导体圆柱面镜像法的研究已经有了准确的结果，本文提出了不一样的求解思路，更多地借助了几何特征，而且不同于常规的利用场强和电势的微分关系求解电场分布，采取矢量叠加的方法，将电场的大小和方向分开研究。此外，本文将柱面镜像法适用的场景进行了拓展，将上述思路运用到几种特殊形状柱面导体的边值问题，拓宽了柱面镜像法的适用范围。
2025年01期 v.35;No.225 35-41+45页 [查看摘要][在线阅读][下载 720K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 何小勇;李品钧;叶海;
孤立系统中两个不同温度物体的热接触过程是一个不可逆过程，因而在此过程中体系的熵会增加。现存教科书均未对此结论给出严格的证明，Lima发表的论文对此给出了一个优美而简洁的证明，但是其证明过程仍然存在两个问题：(1)假定物体的热容是一个常量，这在多数实际情况下并不成立；(2)证明过程中用到了一个关于函数曲线凹凸性的不等式，这个不等式对初学者而言仍然较为生僻。本文就第(1)个问题给出了另外两种较为严格且非常简单直观的证明，就第(2)个问题利用初等几何方法给出了另一种证明，供初学者参考。
2025年01期 v.35;No.225 42-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 尹健庄;郭状;桂堤;肖文波;
变化磁场产生的电场不是保守场，非保守场中电压不能很好地定义，此时使用基尔霍夫电压定律可能无法正确揭示电路中的物理过程。而利用法拉第电磁感应定律则可避免在非保守场中定义电压的问题，处理变化磁场中的电路问题更具优势。通过计算电场的环路积分，运用法拉第电磁感应定律可在得出正确结果的同时展现出电路内部清晰的物理图像，并能澄清一些广泛存在的误解。若教学中能涉及电磁感应定律的此类运用，则可让学生对电路和电磁学基本定律的认识更加深入。
2025年01期 v.35;No.225 46-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 298K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 周琪琪;郭立帅;
本文主要介绍了如何从几何坐标、线性代数和物理学角度出发去加深对表象及表象变换的理解，并将表象变换理论与几何中的坐标理论进行类比，给出了两种表象变换公式的记忆方法，一个是态矢量从A表象到B表象的变换公式b=S~+a,变换矩阵的矩阵元为〈ψ|φ〉,可将其看成A表象的基矢与B表象的基矢构成的内积，此时公式理解为态矢量在B表象中的表示等于将变换矩阵的共轭矩阵作用在态矢量在A表象中的表示上；另一个是力学量算符从A表象到B表象的变换公式F′=S~+FS,其中F、F′分别为算符在A、B表象中的表示，则可将公式理解为算符在B表象中的表示等于变换矩阵的共轭矩阵和算符在A表象中的表示作用在变换矩阵上。最后本文通过例题证明了表象变换的优越性，同时推导了两种表象下的本征函数，并用傅里叶变换实现了它们之间的转换，从而加深了对表象变换的理解。
2025年01期 v.35;No.225 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 244K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 刘力;马铖;叶靓雯;屈少波;
弹簧振子及其受迫振动是物理学中的一个重要模型，在工程领域具有广泛的应用。地面振动噪声是诸多精密测量实验中的关键制约因素，对地面振动噪声进行隔离与抑制的方案大多基于弹簧振子响应特性。本文针对基于弹簧振子的隔振系统，通过直接引用弹簧振子受迫振动的响应特性并引入惯性力，提出一种在非惯性系中分析隔振系统性能的方法，并给出了一个最简单的分析示例。在大学物理教学中引入这种基于非惯性参考系的分析方法，有助于学生理解弹簧振子的隔振特性，同时也可以加强对物理学科中多个知识点之间联系与应用的教学。
2025年01期 v.35;No.225 58-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 246K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 张成园;丁勇;许广智;王军平;李永庆;
薛定谔方程是量子力学的基本方程，主要讨论量子态随时间的演化以及具体情况下求解波函数的问题，其地位与经典力学中的牛顿方程相当。本文基于文献《关于量子力学中引入波粒二象性的教学尝试》,进一步通过Maupertuis原理建立薛定谔方程。通过对比几种典型建立薛定谔方程的教学方法，进一步突出本文提出方法的特点，从而有助于学生将新旧知识进行有机融合，更容易接受和理解量子力学的基本方程，增强学生对知识的迁移能力，激发学生的创造性思维。
