- 冀敏;蒋平;
为清晰、透彻地理解静电学中涉及的各种能量的基本概念,本文从场的观点和电荷的观点分析讨论了该问题,并选择了几个熟悉的例子来说明本文认识的合理性.依照场的观点,真空中两个体积足够小的电荷的静电场能量密度为:1/2ε0E21+1/2ε0E22+ε0E1·E2.其中,1/2ε0E21和1/2ε0E22分别为两个电荷单独存在时的电场能量密度,而交叉项ε0E1·E2则为两个电荷电场的相互作用能量密度;它们的空间积分分别为两个电荷单独存在时的静电场能量和两个电荷电场之间的相互作用能量.而从电荷观点出发,此3个静电场的能量分别为两个电荷的固有能和彼此之间的静电相互作用势能.推广到有限体积的孤立带电导体以及带电导体系的情形,可知孤立带电导体的固有能就是其上所有无限小电荷元间的相互作用势能之和,而带电导体系的电场能也就是体系所包含的所有电荷元间的相互作用势能的总和.
2015年03期 v.25;No.167 34-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 166K] [下载次数：177 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：113 ] - 周国全;
本文表明缠绕于凸柱体表面的软绳所受到的横向最大静摩擦力与张力,无关于柱面的曲率分布,仅与最大静摩擦因数以及软绳沿柱面的终端切向与起始切向的方位角之差有关,且服从指数增长规律.本文研究还表明,这一规律并不局限于圆柱表面的横向最大静摩擦力,对凸柱体表面的软绳所受到的滑动摩擦力依然成立.
2015年03期 v.25;No.167 38-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 240K] [下载次数：176 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：92 ] - 郭敏;闫诚实;王靖淇;崔景凤;戴瑞;
振动和波动是生活中的一种非常普遍而重要的运动形式,其中简谐振动是最简单、最基本的运动,弹簧振子是研究简谐运动的最基本模型.在研究弹簧参与的微小振动时,部分学生不能很好的判定弹簧参与的微小振动是否为简谐运动.本文讨论了系统作简谐运动的充要条件,并通过4个具体例子详细分析了弹簧参与的微小振动.
2015年03期 v.25;No.167 41-43+47页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K] [下载次数：199 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：51 ] - 李品钧;
文章用速度变换和矢量图对"弹弓效应"的加速原因做出了较为简洁直观的解释,以关于"弹弓效应"的一个简例.分析"弹弓效应"中的加速条件,得出能使入射物体被加速的偏转角范围.与通常所采用的两体碰撞理论相比较,此方法更能凸显"弹弓效应"的加速机理,且能有效避免冗繁的数学运算.将"弹弓效应"与粒子散射问题对照分析,得出两者之间的可类比性.因而可由散射问题中的散射角关于瞄准距离的公式类比推出"弹弓效应"中偏转角与瞄准距离之间的关系.文章还将"弹弓效应"的思想推广到了一般尺度上的两体问题.
2015年03期 v.25;No.167 44-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 726K] [下载次数：362 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：58 ]
- 李英姿;张立文;陈注里;单冠乔;钱建强;
原子力显微镜(AFM)作为一种分辨率可达原子量级的测量工具已经广泛应用于纳米材料、生物医学等领域.目前大学里开设与AFM成像技术相关的实验课程中,大多是向学生展示AFM扫描样品获得形貌图的功能,较为单调,无法使学生在实验课程中更深入地了解AFM的工作模式及成像方式.近年来,通过对原子力显微镜的输出信号进行分析,并利用高次谐波信号进行重建力曲线,使探测样品表面力学信息的方法得到了深入的研究.本文完整地叙述了使用自主开发的AFM实验平台进行重构力曲线的过程,并将其应用于AFM实验课程中,从而加深学生对AFM成像原理的了解.
2015年03期 v.25;No.167 48-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 924K] [下载次数：81 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：79 ] - 田浩;周忠祥;王晓鸥;宫德维;霍雷;张宇;
为了更加深入地掌握光学干涉原理以及晶体材料的电光效应,我们搭建了利用干涉原理的典型光学系统——马赫-曾德尔电光系数干涉测量系统.首先,结合光学干涉原理和晶体材料的二次电光效应,进行了详细的理论推导,证明了测量方法的正确性和可行性.之后,以钽铌酸钾钠(KNTN)晶体作为研究对象,在实验中测量得到了其二次电光系数s11为2.28×10-15 m2·V-2.在此过程中,通过对马赫-曾德尔光学干涉测量系统的理论剖析与实际应用,相信可以帮助同学们更深入地理解和掌握光学干涉、晶体折射率及其电光效应的本质与原理.
2015年03期 v.25;No.167 52-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 438K] [下载次数：143 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：161 ] - 刘畅;周翌;郭晓峥;罗锻斌;
光的干涉现象是波动过程的基本特征之一,是波动光学研究的主要内容.相干条件说明光波的偏振态对光的干涉效应有影响.为了让学生更好地理解光的干涉过程中偏振态的影响,本文设计了一种全息记录光路,利用一种对激发光偏振态敏感的偶氮染料样品,演示了样品经过不同偏振的两束特定波长写入激光作用后,可以观察到写入光和探测光的衍射现象.这些衍射现象说明样品中可以形成的不同类型的折射率光栅,而这些折射率光栅来源于样品表面不同偏振态的周期分布导致的染料分子的周期取向分布,从而形象地说明了光的干涉过程中相位差的重要性,有助于学生对光的干涉的深入理解.
