- 王稼军;
2018年8月21日第四届"高等教育杯"全国高等学校物理基础课程青年教师讲课比赛决赛在贵州大学成功举行。共12名选手参加了本届决赛,近200名高校教师参加了现场观摩。比赛采取现场随机抽题的方式进行,参赛选手们的表现都比较出色,展示出了较高的物理授课水平。但选手们在审题、授课内容的组织、关键点的强调、物理概念的准确理解、课堂内容与现实科技发展的联系等方面也存在一定的问题,有待进一步加强和提高。总体来说,讲课比赛提供了参赛教师相互学习、相互切磋的平台,对一线的基础教学有直接的引导和促进作用。希望讲课比赛能够健康地发展,基础课教学的质量能够越来越好。
2018年06期 v.28;No.188 18-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 120K] [下载次数：258 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：38 ] - 王稼军;
2018年8月21日第四届"高等教育杯"全国高等学校物理基础课程青年教师讲课比赛决赛在贵州大学成功举行。共12名选手参加了本届决赛,近200名高校教师参加了现场观摩。比赛采取现场随机抽题的方式进行,参赛选手们的表现都比较出色,展示出了较高的物理授课水平。但选手们在审题、授课内容的组织、关键点的强调、物理概念的准确理解、课堂内容与现实科技发展的联系等方面也存在一定的问题,有待进一步加强和提高。总体来说,讲课比赛提供了参赛教师相互学习、相互切磋的平台,对一线的基础教学有直接的引导和促进作用。希望讲课比赛能够健康地发展,基础课教学的质量能够越来越好。
2018年06期 v.28;No.188 18-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 120K] [下载次数：258 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：38 ] - 安宇;
本文是作者出版的辅助教材《基于SPOC混合式学习模式的大学物理指导》中开篇的一段摘录,简单论述了现在的课堂教学模式需要变革的必要性。主要理念是"以教为中心"向"以学为中心"转变,因为说到底学习是学生的事,教只是辅助学生学习而已。
2018年06期 v.28;No.188 21-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 84K] [下载次数：348 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：22 ] |[阅读次数：36 ] - 安宇;
本文是作者出版的辅助教材《基于SPOC混合式学习模式的大学物理指导》中开篇的一段摘录,简单论述了现在的课堂教学模式需要变革的必要性。主要理念是"以教为中心"向"以学为中心"转变,因为说到底学习是学生的事,教只是辅助学生学习而已。
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引力波在空间中传播会造成物体之间的距离发生有节奏的增减,但其振幅极其微小,如何浅显地描述和估算引力波的振幅是大学本科教学和科普实践中的难题。本文提出一个简单的玩具模型:假设引力波在二维空间中传播,其波形可以用诸如正弦曲线等平面曲线来描述,这使得严格或近似地解析计算其振幅成为可能,从而达到以通俗的方式诠释引力波振幅的目的。
2018年06期 v.28;No.188 24-25+56页 [查看摘要][在线阅读][下载 436K] [下载次数：142 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：33 ] - 宁专;宋振宁;邢志忠;
引力波在空间中传播会造成物体之间的距离发生有节奏的增减,但其振幅极其微小,如何浅显地描述和估算引力波的振幅是大学本科教学和科普实践中的难题。本文提出一个简单的玩具模型:假设引力波在二维空间中传播,其波形可以用诸如正弦曲线等平面曲线来描述,这使得严格或近似地解析计算其振幅成为可能,从而达到以通俗的方式诠释引力波振幅的目的。
2018年06期 v.28;No.188 24-25+56页 [查看摘要][在线阅读][下载 436K] [下载次数：142 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：31 ] - 朱经亚;