2025年01期 v.35;No.225 63-65+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 197K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 杨玉婷;杨斌;石礼伟;
大学物理课程建设应该紧贴科技发展和科学研究的前沿和热点。本文探讨了将有限元仿真设计与大学物理教学相融合的教学方法，提升了基础课程的深度和广度，旨在促进学生牢固地掌握基础物理学知识和提高学生勇于创新和开拓进取的精神和能力。文中还研究了将科学探索的前沿领域与课程教学内容相契合，体现大学物理课程的前沿性与时代性。该教学方案有利于提高学生的综合能力，从而能够为国家战略需求领域中科学技术的研究培养高素质人才。
2025年01期 v.35;No.225 66-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 434K]
[下载次数：135 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 刘圣;陆华;李鹏;魏冰妍;
光学模拟是连接课程教学与科学研究的重要桥梁，为科研反哺教学提供了坚实的基础。本文根据多年的教学工作，针对课程遇到的问题进行了若干教学改革尝试。首先，引入几类不同条件下光波传输的经典案例，由浅入深地引导学生理解光学模拟作为科研工具使用的主要思路与特点；其次，将不同物理模型下的计算方法前后呼应，纵览各类光场传输计算的差异性与处理思路；最后，结合其他课程中学过的知识，通过实例演示启发学生举一反三地将所学知识进行综合运用的技巧。这些教学改革有效地解决了部分研究生教学过程中的问题，在实际教学中对基础薄弱的学生有较好的效果，因此也对培养拔尖本科生具有一定的参考价值。
2025年01期 v.35;No.225 71-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 595K]
[下载次数：85 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 刘丽华;邱红梅;
物理习题是物理教学和学生实践活动的重要形式，是将思想政治工作贯穿于教学全过程的不可或缺的重要环节。如何通过习题提升课程目标的达成度，优化习题教学策略是关键。本文以均匀带电球面上的场强计算为例，探讨了如何通过一题多解有效融入思政元素。借助开放性习题，学生通过调研扩宽了视角，在此基础上进行归纳、整合、类比、独立思考进而质疑、建立物理模型、提出观点并论证。这一教学过程培养了学生多维度发散思维的能力，厘清物理概念、灵活运用数学工具的能力，以及看问题的辩证性和科学性。学生的学科融合和科学素养得到了提升，实现了专业教育与思想教育的协同共进。
2025年01期 v.35;No.225 79-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
[下载次数：39 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 闫娜;胡欣悦;王海鹏;
随着社会经济的快速发展，基础研究的重要性日益凸显。强基计划作为我国高等教育的一项重要发展战略，旨在培养具有创新精神、实践能力和社会责任感的高层次人才。专业课程教学改革作为推动强基计划人才培养的关键环节，亟须深思熟虑与实践探索。“金属材料综合设计”作为西北工业大学物理类强基计划人才培养的专业核心课程，是基于学科交叉的建设思路结合学校在材料学科领域的优势研究力量而开设的，核心知识内容是固体结构和缺陷、相变热力学和动力学以及金属的力学性质和电、磁、热特性等，结合多元化实践教学内容引导学生将系统深厚的物理学知识应用在新型金属材料的设计制备中，这是开展物理学与材料学交叉研究的核心基础，对新时代拔尖创新“材料人”的培养具有重要作用。如何在课程教学中厚植家国情怀，强化基础理论知识，提升创新思维能力，实现科研反哺教学是我们重点思考并着力实现的改革目标。
2025年01期 v.35;No.225 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 360K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 崔嘉欣;蒋雨辰;李静;冯秀梅;
