物理与工程

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  • 中国科技核心期刊《物理与工程》期刊简介

    <正>期刊撷英1981年,《工科物理教学》创刊号,东南大学恽瑛教授署名文章《美国五所高等院校物理教学情况概貌》(摘登):教学研究也是一种科学研究,并有一定的研究班子。例如在栾斯里尔工学院,瑞斯尼克与哈立德合著的《物理学》是美国大学中较为通用的一种教材,已译成30种文字;曼纳尔斯和爱本斯坦从事实验教学与表演实验的研究,他们二位虽无博士学位,却因教学研究成绩卓著被任命为正教授,为美国国内同行所赞许。

    2017年01期 v.27;No.177 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 12132K]
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特约稿件

  • 中国物理教育从无到有并达到国际水平的历程

    赵凯华;

    本文分为上、中、下3篇。上篇叙述了前清时期从洋务运动、甲午战争、戊戌维新、义和团拳匪之乱、庚子之变、废科举,直到普遍建立新式学堂的历史过程。此阶段我国的物理教育处在萌芽状态。中篇叙述了从辛亥革命到抗战爆发前民国时期中国物理教育发展的历史过程。在此期间一批优秀的大学建立起来,物理教育初具规模,且有很大的发展。大批毕业生出国留学,归来后成为我国物理学界的领军人物。一批物理学家献身于科学救国、实业救国事业,做出很大的努力,甚至牺牲。下篇叙述了抗日战争和战后复员时期的中国物理教育发展。多难兴邦,抗战时期条件极端困苦,却激发出西南联大这朵教育史上的奇葩。中国近代教育,从教育理念到办学体制,从课程设置到图书仪器制备,都是从西方引进的。高层次人才的培养完全靠到西方国家留学。截止到20世纪40年代末,一批本土培养的高水平科学家出土了。

    2017年01期 v.27;No.177 3-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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  • 自聚焦多模光纤模式色散的几何光学与波动光学处理方法

    张晓光;

    自聚焦多模光纤相比阶跃型多模光纤,模式色散要小两个数量级,现在广泛用于局域网。对于自聚焦光纤模式色散的处理方法主要是基于原用于量子力学的WKBJ近似方法。本文从几何光学和波动光学两个角度分析处理自聚焦光纤的模式色散,得到了与WKBJ方法完全相同的结果。在几何光学的处理方法中,利用费马原理作指导,引入远轴光线与近轴光线概念的区别,用微扰的近似方法解光线方程,最后得到自聚焦光纤的模式色散。在波动光学的处理方法中,基于波动方程,将光纤模式近似成厄米高斯模式,依然采用近轴近似和远轴近似的概念,通过计算传播常数得到模式色散。两种处理方法得到的模式色散结果一致,且处理过程物理意义清楚,非常适合教学时采用。

    2017年01期 v.27;No.177 23-29+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 401K]
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教学研究

  • 大学物理和场论课程中的协变性浅谈

    王雯宇;王丝雨;许洋;

    本文主要论述了物理量的协变性质在大学物理和场论教学中的重要性。首先以图示的办法形象地讲解电磁场的洛伦兹变换,同时指出协变性的理解可以使学生更加深刻理解电磁学理论的本质。论文证明n阶反对称张量在行列式为1的矩阵变换下是不变的,因此四阶反对称张量ε~(μνρσ)自然是协变的,矢量和轴矢量的镜像变换性质是不一样的。论文还指出协变性是对物理公式变换性质的表述,物理量会因为形式不同而有不同的协变性的理解。论文以场论散射截面的协变性质为例,指出不同理解的差别与联系。

    2017年01期 v.27;No.177 30-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 204K]
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  • 工科学生物理实验能力量化研究初探

    田霖鹏;吕思颍;朱亚彬;彭继迎;范玲;韩笑;张进宏;张斌;

    物理实验是工科院校的必修基础课程,物理实验能力的量化测评一直是个难点。本文根据加拿大不列颠哥伦比亚大学物理实验能力测试相关工作和本校物理实验教学的实际情况,挑选7道题目,又自行编写3道题目,构成一份物理实验能力的测试卷。对本校400多名本科生进行了前测和后测,有效问卷300多份。运用统计学方法,对单个题目和整体试卷进行统计量化计算(如难度系数、差异系数和点双列系数,整套题的Ferguson's delta)。结果表明,此测试卷的平均难度系数、平均差异系数和平均点双列系数都在合理范围内;整套题目的 Ferguson's delta为0.85,接近期待值0.9。虽然问卷的克伦巴赫信度低,但是通过对测试问卷进行显著性检验,结果显示此问卷可行。

    2017年01期 v.27;No.177 37-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 275K]
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  • 驻波的瞬时能流密度

    章文;张玉;张子云;衡太骅;

    本文首先指出了人们利用瞬时能流密度解释驻波能量的认识误区。之后论证了两列简谐波在相遇区域任一点的瞬时能流密度等于两列波各自的瞬时能流密度之和的条件是两列波必须相向传播,从而严格证明了驻波瞬时能流密度的结论。最后从受力的角度分析了驻波的能量只能在相邻波腹和波节间流动。

