物理与工程

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特约稿件

  • 关于中外人才培养的几点思考

    葛惟昆;

    本文从"自由的环境、开放的空间""通识教育的正确理解和实施",以及"关于体育"3个方面,分析中外教育理念和实践上的差异,试图提出改进我国教育和人才培养的一些积极的建议。

    2019年01期 v.29;No.189 3-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 535K]
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  • 我的国外研究生经历印象——应清华大学物理系“基科班20年·学堂班10年纪念活动”而写

    吴国祯;

    本文介绍作者在国外研究生学习时的所遇、所见。主要阐述国外研究生培养的氛围,重视学术的本质追求,谨供读者参考。

    2019年01期 v.29;No.189 5-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 667K]
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  • “人格培养,体育为先”——为清澜山学校而作

    葛惟昆;

    体育与杰出人才的培养紧密相关;人格培养,体育为先;体育对于人的成长具有全面的价值。中美教育的重大差别在于体育。必须从小重视体育。

    2019年01期 v.29;No.189 7-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 753K]
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  • 学习是怎样发生的——以清澜山学校研学课程为案例的思考

    辛颖;

    研学课程作为中西教育理念融合、人才培养模式的创新举措,已经成为基础教育实践的重要组成部分。近年来对研学课程的思考逐步深入,本文以实施国际化教育的清澜山学校体系化的研学课程为研究案例,以研学实施中学生"学习"本身的发生为研究契入点,从多个层面探讨了"学习"过程的本质与研学类形态课程的内在关系,发现研学类课程因为其真实性、综合性、体验性,对学习过程的展开、学生综合素质的提高、学校教育社会化的扩展等都有着重要的推动作用。

    2019年01期 v.29;No.189 9-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1479K]
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  • 什么是物理及物理文化?

    穆良柱;

    本文从物理认知的起点出发,介绍物理定义,总结物理认知规律,归纳物理方法、物理精神,即物理学家"做事""做人"的方式,这些构成了物理文化的核心内容。

    2019年01期 v.29;No.189 15-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1573K]
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教学研究

  • 传统大学物理教学的困境及成因分析

    张萍;DING Lin;张静;

    在课程改革的教师培训中,直接教给教师一些新的教学方法的做法并不有效,教师们常常坚持认为传统教学方法是最有效的教学方法。为此,我们基于目前大学物理教学中的困境,结合国际上认知科学研究和物理教育研究的相关结果,剖析传统教学方法受到课堂注意力保持、记忆保持和只能实现低阶学习目标的限制,研究和阐述传统大学物理课程教学中在概念理解、问题解决以及物理认知论3个方面存在的问题及原因,让教师深刻理解传统教学方法的局限性从而认识到教学方法改革的必要性,提高了教师培训的效果。

    2019年01期 v.29;No.189 25-30+34页 [查看摘要][在线阅读][下载 2227K]
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  • 量纲方法与弹簧振子周期的二级质量修正

    周国全;祁宁;

    本文将量纲理论结合实验方法,应用于弹簧质量对弹簧振子谐振动周期影响的研究,得到谐振周期的一、二级修正公式,与弹性振动理论导出的结论正相吻合;并阐明应用量纲方法的一般手续与原则。

    2019年01期 v.29;No.189 31-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1361K]
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  • 中、美大学物理先修课程教材的比较研究

    张志红;周雨青;董科;瞿林云;赵馨蕊;

    "中国大学先修课程(Chinese Advanced Placement Courses,简称CAP课程)"的物理教材作为我国CAP物理教学活动的基本媒介,对课程发展有着深刻的影响。本文选取张汉壮教授主编的《CAP物理(力学)》与美国"AP物理C-力学"的主流教材之一——Young&Freedman教授主编的《University Physics》中的"力学"部分,将两者作为比较对象,旨在为我国CAP课程教材的编撰工作提供一些参考,以推进CAP物理课程的建设和实施。通过中、美两国教材共同点和差异性的比较得出,我国CAP课程应确立清晰的培养目标,强化知识的实用性,关注基础知识和知识的过程性推导,加强CAP课程教材与高中教材的有效衔接,注重与生活相联系,培养学生分析、处理和解决问题的能力。

    2019年01期 v.29;No.189 35-43+52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1579K]
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  • 以简明物理法重新发现巴耳末公式

    邓崇林;