STEM教育在跨学科创新型人才培养方面成效显著，而物理学在STEM教育中具备学科整合优势，培养物理师范生跨学科教学能力符合新时代人才强国战略和基础教育实践需要。论文依据STEM教师能力指标体系，对六所部属师范大学物理专业人才培养方案中的培养目标和课程体系进行分析，发现六所大学均注重培养物理师范生专业基础以及教育教学基本能力，但课程的跨学科整合性不足，实践类课程有所欠缺，不利于培养师范生的跨学科教学能力。在此基础上对师范生培养提出相应建议，以期对构建适应基础教育跨学科实践需求的高等师范专业培养方案提供借鉴。
2025年01期 v.35;No.225 94-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 581K]
[下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 何明睿;杨海彬;
为使大学物理教学更好地满足课程教学要求，对接理工科后续专业课程，我们进行了基于成果导向教育理念(Outcome-based Education, OBE)的大学物理混合式教学研究。本文以大学物理课程中“角动量守恒”内容为例，完整进行了包括“学习目标规划、教学活动组织、学习结果评估、过程持续改进”的OBE教学模式下的线上线下混合式教学详细设计和具体实施。设计思路和实施方案可以推广到大学物理课程教学其他内容中，切实提升学生的学习质量和学习效果。
2025年01期 v.35;No.225 102-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 747K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 何敏;肖岸;
近年来，我国研究生教育迅猛发展，理工科大学物理类学科科研和研究生培养规模也随之大幅扩大。作为物理类研究生的一门重要基础理论课，高等量子力学课程的高质量教学对于培养研究生创新能力、提高研究生科研水平具有重要意义。本文结合理工科大学物理学科科研和人才培养特点，从拓展教学目标、重构教学内容、改进教学方法和课程思政育人等四个方面，以教学实例的形式综述我们近年来在高等量子力学课程建设和教学改革中的理念与实践。
2025年01期 v.35;No.225 108-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 202K]
[下载次数：184 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 朱思晓;王琼;杨晓荣;
为了解民族班大学物理课程教学现状，本文通过问卷、访谈等形式，对我国75所高校的师资情况、课程设置、教材建设、学生基础、教学方法、师生互动、课程思政、考评方式、教学困境等情况进行调研，发现民族班大学物理课程目前存在师资薄弱、课时量少、学生积极性低、教学方式单一、教学资源开发少、命题方式单一、教材适用性不强、教师课程思政实施意愿不高等问题，且大多数教师反映需要制定民族班大学物理课程教学基本要求。针对以上分析，本文从政策支持、课程体系、资源开发、课程思政、教学改进、教材建设等方面给出建议与对策，为更有效地开展民族班大学物理课程教学提供参考依据。
2025年01期 v.35;No.225 116-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 336K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 张远宪;徐庆波;杨睿;孟伟东;
翻转课堂是现代高等教育的研究热点，本文以云南大学光学专业研究生专业必修课“高等激光物理学”为例，探讨如何在研究生专业必修课程教学中有效地融入翻转课堂模式。实践表明，在少课时、难度大的课程中使用翻转课堂模式能够有效地提高学生的学习效果和参与度，促进学生实践与理论的融合，培养学生的自主学习和批判性思维能力，提高学生的学习效率和科研能力。通过本文的研究，希望为翻转课堂模式在少课时、难度大的研究生专业必修课程教学中的应用提供一定的参考和借鉴。
2025年01期 v.35;No.225 123-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 549K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 王红霞;宗兆存;郭广海;