    2017年01期 v.27;No.177 44-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 113K]
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  • 浅谈薄膜干涉现象中的几个问题

    刘萍;苏亚凤;方爱平;

    本文以薄膜干涉为例,从研究干涉、衍射问题的切入点进行引导。对干涉、衍射研究中的几个疑惑问题进行分析与讨论,对干涉、衍射研究的主干问题进行梳理,以便学生建立起清晰的波动光学的知识框架,做到处理问题有头有序、顺理成章。

    2017年01期 v.27;No.177 47-49+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 161K]
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物理实验

  • 一个新的测量空气中声速温变系统

    冯升同;杨宝林;郭立群;吴波;

    为了研究空气中声速随温度变化的特性,开发了基于80C196单片机的测量声速的新系统。该系统采用时差法计算声速。利用单片机发射和接收声波,并记录发射和接收的时间差。采用IN4148二极管作为温度传感器,设计了不平衡测温电桥电路。通过在玻璃管身上均匀缠绕电阻丝建立了空气加热模块,可以方便地改变环境温度。编写了基于Visual Basic的计算机与单片机实时通信的软件和制作了操作界面。实验结果表明,该系统能够很精确地测量空气中声速并作出声速随温度变化的特性曲线。该实验已经应用于大学物理实验课堂和电子实训项目。

    2017年01期 v.27;No.177 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 262K]
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  • 光源的相干性对牛顿环的影响

    吴天一;

    本文以普通光源和激光为例,探讨了光源的相干性对牛顿环干涉现象的影响。对于非相干光源,研究了单色性对相干长度的影响,指出仅有空气夹层上下表面的反射光会在平凸透镜顶点附近凸面内侧贴近凸面的区域形成一套干涉条纹。对于相干光源,利用斯托克斯定律推导了各表面反射光之间干涉条纹的可见度,进而分析了多套干涉条纹的叠加效果。

    2017年01期 v.27;No.177 55-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 141K]
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  • 飞行时间质谱仪中的离子峰漂移机理研究

    程起元;周留柱;尹新;李广义;

    文章报道了三乙胺分子在激光波长为266nm的YAG脉冲激光器下的共振多光子电离飞行时间质谱,研究发现随着激光功率密度的增加,各质量数的碎片离子的飞行时间有减小的趋势,即质谱峰发生漂移。离子的质荷比越小,信号强度越大,质谱峰漂移越明显。分析认为,飞行时间质谱峰的漂移是瞬间加减速效应和网栅吸附双重作用的结果。对于产生的碎片离子数目较少的激光电离中,网栅吸附引起的漂移占优势,但当激光电离产生的碎片离子数目较多时,瞬间加减速效应将显现。在飞行过程中受电压起伏变化影响的数值模拟与实验中获得的离子峰漂移状况相一致。

    2017年01期 v.27;No.177 59-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 447K]
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教学经验交流

  • 均匀外电场中的一般椭球形导体

    赵强;籍万新;

    根据一个均匀极化的一般椭球形电介质表面的极化电荷的分布规律与一个处在均匀外电场中具有相同形状的导体椭球表面上感应电荷的分布规律的相似性,通过先求出均匀极化椭球表面上极化电荷的分布规律,然后用类比的方法给出了一个处在均匀外电场中具有相同形状的一般椭球形导体表面上电荷的分布规律。

    2017年01期 v.27;No.177 65-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 141K]
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  • “大学物理”精品资源共享课为跨校选修课带来的机遇与挑战

    崔晶磊;耿平;王强;吴海娜;

    在辽宁省教育厅推进优质教育资源共享,开展大学生在线学习、跨校修读学分试点工作中,我们利用东北大学"大学物理"精品资源共享课为东北财经大学提供跨校在线选修课。经过两年的实践与探索,我们积累了大量教学方法以及管理经验。本文除了介绍跨校在线选修课的建设方法以及经验,也分析了这种新教学模式的特点、优势以及所面临的挑战。跨校选修课不仅能够有效利用精品资源共享课,也推动了教学方式、方法和管理制度的改革,将发展为重要的教学模式。

    2017年01期 v.27;No.177 68-70+72页 [查看摘要][在线阅读][下载 123K]
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  • 一个关于劈尖干涉模糊不清的问题

    许瀚尹;赵承良;李成金;

    关于劈尖干涉的问题表述中经常出现"一定范围内可看到若干条明(或暗)条纹",然而这些条纹是否完整,这个区域的边界处对应条纹的什么位置常常不是很明确,这给问题解答带来一定的不确定性。本文通过一个常见题目指出了存在的问题,并给出这类题目表述中应该注意的问题。

    2017年01期 v.27;No.177 71-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 102K]
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  • 电磁学理论教学与实验如何有效结合的思考

    李智华;陆培祥;

    电磁学是一门与实验紧密相关联的理论课程。笔者在多年从事电磁学教学过程中,对电磁学理论教学和实验教学如何有效结合,进行较深入的思考与实践,其中包括大学物理实验课程中的电磁学实验与电磁学课程理论教学内容协调统筹设置和安排,电磁学理论教学与课堂演示实验的有效配合,设置电磁学设计性实验与电磁学理论教学相结合,以及建设电磁学专业实验室的必要性。