    物理学是建造数理模型的科学,是追求简明的科学。查阅包括巴耳末本人等文献,都会用一些已知数字推导出经验公式,虽然经验公式是成功的,但推导手法不够简明,且所用数字令人疑惑,有如先知般预见力,能先得知答案再行推导公式,这在逻辑上有倒果为因推论疑虑,实有碍于物理慨念的建立。本文不借助任何既定数字,而是以未知数并运用物理基本概念,于计算不同波长比时,保留物质元素内蕴表征,只要不被约分消掉,其本性自然显露出来,就能推导出经验公式以及推算巴耳末基数,并加以推广;还提出与里德伯公式的等价证明;最后运用量纲分析揭露此一内蕴物理量的真正本质,其等同于由玻尔模型推导出含多项基本物理常数的里德伯常数,非常适合做为正式教学的一个补充。

    2019年01期 v.29;No.189 44-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1623K]
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  • 光和引力波专题Ⅰ——广义相对性原理、光速不变原理及引力论

    王雯宇;许洋;

    引力波信号的探测再次验证了100多年前爱因斯坦创立的广义相对论理论。本专题共两篇,综述了广义相对论的理论基础,试图使读者由此理解光速和引力波速之间的关系。第一篇论文首先简介了广义相对论引力理论的原理,论文特别关注于广义相对论与狭义相对论之间的关系。在等效原理的基础上,本文重点说明了引力几何化思想,广义相对性原理的内容,广义光速不变原理的理解,坐标系和固有时、固有距离的关系等内容。后面论文回顾了构建爱因斯坦场方程逻辑过程,施瓦兹解及其检验等。

    2019年01期 v.29;No.189 53-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2041K]
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  • 常州大学首次大学物理数字化考试

    谢建生;沈小明;

    本文介绍了常州大学首次大学物理数字化考试。这是在两个教学班进行的一次完全教考分离、采用严格防作弊措施的期中考试。内容为大学物理中的力学部分,试题全部来自《工科大学物理试题库(第4版)》,按给定知识点范围和难度、随机组卷的原则生成试卷。考试结果表明:这种考试模式对普通高校大学物理课是完全可行的;这种考试方式不但可以节省大量的阅卷工作量,而且可以提供大量对教学很有参考价值的考试数据。基于获得的考试数据,结合任课教师的教学记录,本文对一些重要问题,例如"题海战术"是否必不可少,学时不够有多大影响,等等,作了一些探讨。

    2019年01期 v.29;No.189 74-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1798K]
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  • 新工科人才培养的“结构之变”

    王蓓蓓;高雪梅;

    当前,新一轮的产业革命迅猛展开,国家所实施的创新驱动发展、"互联网+"、《中国制造2025》等重大战略,对现代工程技术人才的知识、能力等方面均提出新的要求。因此,新兴产业的发展急需新型的卓越工科人才,产业升级转型引发工科教育的新一轮变革,我国的"新工科"建设应运而生。研究发现,"新工科"建设使得工科高等教育的相关结构发生变化,如:学科产业结构、知识结构、课程结构、能力结构等。为了解"结构之变"的变化之处,本文将对"新工科"建设的相关结构变化进行研究。

    2019年01期 v.29;No.189 82-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1671K]
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大中衔接

  • 如何帮助物理系学生迈过从高三到大一这个坎

    李学潜;

    众所周知,大学一年级绝不等于高中四年级。在中学时代,学生无时无刻不在老师和家长的监护之下,很少有真正的自我。而到了大学,学生有了独立的空间,被要求自己管理自己。有了很多自由支配的时间以及随之而来的挑战。很多学生自己迈不过这道坎,对学习和生活失去了自信,从而被大学淘汰,成为步入社会前的失败者。这也是我们教育的缺失。在这篇文章中,我们探讨了让学生在开始大学生活时感到迷茫的根源,以及如何帮助他们尽快适应大学的管理体制,全身心地投入到学习和社会实践中来的方法。我们的目标是将所有年轻人培养成对社会有益的人才,所以帮助他们迈过这道坎,开始生命的新篇章就是我们刻不容缓的任务。

    2019年01期 v.29;No.189 88-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1707K]
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  • 新高考改革对上海学生大学物理学习的影响

    倪晓冉;朱广天;

    本文从多个角度对华东师范大学2017级大学物理课程的学生进行了测试,比较了新高考之后的第一届上海学生与其他地区学生在物理先修知识和后续学习成绩上的差异。我们发现,本研究中的上海学生样本在大学数学和化学课程中的表现要优于其他地区的学生,但在大学物理先修知识的掌握程度上却显著低于其他地区学生。经过一学期大学物理课程的学习,上海学生的平均物理基础知识水平有了较大的提升,但和其他地区的学生相比仍然存在一定的差距。