物理学是观察、实验、思维和创造的产物，大学物理课程的总目标应该为正确的价值观、自主探究能力和创造性思维的养成和提升。以下四个方面可以解决学生兴趣和动力不足、无意识听课、学习体验较差等问题以实现课程目标：充分利用物理与生活和科技的紧密联系，融入与知识点相关的生活现象、科技应用、实验实践等内容，使课堂具有“六性一度”;为重构后的教学模块整体设计“大问题”和“小问题链”,课中设计相互融合的“三条主线”;提出“进阶启思破题”教学法使学生沉浸于课堂；利用信息化、多样化教学手段增强学生的学习体验，并提高课堂效率。基于“大问题”和“小问题链”的教学设计与“进阶启思破题”教学法相辅相成，以问题为核心、破题为目标，能够全面锻炼学生分析问题、解决问题的能力和创造性思维。
2025年01期 v.35;No.225 130-134+143页 [查看摘要][在线阅读][下载 691K]
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- 高诗雨;杨洁;
随着新高考制度在我国的推广和实施，学生的选考科目日益多样化。本研究旨在探讨新高考背景下男女生选择物理的动机差异。研究发现，尽管新政策鼓励学生基于兴趣和能力选科，但外部因素，如本科专业选择限制，对选科决策产生了显著影响。特别是女生，她们在选科时受到更大的外部压力，但选择更为理性，对未来职业规划更明确。相反，男生因热爱物理而选科的动机更为感性。尽管新制度下女生选考物理的人数未减，但这并未延续至大学，暗示短期外在动机不足以决定长期职业选择。本研究为教育政策制定和实践提供了有力的理论和实证支撑，建议教育部门深入了解影响因素，确保学生能做出最佳选择。
2025年01期 v.35;No.225 152-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 王乐佳;朱经亚;
在当前中小学科学教育日益重要的情况下，创新科学教师培养方式成为高等师范教育面临的重要课题，本文通讯作者近年来积极致力于理工科师范类本科生等职前科学教师跨学科培养问题的理论与实践研究。本文以Lisa Randall女士的科普畅销书《暗物质与恐龙》为基础，将其改编为一部时长十几分钟的同名动画片，简述了该科学教育动画的设计和制作过程，并以此本科毕业设计课题为案例，提出了通过科学教育动画设计与制作项目实践提高职前科学教师跨学科能力的新方法，希望为我国科学教师跨学科培养乃至科学教育事业的发展带来积极的影响。
2025年01期 v.35;No.225 157-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 318K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 陈伟孟;
2023年北京市等级性考试通过“暗物质”这一题材，为学生们带来了全新的情境与问题挑战。它要求学生在探索自然界新事物的过程中，运用类比推理的方法，构建新问题的模型，并结合物质观念的发展进行深入思考。这一设计旨在启发学生们像科学家一样去研究、解释自然现象，并解决实际问题。同时探讨在科学教育中如何有效融合科学前沿知识，以形成有效的教学策略促进学生创新思维与创新能力的发展。
2025年01期 v.35;No.225 163-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 281K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 何彬;黄亦斌;
对于平面运动中的绳连接型约束，不同于通常的极坐标法，而是用叠加法来处理。指出绳子在与滑轮的切点处有非零加速度，然后用常见的速度和加速度的叠加公式处理，得出绳端的加速度。同时，对于一般情况下作无滑滚动的刚体，本文还给出了其切点的加速度公式。
2025年01期 v.35;No.225 170-173页 [查看摘要][在线阅读][下载 265K]
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势能是物理中的重要内容，贯穿于高中和本科阶段的学习。本文针对势能学习中存在的诸多迷思问题，逐级、系统讨论了功与参考系的选取关系、一对相互作用力做功与参考系的选取关系、保守力定义中的参考系选取、保守力做功与势能、势能的对称性分析推理等五个问题，系统讨论了势能大概念深入理解路径。这将有助于建构更加系统、深刻的能量观念、相互作用观念，培养科学思维素养；有助于大中衔接视角下深入学习势能、深刻理解物理规律的本质。
2025年01期 v.35;No.225 174-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 215K]