2015年03期 v.25;No.167 55-57+61页 [查看摘要][在线阅读][下载 743K] [下载次数：156 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：110 ]
- 赖国忠;梁雄;
本文给出了为大学物理课程学习做准备的数学基础的教学中的3个"应用性"原则,指出教学重点应放在让学生理解微分与导数、积分以及矢量运算几个方面的思想与方法,特别要让学生理解:微分表示变量的微小变化;导数在几何上表示函数曲线上切线的斜率,而且导数中分子和分母两个微分是既相关联又可以分开的量;积分的本质意义是求和,把物理问题转化为积分问题通常包括两个过程,一是积分区域无限细分,其目的在于"化变为不变";二是无限求和.通过不定积分与定积分的关系可以帮助学生快速计算一些简单被积函数的积分.讲述积分的过程中,可以引入微分方程的概念及分离变量法求解的思想.矢量运算中的难点是标量积与矢量积的区别以及矢量求导.前者可通过力做功及力矩的概念帮助学生加深理解.而矢量求导可以结合曲线运动中的速度、加速度的计算让学生理解其思想与方法.
2015年03期 v.25;No.167 58-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 212K] [下载次数：275 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：129 ] - 王全;
利用保角变换法能将复杂的边界问题变为简单边界问题,从而使问题变得简单、直观,便于解决.文中用保角变换法,将两共焦抛物线变换成两平行直导线,从而方便地求得两共焦抛物板间等势线和电场线,并对保角变换法的适用范围进行简单讨论.
2015年03期 v.25;No.167 62-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 227K] [下载次数：102 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：86 ] - 唐军;叶世旺;黄志敏;郭治天;
普通物理或工科大学物理包括比较多的理论公式和计算,将复杂的公式计算形象的描述出来是计算机辅助物理教学的重要内容,常用的计算机辅助教学软件都具有这样的功能.高校教师往往科研任务繁重,将教学与科研工作结合是非常必要的,而将科研工具用于教学是其中重要的一环.作者结合自身的科研和教学实践,介绍了如何通过一款免费获取的科学计算软件Xppauto来辅助大学物理教学.文中给出了3个实例,包括振动、垂直谐振动合成、光的干涉和衍射.
2015年03期 v.25;No.167 64-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1513K] [下载次数：122 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：176 ] - 史祥蓉;
文章针对大学物理教材对火箭运动微分方程的讲法,根据动量定理讨论了火箭系统动量表达式的导数,提出了一个容易引起学生误解的矛盾问题;然后,介绍了理论力学教程中质量流动动力学方程,并利用质量流动问题讲解火箭运动微分方程,避免了矛盾的出现;最后,通过两种讲解方法的分析比较,总结给出了火箭系统动量的一般表达形式,能正确表达火箭系统的动量及其导数.利用动量定理直接对该式求导的讲法不仅避免了矛盾,而且解释了引起学生误解的原因.
2015年03期 v.25;No.167 69-70+74页 [查看摘要][在线阅读][下载 151K] [下载次数：327 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：103 ] - 张海明;吴以治;
理工结合、协同发展是当前学科发展中的热点问题.文章简要分析了理工结合、协同发展的障碍及原因,指出体制束缚、科学家本身素质缺陷和管理层面的问题是产生理工结合、学科交叉融合障碍的主要原因.在此基础上,笔者根据国内外相关文献和调研结果及国内部分院校的实践,给出了理工结合、协同发展的措施与建议.另外,笔者还结合我校实际,提出了理工结合的相关建议,例如,在学校优势学科下自主设置由理学院负责的二级博士点;利用物理实验教学平台,让工科学生加入到创新性实验研究中,和理科学生组成小组共同完成特定课题的探究性实验等.
2015年03期 v.25;No.167 71-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 117K] [下载次数：107 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：132 ] - 杨红卫;刘凤艳;
本文以北京地区高校工科大学物理基础课双语教学为切入点,通过调查问卷了解该课程双语教学的现状,结合我校双语教学的实践,从教师的能力、教学方式、教材的选用、学生的英语水平、学生的评价以及收获等方面,研究和分析影响双语教学效果的主要因素,找出存在的问题,并针对存在的问题探讨相应的对策和建议,以便更好地促进双语教学的有效实施.
2015年03期 v.25;No.167 75-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 97K] [下载次数：78 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：105 ]
- 唐安琪;陈钢;朱国斌;李成金;
单摆是力学中的最基本模型,点电荷电场是电学中的最基本模型.将带电小球单摆置于点电荷电场中,带电小球既受到重力作用也受到点电荷电场的作用,由于点电荷电场是非均匀场,带电小球在重力的均匀场和点电荷的非均匀电场中摆动.本文讨论了带电小球做简谐振动的条件,发现在点电荷非均匀场中带电小球做小幅摆动仍可产生简谐运动,给出简谐振动的周期,并指出其等效场的意义.
2015年03期 v.25;No.167 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 532K] [下载次数：158 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：101 ] - 徐斌;陈浩;
本文介绍一种气体分子麦克斯韦速率分布教学的新方法,该方法可以使分布规律得以直观形象地展示,且能从多个角度动态地分析气体分子运动速率分布的特点.该方法主要利用Matlab软件中的图形用户界面(GUI),根据不同的问题研究角度自主设定参数,编辑相关的程序,描绘出速率分布曲线,并计算相关的特征速率,从图像和数值上进行比较分析.不同于用一般的作图软件所绘出的静态图像,借助GUI的模拟与交互,能够在课堂上基于不同的条件及研究角度动态地作出图像,实现课堂教学的高度交互性,有助于学生深刻理解麦克斯韦速率分布,提高课堂教学的效果.此外,该方法在其他分布函数的教学中也有广泛的意义.
2015年03期 v.25;No.167 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1118K] [下载次数：326 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：138 ] 下载本期数据