把单摆中的质点换成匀质刚体杆,即构成了一个绳杆复合摆。文章从全国中学生物理奥林匹克竞赛中的一道题目出发,研究了绳杆复合摆问题,简要阐述了从牛顿定律、守恒定律、拉格朗日力学、哈密顿力学等不同途径解决该问题的多种方法,重点是对绳和杆近似共线情况的分析,并用Mathematica做了数值模拟。当绳和杆满足初始角速度相同、偏转角幅度较小、杆长小于绳长3个条件时,绳和杆近似共线,可以用很简单的实验定性验证。通过数值模拟发现,满足这3个条件时,绳和杆的偏转角、角速度近似相等,并且假设绳杆严格共线在短时间内是一个非常好的近似。但随着时间积累,几十个摆动周期后,与假设严格共线的近似结果会出现较大偏差,尤其对于杆相对于绳较长的情况。
2018年06期 v.28;No.188 26-31+52页 [查看摘要][在线阅读][下载 4477K] [下载次数：248 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：36 ] - 朱经亚;
把单摆中的质点换成匀质刚体杆,即构成了一个绳杆复合摆。文章从全国中学生物理奥林匹克竞赛中的一道题目出发,研究了绳杆复合摆问题,简要阐述了从牛顿定律、守恒定律、拉格朗日力学、哈密顿力学等不同途径解决该问题的多种方法,重点是对绳和杆近似共线情况的分析,并用Mathematica做了数值模拟。当绳和杆满足初始角速度相同、偏转角幅度较小、杆长小于绳长3个条件时,绳和杆近似共线,可以用很简单的实验定性验证。通过数值模拟发现,满足这3个条件时,绳和杆的偏转角、角速度近似相等,并且假设绳杆严格共线在短时间内是一个非常好的近似。但随着时间积累,几十个摆动周期后,与假设严格共线的近似结果会出现较大偏差,尤其对于杆相对于绳较长的情况。
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多个物体通过轻绳,绕过多个静滑轮连接起来。含时形式绳子总长度对时间求导一次和二次,得到了这些物体速度和加速度的关系式。各个物体速度沿相对最近滑轮方向分量之和为绳子总长伸缩的速度。各个物体相对最近滑轮的径向加速度和向心加速度之总和为绳子总长伸缩的加速度。作为一个简单应用,对物理竞赛的3个例子,转动杆连线模型,两物体一滑轮模型,以及绳拉物体模型,作了推广。
2018年06期 v.28;No.188 32-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 390K] [下载次数：359 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：30 ] - 黄晶;邱为钢;
多个物体通过轻绳,绕过多个静滑轮连接起来。含时形式绳子总长度对时间求导一次和二次,得到了这些物体速度和加速度的关系式。各个物体速度沿相对最近滑轮方向分量之和为绳子总长伸缩的速度。各个物体相对最近滑轮的径向加速度和向心加速度之总和为绳子总长伸缩的加速度。作为一个简单应用,对物理竞赛的3个例子,转动杆连线模型,两物体一滑轮模型,以及绳拉物体模型,作了推广。
2018年06期 v.28;No.188 32-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 390K] [下载次数：359 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：29 ] - 崔乃毅;米仪琳;孙连亮;李春磊;毛志国;
在存在约束的动力学问题中,有关被动力作用的分析一直是大学物理教学中的薄弱环节,因而可能导致学生对这类问题的错误理解和求解。本文结合小球与匀质细杆碰撞问题、摩擦轮问题和旋转轮摩擦加速问题等3个典型问题讨论了大学物理教学中的被动力在刚体运动中的作用,即特别是小球与匀质悬挂杆的碰撞问题。讨论力求便于学生理解,因此推导尽量简单。文章认为,讨论有约束的刚体动力学问题时必须强调约束是通过被动力对刚体的运动带来作用。这是使学生正确理解和求解刚体动力学问题的关键之一。
2018年06期 v.28;No.188 36-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 438K] [下载次数：251 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：38 ] - 崔乃毅;米仪琳;孙连亮;李春磊;毛志国;
在存在约束的动力学问题中,有关被动力作用的分析一直是大学物理教学中的薄弱环节,因而可能导致学生对这类问题的错误理解和求解。本文结合小球与匀质细杆碰撞问题、摩擦轮问题和旋转轮摩擦加速问题等3个典型问题讨论了大学物理教学中的被动力在刚体运动中的作用,即特别是小球与匀质悬挂杆的碰撞问题。讨论力求便于学生理解,因此推导尽量简单。文章认为,讨论有约束的刚体动力学问题时必须强调约束是通过被动力对刚体的运动带来作用。这是使学生正确理解和求解刚体动力学问题的关键之一。