    2019年01期 v.29;No.189 93-97+103页 [查看摘要][在线阅读][下载 2538K]
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物理实验

  • 基于菲涅尔透镜的改进型纹影成像系统

    黄钰堃;马启涵;张国锋;

    纹影法可将气体的密度变化可视化,故常用于对透明气体介质的观察,但也存在大口径纹影设备价格昂贵的弊端。本文提出了一种低成本的大口径纹影仪搭建方法,使用透射成像光路,用菲涅尔透镜代替传统纹影仪中的玻璃凸透镜进行装置的搭建。文章通过实验验证了该方案的可行性,计算了实验中纹影系统的灵敏度,并针对菲涅尔透镜的成像问题提出了相应解决方案。改进后的系统具有口径大、搭建简单、价格低廉的优势,可用于中小型实验室对于变密度气体的观察。

    2019年01期 v.29;No.189 98-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 5951K]
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  • 沙堆休止角与含水量关系探究

    王涵斌;史鼎元;王文玲;

    沙堆休止角是表征沙堆稳定性的重要力学特征,其主要影响因素是沙堆的含水量。准确把握两者之间的关系对探索土壤结构稳定性和泥石流滑坡的风险有重要意义。但由于颗粒物质形成沙堆过程的复杂性,以及人们测量手段的不精密,理论分析中的不确定因素多,人们目前还没有给出明确的沙堆休止角与含水量的函数关系。本文通过设计稳定的休止角的生成装置和非接触式的测定方法,获得了一系列相对可靠的实验数据,并初步构造出沙堆含水量与休止角的函数关系,从微观结构上对函数曲线对应的物理过程给出了合理的解释,丰富了人们对沙堆含水量与休止角关系的实验测量方法和理论认识。

    2019年01期 v.29;No.189 104-109+120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2599K]
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  • Matlab在绘制两相互垂直斜锯齿振动与简谐振动合成运动轨迹图形的应用

    刘会玲;王小克;牛海波;赵丽华;胡龄之;雷玉明;

    Matlab软件是一个基于矩阵和矢量运算的数学软件,具有强大的计算、绘图、仿真等功能,在教学及教材出版等领域,利用此软件通过编程可以实现诸多的应用。本文主要介绍其在绘制李萨如图形方面的应用。

    2019年01期 v.29;No.189 110-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 13516K]
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  • 基于GUI类氢离子中电子概率密度的可视化设计

    李轩;袁琦;高志华;

    文章介绍利用Matlab中的GUI功能做出人机交互界面,对氢原子或类氢离子中电子的概率密度分布问题进行可视化设计,可以直接通过界面输入或改变参数而不需要改变原程序,方便快捷地得到相应的径向和角向概率密度分布图像。以氦离子为例,利用所做界面对不同磁量子数下氦离子中电子角向和氢原子中电子径向概率密度分布比较图像作出分析。可视化有利于加深对氢原子或类氢离子中电子特性的理解,对量子力学的课堂教学有一定益处。

    2019年01期 v.29;No.189 116-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 5158K]
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  • 同时测量两种不同介质折射率的一种新方法

    韩鹏斌;王文成;王玉明;

    本文通过实验建立了一种利用遮光效应同时测量两种不同介质折射率的新方法。实验中选用玻璃和纯净水两种介质并用其组成简易液体薄膜装置,利用氦氖激光作为光源,将激光通过约0.4mm左右的光阑射在液体薄膜装置上,得到玻璃和纯净水的遮光图样。在装置正上方用CCD拍摄所形成的遮光图样,通过分析遮光图样得出:蒸馏水遮光半径为9.638mm,折射率为1.334,玻璃遮光半径为20.376mm,折射率为1.517,这些测量值均与参考值非常吻合。实验中还测量了无水乙醇、2-丙二醇遮光。故此建立了一种同时测量透明固体介质和透明液体介质折射率的新方法及理论。该方法具有设备简单,操作简便,重复性好,可实现智能化检测折射率等特点。

    2019年01期 v.29;No.189 121-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 2170K]
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简讯

  • 物理系获得2018年度国家自然科学一等奖

    <正>2019年1月8日上午,2018年度国家科学技术奖励大会在北京隆重举行。在此次奖励大会上,由清华大学物理系薛其坤院士、王亚愚教授、何珂教授、马旭村教授和中科院物理所吕力研究员等完成的"量子反常霍尔效应的实验发现"项目获国家自然科学奖一等奖。自2009年起,在薛其坤院士的带领下,该项目团队成员及博士研究生

    2019年01期 v.29;No.189 124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1849K]
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