- 穆良柱;
本文根据ETA物理认知模型(即完整的物理认知过程由实验物理(Experimental Physics)认知、理论物理(Theoretical Physics)认知、应用物理(Applying Physics)认知构成),介绍了ETA物理教学法,并分析回答了物理教育中一些常见的问题。
2020年02期 v.30;No.196 32-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 514K] [下载次数:727 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:15 ] |[阅读次数:24 ] - 陈凤翔;曹功辉;汪礼胜;
一维无限深势阱是量子力学中最基本且最简单的模型,其理论结果可以清晰地展示量子力学中的几率波和能量离散化等概念。但对于实际应用系统,当势阱从无限深势阱变成有限深势阱时,薛定谔方程的求解却并不简单,大部分的体系难以求出解析解,而需要解析法和数值法进行分析和讨论。作为一种有益的探索,本文成功将转移矩阵法(TM)应用于不含时薛定谔方程的求解。借助Matlab软件强大的计算功能,得到了粒子在一维有限深势阱中运动的能量本征值并绘制出了对应于不同势阱的波函数和位置分布概率图像,此举可加强学生对一维势阱模型的理解。
2020年02期 v.30;No.196 37-43+48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1845K] [下载次数:452 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:18 ] - 张志红;周雨青;董科;
本研究通过介绍美国大学理事会(The College Board)各管理机构的管理职能,总结大学理事会管理特点,据此对我国中国教育学会的CAP(Chinese Advanced Placement)课程管理提供一些有益启示。分析发现,大学理事会在人才管理上具有民主严谨、灵活互通的特点,在管理机构设置上兼具空间有效与专业的深度。此外,在课程研究管理上他们还注重学术化和实践的科学性。这些对我国CAP课程管理的启示是:设立代表三方共同利益的CAP课程管理机构,构筑CAP课程管理的共建平台;着重参与高中的CAP课程管理,完善CAP课程质量评估体系等。
2020年02期 v.30;No.196 44-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 144K] [下载次数:68 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:30 ] - 陈学文;江秦;张家伟;刘春兰;
本文对大学物理课程中的一类物理过程,即物理量满足其改变率与其本身成正比的物理过程进行了分析与探讨,发现这些物理过程虽然具有不同的运动形式,但是相应的物理量随时间、距离等的变化均满足"e指数规律"。满足"e指数规律"的物理过程在大学物理中广泛存在,因此对这一类物理过程作总结可提高学生对相关物理知识综合理解。
2020年02期 v.30;No.196 49-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 411K] [下载次数:124 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:26 ] - 柳福提;张声遥;
相变理论是热力学课程中的重要内容,一般教材中都会对克拉珀龙方程、爱伦费斯特方程和朗道的有序相变理论进行介绍,内容体系庞大、方程较多,缺乏逻辑主线。如果在教学过程中从一级相变、二级相变的定义出发,沿着理论发展脉络,分别推导描述相变平衡曲线的方程,介绍理论发展的历史过程,理清不同方程之间的逻辑关系,则有利于提高学生的科学思维能力,提高热力学课程的教学效果。
2020年02期 v.30;No.196 54-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K] [下载次数:1191 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:32 ] - 郭芳侠;薛雅文;
本文基于自组织理论,利用自编的原始物理问题问卷对在校物理专业师范生原始物理问题表征能力现状进行测量研究;并从性别和生源地域角度进行差异分析;同时对学生的表征能力与逻辑思维和非逻辑思维能力进行测评,并分析表征能力与它们的相关性。研究表明学生的原始物理问题表征能力总体处于较低水平;男生的表征水平与女生相比要稍高一些,但差异不显著;生源的地域差异也会影响学生表征能力的发展;原始物理问题表征能力与逻辑思维和非思维能力显著相关。
2020年02期 v.30;No.196 59-64+68页 [查看摘要][在线阅读][下载 558K] [下载次数:392 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:23 ] - 张子静;王晓鸥;霍雷;张宇;赵远;
在新时代新工科教育改革势在必行的大背景下,新时代需要工科毕业生更加了解现代技术前沿,因此我校提出了"新时代新工科大学物理教学体系"改革。我们在传统的大学物理教学中扩展了一系列现代物理相关的新兴技术,本文以量子探测技术为例。量子探测技术是探测技术和量子力学相结合发展起来一个全新的研究领域。该技术利用量子纠缠态及量子干涉效应等极大地提高探测精度,可以提供超越经典探测极限的探测精度。量子探测在引力波探测、量子成像、量子定位以及高精度原子钟等方面具有广阔的应用前景,受到人们的广泛关注。本文以纠缠N00N态为例,通过理论推导和仿真曲线形象地为同学们展示了量子探测超分辨和超灵敏的特性,生动地展示了探测精度得以提高的内在机理,有效加深学生对量子探测技术内涵的理解。
2020年02期 v.30;No.196 65-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 500K] [下载次数:209 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:31 ] - 罗洪刚;王建波;刘玉孝;吴国军;