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一些力学教科书中对回转效应的讲解就是直接利用重力力矩导致陀螺角动量变化得到均匀进动角速度,但是这会导致竖直方向出现进动角动量而无法解释的问题,即看似角动量不守恒。本文从基本的力学原理出发,分析了陀螺水平释放后从开始到稳定过程中的进动和章动,并对结果进行了数值模拟,证明忽略进动阻尼时稳定进动角动量与陀螺下倾导致的自转角动量竖直分量大小相等、方向相反,保证了系统竖直方向角动量恒为零。
2018年06期 v.28;No.188 39-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 541K] [下载次数：596 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：38 ] - 邵怀华;卓玉霖;
一些力学教科书中对回转效应的讲解就是直接利用重力力矩导致陀螺角动量变化得到均匀进动角速度,但是这会导致竖直方向出现进动角动量而无法解释的问题,即看似角动量不守恒。本文从基本的力学原理出发,分析了陀螺水平释放后从开始到稳定过程中的进动和章动,并对结果进行了数值模拟,证明忽略进动阻尼时稳定进动角动量与陀螺下倾导致的自转角动量竖直分量大小相等、方向相反,保证了系统竖直方向角动量恒为零。
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文章从大一新生物理学习兴趣的调查入手,分析学生对物理产生学习兴趣的原因,观察不同性别的学生物理学习兴趣产生原因的差异。从创设物理情景、关注学生已有基础、改革评价方式3个方面提出激发与保持学生大学物理学习兴趣的策略。
2018年06期 v.28;No.188 43-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1016K] [下载次数：228 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：30 ] - 刘晓莹;彭鸿雁;姚仲瑜;孙丽;张铁民;
文章从大一新生物理学习兴趣的调查入手,分析学生对物理产生学习兴趣的原因,观察不同性别的学生物理学习兴趣产生原因的差异。从创设物理情景、关注学生已有基础、改革评价方式3个方面提出激发与保持学生大学物理学习兴趣的策略。
2018年06期 v.28;No.188 43-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1016K] [下载次数：228 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：28 ] - 于建强;谢亮;铁小匀;安艳伟;张进治;
基于菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式,在远场傍轴条件下,推导了圆孔夫琅禾费衍射场三维分布的积分表达式,并使用可视化科学计算软件Matlab进行了数值积分,得到了圆孔夫琅禾费衍射图样的三维光强分布数据。展示了焦平面、离焦平面和轴向切面上的二维光强分布图,分析了衍射图样的横向、轴向和离焦光强分布特性,拓展了对圆孔夫琅禾费衍射图样的理解。使用数值计算求解光电场三维分布的方法,无需复杂的特殊函数,利于在大学物理教学中推广。
2018年06期 v.28;No.188 49-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1457K] [下载次数：673 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：38 ] - 于建强;谢亮;铁小匀;安艳伟;张进治;
基于菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式,在远场傍轴条件下,推导了圆孔夫琅禾费衍射场三维分布的积分表达式,并使用可视化科学计算软件Matlab进行了数值积分,得到了圆孔夫琅禾费衍射图样的三维光强分布数据。展示了焦平面、离焦平面和轴向切面上的二维光强分布图,分析了衍射图样的横向、轴向和离焦光强分布特性,拓展了对圆孔夫琅禾费衍射图样的理解。使用数值计算求解光电场三维分布的方法,无需复杂的特殊函数,利于在大学物理教学中推广。