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光波经过光栅作用形成的光强分布，实际是光栅的单缝(槽)衍射和多缝(槽)干涉的共同结果。经观察发现，级数足够多的阶梯对一定强度的入射噪声反射后，在反射声场中将会获得某特定频段的乐音。本文仿照闪耀光栅将多级阶梯视为平面反射声栅即闪耀声栅，给出闪耀声栅声强分布，还给出相应的相邻槽间反射声波的路程差满足的约束关系。同时，根据实地考察的测量数据和相应的频谱曲线结合平面反射声栅原理对多级阶梯反射声场中形成的乐音现象予以分析，并以江苏茅山苏南抗战胜利纪念碑的“碑下放鞭炮空中响军号”和山东青岛鹤山的“招鹤回鸣”这两个现象作为实例予以阐释。
2025年01期 v.35;No.225 178-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 538K]
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高中物理课程标准的修订对高中阶段培养学生的核心素养作出了进一步的要求。高中物理教师通过研究大学物理知识，明确大学物理与高中物理之间的可衔接内容，从而可以引导学生运用更高阶思维理解和解决物理问题，进而帮助学生实现物理核心素养的内化。教材的比较研究是优化教学过程的重要手段，本文通过运用比较研究法，将高校常用大学物理教材(程守洙主编)与人教版高中物理教材热学部分的知识点、习题、实验三方面进行对比研究，提出了两套教材之间的可衔接内容，为一线物理教师设计与实施衔接教学提供了基础。
2025年01期 v.35;No.225 184-188+213页 [查看摘要][在线阅读][下载 210K]
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- 冉玉晶;陈笑;诸嘉雯;彭元莉;叶雯;陈森;
基于光的全反射原理，设计了一种可研究磁场与物质折射率关系的测量装置。利用该装置，通过改变磁场强度大小以及磁化时间长短精准地测量了甘油、NaCl溶液以及不同浓度的KCl溶液折射率的变化。实验结果表明：磁场强度越大，折射率越大；折射率随磁化时间增大而增大，且磁场越大，折射率到达稳定所需时间越短。该装置囊括了物理原理、装置设计、智能化数据分析等多方面技术，体现了光学实验与数据采集实验的联动，操作方便、数据实时显示、测量效率及精度较高，在教学及磁场对液体折射率测量仪器的研制上具备实际推广意义和参考价值。
2025年01期 v.35;No.225 189-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 450K]
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本文从LiNbO_3晶体的折射率椭球方程和电光系数矩阵出发，对LiNbO_3晶体沿光轴方向加电场时的横向电光调制特性进行了计算与分析。结果表明，由于自然相位差的存在，LiNbO_3晶体的电光调制曲线不一定经过坐标原点。同时，晶体的电光调制曲线对通光方向在y、z轴决定平面内的微小偏离非常敏感，导致实验中零电压下正弦调制信号的解调信号波形在实验中具有随机性，但这并不影响LiNbO_3晶体半波电压的测量结果。这些结果及结论不仅能很好地解答学生在实验中存在的疑惑，对实验教师和相关实验人员也有一定参考作用。
2025年01期 v.35;No.225 196-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 430K]
[下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 赵艳;李巧梅;付会霞;韩秋子;张耕豪;张馨雨;
本文在平行光通过双棱镜发生干涉的基础上，提出了一种基于干涉条纹的位移数测量溶液的折射率和浓度的方法，并构建了实时抓取干涉条纹平移视频和输出平移像素数的平台。通过此实验平台测量蔗糖、盐溶液折射率，绘制了蔗糖、盐溶液折射率与浓度的定标拟合曲线，依据定标曲线分别测量了蔗糖和盐溶液的浓度。浓度测量结果对应的相对误差范围为0.18%～0.65%,精度为0.1%。这个装置能够测量透明液体的浓度，具有搭建简单、易于操作等优点。测量结果和理论分析的高度一致性，进一步证实了本方法的科学准确性和实际可行性，为溶液浓度分析提供了一种有效的技术手段。
2025年01期 v.35;No.225 202-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 492K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 张宇飏;陈浪;吕梦雪;李楚涵;何学敏;