本文探讨物理学"课程群"的教研室管理模式。根据物理学基础课程的内在联系,我们提出了建设数学物理基础、力学基础、热学基础、电磁学基础、光学基础、量子基础以及计算物理基础等七个"课程群"的建设方案。每个"课程群"从基础到高级,涵盖若干内在关联课程。以教研室为管理单元对这些课程实施管理,一方面可以对"课程群"的内容进行系统的梳理,使教学内容更加系统,相互衔接,避免不必要的重复。另一方面,这样的教研室也便于教师之间的交流讨论,形成高水平的教学团队,为教学质量的提高提供有力保障。此外,该教研室管理模式也可扩展至专业教研室,扮演专业学科组织建设的功能,可为学生出口提供更加适合专业发展和国家需求的课程设置。本文以兰州大学物理科学与技术学院的教学管理为例,提供教研室管理的一个具体例子,并简述最近一年开展的活动及取得的初步成效。
2020年02期 v.30;No.196 69-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 167K] [下载次数:280 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:23 ]
- 路峻岭;顾晨;秦联华;任乃敬;马泊一;
本文介绍了通过改变筷波仪部分区段振子单元转动惯量的方法,使筷波仪振子链成为波阻抗不同的两个区段。在低阻抗区段的一端激发使振子链中形成机械波时,机械波将在阻抗突变点发生反射和折射。如果在下游高阻抗区段的尾端部安置适当的阻尼完全吸收折射波列的能量,则在下游高阻抗区段就会只有一列折射波行波;而在上游区段的波场则是入射波与反射波的叠加。叠加的结果,在上游低阻抗区段则表现为一列与折射波在阻抗突变点十分吻合的行波和一列在阻抗突变点是波节(高阻抗反射)或波腹(低阻抗反射)的驻波的叠加。
2020年02期 v.30;No.196 75-81+93页 [查看摘要][在线阅读][下载 2664K] [下载次数:176 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:30 ] - 张慧;姚琴芬;
知识可视化在教育技术实践领域有广泛的研究和应用,本文的研究重点是通过知识可视化的思维模型,应用相关软件技术工具Mindmanager和Xmind,构建和优化大学物理实验课程的导学和内容设计,同时结合科学数据可视化软件Mathematica辅助实验数据的可视化呈现和处理分析,并进行了相关案例设计研究探索。本文研究工作的目的是通过可视化的导学资源组织形式和内容,提升实验教学信息传达的结构性、丰富性和有效性,辅助学生利用思维和数据可视化工具增强学习与思维的能力。
2020年02期 v.30;No.196 82-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 6677K] [下载次数:386 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:24 ] - 郭晓彤;刘美晴;王艺璇;魏果果;高华;
零折射率材料是近几年发展起来的一种新型超构材料,它性质奇特、应用广泛,不仅活跃在科学研究的前沿领域,也很值得推介到"大学物理"及"物理实验"的课堂。本文用数值模拟的方法研究了Dirac锥光子晶体的零折射率材料的基本物理特性,用对比的方式给出了电磁波在零折射率材料不规则出射面的出射方向、零折射率材料内部电磁场的分布,以及零折射率材料平板的透过率与常规正折射材料的不同,并给出了零折射率材料的一个典型应用举例。研究结果与物理理论相吻合。仿真结果对于理解零折射率材料的特性以及设计零折射率材料的功能器件有很好的指导意义和参考价值。
2020年02期 v.30;No.196 94-97+102页 [查看摘要][在线阅读][下载 5844K] [下载次数:358 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:25 ] - 张国宇;魏华;
随着现代科技的发展,各种元器件的尺度已经缩小到微米甚至纳米量级。常见的纳米器件都具有纳米尺寸的维度,例如量子点、纳米薄膜、纳米线等。在各种需要激光参与的微纳光学实验中,我们要求激光的光斑尺度能与纳米线的直径相当。本文以纳米线为例,探讨激光聚焦以及激光光斑大小的调节,如何利用高倍镜对激光进行聚焦进而能够让普通的激光光斑缩小到微纳尺寸。本文首先介绍了光学短焦透镜对激光的汇聚作用和激光聚焦前后的光斑特点,然后通过对光路的设计与重新调整,使得波长为532nm的激光聚焦在直径约为200nm的区域。
2020年02期 v.30;No.196 98-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 2559K] [下载次数:257 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:5 ] |[阅读次数:9 ]
- 韩佳佳;陶宗明;张辉;史博;陈骁;
火炮发射的炮弹,如果忽略阻力,都是作抛体运动后攻击到目标。发射速率固定,以各种发射角发射的炮弹在空间的覆盖范围形成了火炮的控制区域。文章首先用量纲分析方法得到炮弹轨迹方程的无量纲形式,随后根据曲线簇包络线的定义推导出火炮弹道曲线簇的包络线方程,得到了真空弹道中的火炮控制区域。进而利用包络线方程求解出火炮间接瞄准射击时发射角的范围,并分析了火炮面向山坡或洼地射击时的最大射程与发射角。
2020年02期 v.30;No.196 103-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 6782K] [下载次数:223 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:31 ] - 吴平平;王冠;
在半导体以及光电设备中,在衬底上生长的高质量薄膜引起了广泛的兴趣,薄膜的生长以及薄膜的表面质量对薄膜的性质有巨大的影响。由于薄膜和衬底之间广泛存在着错配应变,以至于薄膜生长超过一定临界厚度后,不可避免地引入位错,使得薄膜的表面粗糙度增加,降低薄膜质量。如何预测与描述薄膜的表面,通过控制生长方式以及生长速度降低表面粗糙度成为生长高质量最为关注的问题。近年来,由于相场方法可以避免追踪界面,并通过引入包含错配应变效应的弹性能进入热力学自由能计算,使得相场方法在研究模拟薄膜表面形貌特征方面有了广泛的应用。论文首先简单地介绍了薄膜生长的几种主要模式,临界厚度以及薄膜表面的不稳定性问题,随后重点介绍了近十余年来相场方法在计算薄膜表面问题,薄膜生长问题方面开发出来的一系列研究手段与研究成果,最后总结与展望,为未来相场方法在该领域的工作提供理论方向。
2020年02期 v.30;No.196 107-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 3813K] [下载次数:260 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:24 ]