2018年06期 v.28;No.188 49-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1457K] [下载次数：673 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：37 ]
- 张鹏;苏婷;苏关东;李智健;
受到大数据时代的影响,计算机编程在物理教学实验中的应用越来越广泛。文章通过对近年来相关题材的文献进行调研、归纳和分析,并结合使用计算机编程处理物理实验数据的经验,总结并比较了近年来相对比较流行而又前沿的几种编程语言在处理物理实验数据上的特点和优劣势,为学生在物理实验课程中合理选择编程语言处理数据提供了参考,同时提出了鼓励学生使用计算机编程的方法处理物理实验数据的教学策略。计算机编程应用在物理实验教学中,不仅能够提高学生学以致用和跨学科创新的能力,而且能够综合提升学生的素质,培养符合时代和社会需要的应用型、创新型人才,助力工程教育专业认证和"双一流"大学建设。
2018年06期 v.28;No.188 60-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2954K] [下载次数：264 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：33 ] - 张鹏;苏婷;苏关东;李智健;
受到大数据时代的影响,计算机编程在物理教学实验中的应用越来越广泛。文章通过对近年来相关题材的文献进行调研、归纳和分析,并结合使用计算机编程处理物理实验数据的经验,总结并比较了近年来相对比较流行而又前沿的几种编程语言在处理物理实验数据上的特点和优劣势,为学生在物理实验课程中合理选择编程语言处理数据提供了参考,同时提出了鼓励学生使用计算机编程的方法处理物理实验数据的教学策略。计算机编程应用在物理实验教学中,不仅能够提高学生学以致用和跨学科创新的能力,而且能够综合提升学生的素质,培养符合时代和社会需要的应用型、创新型人才,助力工程教育专业认证和"双一流"大学建设。
2018年06期 v.28;No.188 60-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2954K] [下载次数：264 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：35 ] - 王芳;王嘉妮;赵景峰;夏红岩;
本文选择肇东苜蓿草种为研究对象,测试分析了牧草种子在进行太赫兹时域光谱(THz-TDS)测试时的影响因素。具体地,量化研究确定了牧草种子制备时烘干去水的时间为8h。此外,在有效太赫兹频段(0～2THz)内的研究结果表明,牧草种子样品的颗粒大小对测试结果产生显著影响:粒径越小,样品的折射率也随之减小。同时,随着样品厚度的增加,透射光谱的强度也依次衰减。不仅如此,样品中不同质量比的聚乙烯不会影响样品的吸收系数,但是在测试的有效频段内对折射率的影响保持一定的规律性。这项研究不仅可以优化太赫兹实验测试,减少实验的偶然误差,提高测试的精度。更重要的是,为太赫兹牧草品种鉴定的批量测试奠定基础,为草种鉴别数据库建立提供准确的实验基础。
2018年06期 v.28;No.188 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1892K] [下载次数：124 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：35 ] - 王芳;王嘉妮;赵景峰;夏红岩;
本文选择肇东苜蓿草种为研究对象,测试分析了牧草种子在进行太赫兹时域光谱(THz-TDS)测试时的影响因素。具体地,量化研究确定了牧草种子制备时烘干去水的时间为8h。此外,在有效太赫兹频段(0～2THz)内的研究结果表明,牧草种子样品的颗粒大小对测试结果产生显著影响:粒径越小,样品的折射率也随之减小。同时,随着样品厚度的增加,透射光谱的强度也依次衰减。不仅如此,样品中不同质量比的聚乙烯不会影响样品的吸收系数,但是在测试的有效频段内对折射率的影响保持一定的规律性。这项研究不仅可以优化太赫兹实验测试,减少实验的偶然误差,提高测试的精度。更重要的是,为太赫兹牧草品种鉴定的批量测试奠定基础,为草种鉴别数据库建立提供准确的实验基础。
2018年06期 v.28;No.188 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1892K] [下载次数：124 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：30 ] - 冷坤;章曦;武文远;龚艳春;杨云涛;