    2017年01期 v.27;No.177 73-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 150K]
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物理与工程

  • 3D打印技术在油气资源评价中的应用及展望

    管丽梅;詹洪磊;祝静;赵昆;

    3D打印(3-Dimensional Printing)是一种先进的增材制造技术,已经在模具生产、教育、医学等领域得到广泛应用,在石油勘探开发领域的应用亦展现出较高的研究价值。本文介绍了3D打印技术及其在相关领域的应用现状,详细阐述了3D打印技术在油气资源评价中的作用,包括地质建模、储集岩孔隙及其连通性的评价、岩石节理及裂隙的力学性质研究3个方面,并对3D打印技术在石油工业中仪器和工艺的创新性设计开发、油气储层理论研究、石油储存及运输、石油炼制及油品评价方面的应用前景提出展望。

    2017年01期 v.27;No.177 77-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 271K]
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  • 航空涡轮发动机中的物理学

    徐劳立;刘宇星;王越;

    航空发动机的技术含量密集而难度高,其制造水平是一个国家工业技术水平的重要标志。航空动力主要使用燃气涡轮发动机,本文简要描述了航空涡轮发动机的结构类型和特性,运用热力学和流体力学的基础理论解释了几种航空涡轮发动机的结构演化,并介绍了航空涡轮发动机的关键技术单晶镍基合金叶片,最后给出了我国航空发动机事业的发展概况。

    2017年01期 v.27;No.177 84-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 221K]
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大学生园地

  • 电化学电镀ZnO对石墨烯基NO_2气敏传感器的气敏性影响

    丁樊;顾雁鸣;沈彦平;牟海川;谢海芬;

    通过低压化学气相沉积的方法制备了单层石墨烯,用电化学电镀的方法在石墨烯表面沉积了氧化锌纳米层,制作出一种新的、简单、高效的掺杂氧化锌纳米层的石墨烯基气敏传感器,并研究了本征的和电镀氧化锌的石墨烯基气敏传感器对不同体积分数的NO_2气体的响应特性和恢复特性。实验表明:在工作电压-0.5V,时间300s的条件下电镀ZnO的石墨烯基传感器的气敏性最好,其对10ppm NO_2的灵敏度为-22.126%(本文中定义灵敏度为测量电阻R与本征电阻R_0的差值与本征电阻的比值,故为负值),是本征石墨烯传感器的3.85倍,且响应的最低浓度达到0.5ppm(其灵敏度为-0.786%)。

    2017年01期 v.27;No.177 88-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 530K]
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  • 一种新型智能感应煤气无线供电排风系统的研究

    陈元龙;

    本文提出了一种新型智能感应煤气无线供电排风系统方案,该系统能快速有效预测和应变煤气或天然气泄漏事故。本系统包括煤气感应器、控制系统和排风系统模块,其中煤气感应器实时监测煤气是否发生泄漏,当室内煤气浓度达到额定值时,持续输出信号;控制系统接收到持续的信号后,自动启动排风系统;当室内煤气浓度低于额定值时,煤气感应器持续输出信号,控制系统接收到持续的信号后,自动停止排风系统。本系统采用无线供电技术,不会产生电火花而引发煤气爆炸事故,结构简单、经济实用、安全有效。

    2017年01期 v.27;No.177 93-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 360K]
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  • 基于质能方程的温度与质量关系的研究

    李登仟;蒲利春;

    为了进一步地研究热力学中质量与温度的关系,通过质能方程与热力学的结合推导出宏观物体因自身温度升高而吸收热量,其质量将呈指数增加;因温度的降低而放出热量,质量将呈指数减少。而这也将会对热力学与相对论结合的研究提供一定的理论依据。

    2017年01期 v.27;No.177 98-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 118K]
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书讯

  • 值得推荐的物理学书

    <正>《医用物理学》科学出版社作者:吉强王晨光内容简介:本书内容严格按照教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会第三次工作会议上通过的《医药类专业的物理课程教学基本要求》相应的知识点,由全国11省市17所院校长期从事医用物理学教学的骨干教师(包括现任教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会委员吉强、王晨光、邓玲、韦相忠,现任医药工作委员会委员莫华、刘东华、童家明、贺奇才等)结合多年的教学实践体会,历经一年多时间,召开多次编写会,商定、推

    2017年01期 v.27;No.177 102页 [查看摘要][在线阅读][下载 66K]
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  • 中国科技核心期刊《物理与工程》期刊稿约

    <正>投审稿采编平台:http://gkwl.cbpt.cnki.net《物理与工程》是由教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会直接领导的学术性期刊,历任主编和编委随教指委的换届而同步更新。期刊主要围绕大学物理/大学物理实验课程教学中的热点难点问题展开研究,力争在高校人才培养、课程建设、教学研究以及提高物理教师教学水平等方面起到服务和促进的作用。《物理与工程》期刊倡导学术研究的科学精神和规范方法,鼓励对大学物理课程教学和大学物理实

    2017年01期 v.27;No.177 103页 [查看摘要][在线阅读][下载 675K]
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