针对目前大学物理实验中直流双臂电桥测电阻的实验器材少，精确度低且实验数据处理繁杂等问题，用LabVIEW成功构建了双臂电桥测量低电阻的虚拟仿真实验平台。实验采用了控制变量的研究方法，通过改变电阻棒的材质、横截面积、长度等参数来研究其对阻值的影响，并且通过绘制相应图象可以得到不同材质的电阻率值。实现了双臂电桥测电阻的全部功能，可以满足绝大部分实验需求，仿真程序选用合适的比率臂可以精确测量出10~(-7)Ω级别的电阻。多次仿真数据结果表明，此虚拟实验能精确测量出低电阻的阻值，误差均保持在0.020%以下，具有很高的精确度。在大学物理实验课程中，将虚拟仪器用于实验教学，有效提高了教学质量，同时还能摆脱实验地点和环境的束缚，使实验更加便捷，有助于预习和复习。
2025年01期 v.35;No.225 207-213页 [查看摘要][在线阅读][下载 659K]
[下载次数：190 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 唐星;邵云;
文章首先初步分析了凸透镜双球面反射所成实像和虚像的成因，并通过实验测量出其中实像的像距；然后运用几何光学基础知识推导出双凸厚透镜的焦距公式，结合测量数据，计算出凸透镜的折射率为1.50,进而逐步计算出光轴上物点经双球面反射成实像、虚像的理论像距；再应用解析几何知识和Excel软件，遵循光的反射、折射规律，进行非傍轴成像仿真；最后，将傍轴理论结果、非傍轴仿真结果、实验结果进行比较，找出其中的差距，说明其中原因，解释一些现象，获得一点启示。
2025年01期 v.35;No.225 214-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 430K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 李文华;潘崇佩;徐音;张心正;孔勇发;
针对目前部分核物理实体实验受限制的问题，笔者开发了“伽马射线综合实验”虚拟仿真实验系统。基于Geant4和Unity3D,该系统对原有教学大纲中伽马射线能谱测量、伽马吸收系数测量以及康普顿散射效应实验内容进行了还原和拓展，引入了康普顿效应探伤模块，满足从普通本科生的基本理论知识的学习到专业研究生的科学探究、科研训练的多层次需求。本文对所包含的实验模块进行了简单介绍，对康普顿效应探伤模块进行了详细介绍，并总结了本实验用于多层次教学的效果。
2025年01期 v.35;No.225 220-226页 [查看摘要][在线阅读][下载 1007K]
[下载次数：75 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 赵振东;张莉;李洪蕾;苏冠男;许金源;荣振宇;
在毛细管法测量液体黏滞系数的基础上，设计了一种利用光学干涉法测量液体黏滞系数的实验方法。该方法将毛细管法实验装置与马赫-曾德干涉光路相结合，将测量液面高度的变化转化为测量光路光程的变化，通过测量干涉条纹移动的数量与时间的关系来计算液体的黏滞系数。利用搭建的实验装置测量了纯净水在室温下的黏滞系数。通过误差分析，发现该方法具有良好的测量精度。该实验装置将流体力学实验与光学实验相结合，能够培养学生的综合实验能力。
2025年01期 v.35;No.225 227-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 刘平安;杨梦淇;张亚萍;周昊;吴致浩;王英玮;
针对传统稳态法难以测量低温物体导热系数的问题，本文设计了基于Pasco系统的导热系数测量装置，且能够获取冰的导热系数随着自身温度改变的规律。装置采用功率恒定的平面热源对温度稳定的冰块一侧进行扰动，当热量在介质中传导时，发现距离扰动面一定深度的冰面温度变化满足与导热系数相关的边界条件。基于这一特性，对温度稳定的冰块中心平面采用常功率加热片进行加热，应用Pasco系统检测加热片平面和一定深度的冰面温度随加热时间的变化规律，并借助高斯误差补函数的一次积分获得导热系数与冰块温度的关系曲线，给出研究冰的导热系数的实验新方案。COMSOL仿真结果表明，该方法实时测量数据准确，可靠性高，具有良好的实验推广和应用价值。
2025年01期 v.35;No.225 232-238页 [查看摘要][在线阅读][下载 615K]
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