激光在海洋大气中传输时,由于海洋型气溶胶的散射和吸收,激光能量会不断衰减,影响激光系统的作用效能。基于蒙特卡罗方法,研究了传播距离、能见度和激光束初始均方根半径对到达接收平面处光子空间分布的影响。研究表明,随着传播距离的增加,到达接收平面光子数呈近似线性减少的趋势;随着能见度的增加,到达接收平面光子数一开始迅速增加,然后趋于稳定;随着激光束初始均方根半径的增加,到达接收平面光子数一开始变化不大,然后缓慢减少。此外,在上述几种情形下,均未发现光子空间分布对高斯分布的偏离。研究结果可为分析海洋大气环境对激光器作用效能的影响提供理论依据。
2018年06期 v.28;No.188 74-79+85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1695K] [下载次数：238 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：31 ] - 冷坤;章曦;武文远;龚艳春;杨云涛;
激光在海洋大气中传输时,由于海洋型气溶胶的散射和吸收,激光能量会不断衰减,影响激光系统的作用效能。基于蒙特卡罗方法,研究了传播距离、能见度和激光束初始均方根半径对到达接收平面处光子空间分布的影响。研究表明,随着传播距离的增加,到达接收平面光子数呈近似线性减少的趋势;随着能见度的增加,到达接收平面光子数一开始迅速增加,然后趋于稳定;随着激光束初始均方根半径的增加,到达接收平面光子数一开始变化不大,然后缓慢减少。此外,在上述几种情形下,均未发现光子空间分布对高斯分布的偏离。研究结果可为分析海洋大气环境对激光器作用效能的影响提供理论依据。
2018年06期 v.28;No.188 74-79+85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1695K] [下载次数：238 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：30 ] - 董梅峰;
1985年,Wessle提出光学天线的概念。U.C.Fischer等人在1988年首次实验验证了Wessle的理论。由于金属微纳结构具有局域表面等离子体效应,光学天线对局域场具有增强和调制的功能,因此金属光学天线在光谱增强方面具有重要的作用。本文通过研究水环境中金属光学天线的红外特性,设计了一种用于测量水中硝酸盐的金属光学天线。
2018年06期 v.28;No.188 80-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 2852K] [下载次数：69 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：33 ] - 董梅峰;
1985年,Wessle提出光学天线的概念。U.C.Fischer等人在1988年首次实验验证了Wessle的理论。由于金属微纳结构具有局域表面等离子体效应,光学天线对局域场具有增强和调制的功能,因此金属光学天线在光谱增强方面具有重要的作用。本文通过研究水环境中金属光学天线的红外特性,设计了一种用于测量水中硝酸盐的金属光学天线。
2018年06期 v.28;No.188 80-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 2852K] [下载次数：69 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：33 ] - 秦珠;廖怡;戴海涛;王立英;
在光学平台上搭建迈克耳孙干涉光路,在一光路中加入一透明玻璃气室,通过改变气室内的压强来观察条纹"吞吐"数量,就可以测定空气折射率。本实验通过一根细软管将光路中的玻璃气室与一大气瓶相连接,在不影响实际光路长度的基础上,很大程度上实现将传统的小气室改造放大。另外,采用压力传感器和温度传感器测量气室内的压强和温度,使压强测量结果更加灵敏精确,并实现了对气室内温度的实时监测。利用改进后的迈克耳孙干涉仪测量空气折射率,使实验过程中压强和条纹变化缓慢且稳定,极大提高了实验的灵敏度和测量精度。
2018年06期 v.28;No.188 86-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 857K] [下载次数：703 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：34 ] - 秦珠;廖怡;戴海涛;王立英;
在光学平台上搭建迈克耳孙干涉光路,在一光路中加入一透明玻璃气室,通过改变气室内的压强来观察条纹"吞吐"数量,就可以测定空气折射率。本实验通过一根细软管将光路中的玻璃气室与一大气瓶相连接,在不影响实际光路长度的基础上,很大程度上实现将传统的小气室改造放大。另外,采用压力传感器和温度传感器测量气室内的压强和温度,使压强测量结果更加灵敏精确,并实现了对气室内温度的实时监测。利用改进后的迈克耳孙干涉仪测量空气折射率,使实验过程中压强和条纹变化缓慢且稳定,极大提高了实验的灵敏度和测量精度。
2018年06期 v.28;No.188 86-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 857K] [下载次数：703 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：35 ] - 亓东林;鲍祎楠;张师平;裴艺丽;王荣明;吴平;
本文基于大数据分析思路,提出了在密立根油滴实验中一种优化的公约数数据处理方法,即最大概率比值法。该方法是将实验所得到的密立根油滴实验数据两两相比,并将比值接近整数比的数据提出,找出出现频次(概率)最大的公约数并取平均,在不使用元电荷公认值的情况下,得到最终的元电荷的实验值。这样,避免了人为因素对数据处理过程中的干扰,同时处理的数据量越大,越容易得到更为精确的数据处理结果。
2018年06期 v.28;No.188 91-94+99页 [查看摘要][在线阅读][下载 780K] [下载次数：557 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：32 ] - 亓东林;鲍祎楠;张师平;裴艺丽;王荣明;吴平;
本文基于大数据分析思路,提出了在密立根油滴实验中一种优化的公约数数据处理方法,即最大概率比值法。该方法是将实验所得到的密立根油滴实验数据两两相比,并将比值接近整数比的数据提出,找出出现频次(概率)最大的公约数并取平均,在不使用元电荷公认值的情况下,得到最终的元电荷的实验值。这样,避免了人为因素对数据处理过程中的干扰,同时处理的数据量越大,越容易得到更为精确的数据处理结果。
2018年06期 v.28;No.188 91-94+99页 [查看摘要][在线阅读][下载 780K] [下载次数：557 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：31 ] - 石明吉;李波波;杨雪冰;洪倩;
文章介绍了一种基于霍尔效应的三线摆周期测量装置的工作原理、性能和实验结果。该装置由霍尔元件、数据采集系统、电源和电脑构成。通过线性霍尔元件将三线摆下盘的扭摆转换成电压信号的振荡,然后利用数据采集系统采集并在电脑上实时显示与存储。实时显示可以杜绝漏计导致的周期计数错误现象,存储的数据可以进一步分析三线摆扭摆情况。由于采集的数据量比较大,数据包含的信息也更丰富。本文尝试利用极大值点线性拟合法和快速傅里叶变换法处理数据。由于三线摆的运动一般是扭摆和横摆同时存在的混合摆现象,横摆的周期与扭摆的周期不同,利用频谱分析可以排除横摆对扭摆周期测量的影响,确保周期测量准确,所以,快速傅里叶变换更适合处理此类实验数据。本文利用市场上现有的光电测量装置和基于霍尔效应的三线摆周期测量装置进行对比实验,测量三线摆下盘的转动惯量。实验结果表明:利用现有的光电测量装置,相对误差为1.6%;利用基于霍尔效应的三线摆周期测量装置,相对误差可达0.81%,说明基于霍尔效应的三线摆周期测量装置的准确度比现有的光电测量装置要高,具有一定的推广和使用价值。
2018年06期 v.28;No.188 95-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 767K] [下载次数：256 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：31 ] - 石明吉;李波波;杨雪冰;洪倩;
文章介绍了一种基于霍尔效应的三线摆周期测量装置的工作原理、性能和实验结果。该装置由霍尔元件、数据采集系统、电源和电脑构成。通过线性霍尔元件将三线摆下盘的扭摆转换成电压信号的振荡,然后利用数据采集系统采集并在电脑上实时显示与存储。实时显示可以杜绝漏计导致的周期计数错误现象,存储的数据可以进一步分析三线摆扭摆情况。由于采集的数据量比较大,数据包含的信息也更丰富。本文尝试利用极大值点线性拟合法和快速傅里叶变换法处理数据。由于三线摆的运动一般是扭摆和横摆同时存在的混合摆现象,横摆的周期与扭摆的周期不同,利用频谱分析可以排除横摆对扭摆周期测量的影响,确保周期测量准确,所以,快速傅里叶变换更适合处理此类实验数据。本文利用市场上现有的光电测量装置和基于霍尔效应的三线摆周期测量装置进行对比实验,测量三线摆下盘的转动惯量。实验结果表明:利用现有的光电测量装置,相对误差为1.6%;利用基于霍尔效应的三线摆周期测量装置,相对误差可达0.81%,说明基于霍尔效应的三线摆周期测量装置的准确度比现有的光电测量装置要高,具有一定的推广和使用价值。
2018年06期 v.28;No.188 95-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 767K] [下载次数：256 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：33 ]
- 刘长菊;丁豹;谭玉彬;苏未安;
双缝光叠加的内容是波动光学中的重要组成部分,其后场是单缝菲涅耳衍射与双缝干涉综合作用的结果,难以得到精确的解析表达。本文基于波动光学中的惠更斯-菲涅耳原理,通过Matlab数值计算获得了不同双缝之后的光场分布。结果表明狭缝的宽度对其后叠加光场分布的影响很大。对于不透光部分为5.0mm的等宽双缝,当缝宽与入射光波长数量级相同时,其后轴线附近的光场可近似为杨氏双缝干涉结果;当缝宽比入射光波长大1～2个数量级时,其后场可近似为单缝夫琅禾费衍射修正的杨氏双缝干涉结果;而当缝宽比入射光波长大3个数量级以上时,后场表现为明显的直线传播特性。只有在宽度适当的双缝之后才出现典型的光栅衍射图谱,而且两缝宽度之间的差异将使得反衬度γ降低,导致条纹模糊。
2018年06期 v.28;No.188 100-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2168K] [下载次数：527 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：32 ] - 刘长菊;丁豹;谭玉彬;苏未安;
双缝光叠加的内容是波动光学中的重要组成部分,其后场是单缝菲涅耳衍射与双缝干涉综合作用的结果,难以得到精确的解析表达。本文基于波动光学中的惠更斯-菲涅耳原理,通过Matlab数值计算获得了不同双缝之后的光场分布。结果表明狭缝的宽度对其后叠加光场分布的影响很大。对于不透光部分为5.0mm的等宽双缝,当缝宽与入射光波长数量级相同时,其后轴线附近的光场可近似为杨氏双缝干涉结果;当缝宽比入射光波长大1～2个数量级时,其后场可近似为单缝夫琅禾费衍射修正的杨氏双缝干涉结果;而当缝宽比入射光波长大3个数量级以上时,后场表现为明显的直线传播特性。只有在宽度适当的双缝之后才出现典型的光栅衍射图谱,而且两缝宽度之间的差异将使得反衬度γ降低,导致条纹模糊。
2018年06期 v.28;No.188 100-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2168K] [下载次数：527 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：38 ] - 杨建红;刘贵鹏;李海蓉;王妍蓉;
在应用物理类专业和电子信息类专业所用的半导体物理、半导体器件物理等教科书中,W.Shockley于1949年提出的p-n结理论一直被作为最重要的基本理论之一广泛沿用至今且广为人们熟知和接受。本文对传统p-n结理论的完备性提出了质疑,指出了其中存在的重要缺陷和对课程教学带来的困惑,尝试利用创新p-n结理论分析或消除课程教学乃至科研实践中的诸多误解。本文提出的质疑和所做的创新是作者教学和科研相互融合的结果,限于篇幅本文只给出了创新理论的概要和主要观点(详情请参阅作者已发表的论文:Europhysics Letters,2017,120(2)28004),并着重阐明创新理论与课程教学的融合及其在课程教学中的意义和作用。
2018年06期 v.28;No.188 107-112+118页 [查看摘要][在线阅读][下载 2334K] [下载次数：195 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：31 ] - 杨建红;刘贵鹏;李海蓉;王妍蓉;
在应用物理类专业和电子信息类专业所用的半导体物理、半导体器件物理等教科书中,W.Shockley于1949年提出的p-n结理论一直被作为最重要的基本理论之一广泛沿用至今且广为人们熟知和接受。本文对传统p-n结理论的完备性提出了质疑,指出了其中存在的重要缺陷和对课程教学带来的困惑,尝试利用创新p-n结理论分析或消除课程教学乃至科研实践中的诸多误解。本文提出的质疑和所做的创新是作者教学和科研相互融合的结果,限于篇幅本文只给出了创新理论的概要和主要观点(详情请参阅作者已发表的论文:Europhysics Letters,2017,120(2)28004),并着重阐明创新理论与课程教学的融合及其在课程教学中的意义和作用。
2018年06期 v.28;No.188 107-112+118页 [查看摘要][在线阅读][下载 2334K] [下载次数：195 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：31 ] - 丁文革;杨晨鹤;代秀红;张荣香;
首先利用波的叠加与干涉理论,给出正入射单色平面参考光波与球面物光波相干叠加时,在全息底片上形成的干涉场的强度分布,以及线性冲洗下全息图的振幅透过率。然后,采用波前相因子判断法,详细分析不同照明条件下全息图的衍射场。结果表明,采用单色平面波照明全息图时,+1级和-1级衍射波分别对应于原物等大的虚像和实像,二者关于全息图具有镜像对称性。当改变照明平面波的波长、传播方向时,成像的位置会发生相应移动。采用单色球面波照明全息图时,情况较为复杂。+1级和-1级衍射波存在3种情形:分别对应一个虚像和一个实像、一对虚像和一对实像。其中虚像和实像均存在放大、缩小和等大3种可能性。相对于原物或其关于全息图的镜像对称位置,虚像和实像的位置均有移动。全息成像的这些特点,在应用中具有实际意义。
2018年06期 v.28;No.188 113-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1320K] [下载次数：114 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：32 ] - 丁文革;杨晨鹤;代秀红;张荣香;
首先利用波的叠加与干涉理论,给出正入射单色平面参考光波与球面物光波相干叠加时,在全息底片上形成的干涉场的强度分布,以及线性冲洗下全息图的振幅透过率。然后,采用波前相因子判断法,详细分析不同照明条件下全息图的衍射场。结果表明,采用单色平面波照明全息图时,+1级和-1级衍射波分别对应于原物等大的虚像和实像,二者关于全息图具有镜像对称性。当改变照明平面波的波长、传播方向时,成像的位置会发生相应移动。采用单色球面波照明全息图时,情况较为复杂。+1级和-1级衍射波存在3种情形:分别对应一个虚像和一个实像、一对虚像和一对实像。其中虚像和实像均存在放大、缩小和等大3种可能性。相对于原物或其关于全息图的镜像对称位置,虚像和实像的位置均有移动。全息成像的这些特点,在应用中具有实际意义。
2018年06期 v.28;No.188 113-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1320K] [下载次数：114 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：41 ] - 邵晓婷;方恺;倪晨;马宁生;陆萍;
为了解学生使用移动学习平台的具体学习行为情况,以及不同的学习行为所对应的学习效果,本研究收集了移动学习平台后台的学生网上操作数据记录,借助SPSS和Excel等数据处理软件进行统计分析,并采用访谈法进一步调研学生的情况。研究发现平台的使用效果与使用时间、实验项目和使用次数等皆存在不同程度的相关性。本研究结果为教师和学生呈现了学习行为与学习效果的具体影响关系,可作为将移动学习平台引入物理实验课程以开展混合式教学的参考依据。
2018年06期 v.28;No.188 119-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 845K] [下载次数：125 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：32 ] - 邵晓婷;方恺;倪晨;马宁生;陆萍;
为了解学生使用移动学习平台的具体学习行为情况,以及不同的学习行为所对应的学习效果,本研究收集了移动学习平台后台的学生网上操作数据记录,借助SPSS和Excel等数据处理软件进行统计分析,并采用访谈法进一步调研学生的情况。研究发现平台的使用效果与使用时间、实验项目和使用次数等皆存在不同程度的相关性。本研究结果为教师和学生呈现了学习行为与学习效果的具体影响关系,可作为将移动学习平台引入物理实验课程以开展混合式教学的参考依据。
2018年06期 v.28;No.188 119-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 845K] [下载次数：125 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：32 ]