- 王泽生;孟飞扬;杨明睿;林志浩;刘俊衔;孙文博
图像识别等视觉任务目前依赖于卷积神经网络对二维数据的特征提取能力,但传统数字集成电路计算架构下算力瓶颈问题日益凸显。本研究设计了一种基于微透镜阵列的光学卷积系统,将几何光学的空间分割机制与光计算的超高并行特性相结合,在物理层面上完成了卷积乘加运算的映射。系统利用空间光调制器加载图像信息和卷积核,通过微透镜阵列分割光场,利用卷积核对分割后的子区域并行调制,最后经过成像光路汇聚实现求和,从而完成了光学空间上的卷积计算。本研究给出了基于微透镜阵列的光学卷积系统实现原理,设计了实验光路,提出了系统校准、卷积核实现、图像后处理等关键技术的实现方法。实验结果表明,该系统具备基础成像性能,具备实现高斯算子、梯度算子、拉普拉斯算子等复杂特征算子的能力,系统受限于器件精度仍存在一定像差和衍射导致的误差,能够为基于几何光学架构的光学卷积方案在图像预处理任务中的可行性提供验证。
网络首发时间: 2026-08-06 16:48:25[查看摘要][在线阅读][下载 2264K] [被引频次：0 ][下载次数：3 ] - 许俊怀;肖志刚
原子核由质子和中子构成,组成原子核的质子和中子大多数时候受整体核力环境支配并产生运动,通常称之为费米运动。这些中子和质子,偶尔会在极短距离内形成转瞬即逝的“搭档”,并获得异常大的相对动量,物理学家称之为短程关联。这样的搭档不能被直接“拍照”,却会在重离子碰撞早期留下线索:跑得特别快的中子和质子相遇时,更容易放出高能伽马光子,使伽马能谱的高能端被抬高、变“硬”。近期的锡—锡碰撞实验利用这一线索,通过测量碰撞产生的高能轫致辐射光子,结合输运模型、探测器校准和背景检验,推断锡124原子核中约20%的核子具有与短程关联相关的高动量成分。该结果为研究原子核内部短距离运动提供了一种新的、与电子散射和强子敲出互补的方法,也让低能重离子碰撞成为探测核内核子运动形态与基态核结构特征的新窗口。
网络首发时间: 2026-08-06 16:24:58[查看摘要][在线阅读][下载 1043K] [被引频次：0 ][下载次数：0 ] - 邢程亮;宋飞;王宇航;张留碗
随着人工智能技术的发展与应用,AI赋能物理实验的潜力日益凸显。然而由于物理实验创新性强,方法迭代快,传统通用大语言模型(LLM)在针对特定实验方法进行推理时需要将本地知识库全部注入,进而耗费大量上下文资源,使用成本较高。本研究提出一种融合动态上下文感知管理与协同推理架构的物理实验智能体框架。该框架可以直接适配现有大语言模型,通过动态筛选与自动化闭环校验,提取高价值相关信息注入模型上下文,在显著降低推理成本、提升推理效率的同时,实现了与传统全量上下文注入方法相当的推理质量。该框架支持快速二次开发与多元化实验场景与仪器适配,有效解决了计算资源与成本瓶颈,为物理实验自动化与智能化提供了高效灵活、值得借鉴的创新范式。
网络首发时间: 2026-08-06 16:24:53[查看摘要][在线阅读][下载 1132K] [被引频次：0 ][下载次数：4 ] - 顾晨;张留碗;赖凌峰;魏斌;李岩松;安宇;张尚剑;陈信义;王青;王宇航;丁小冬;王志;张睿;王澎;韩昀晓;马泊一;任乃敬;李婉婷;李国瑞
NuSEP数智仿真实验平台自2024年上线至今已逾两年。这两年最显著的变化,是人工智能技术对教育领域带来的深刻且结构性的变革,其影响之广、程度之深,远超预期。本文聚焦AI时代背景下NuSEP平台的发展历程、应用实践、经验得失,并对未来方向进行前瞻性展望。
网络首发时间: 2026-08-06 16:00:31[查看摘要][在线阅读][下载 1173K] [被引频次：0 ][下载次数：3 ] - 孙文博;陈宜保;陈正宇;王秀凤;陈宏;张留碗
在高校实验教学中,“重操作轻设计”、“重结果轻过程”、“重细微轻视野”等问题成为制约人才培养质量的核心痛点。针对该问题,清华大学近代物理实验课程教学团队以国家人才战略为纲、清华特色为本、学生未来深造及工作单位用人需求为立足点,确立了“开阔视野、打牢基础、学会实践、理解创新”的课程目标。为促进目标的有效贯彻实施,团队构建了精细化教学匹配体系,包含三大核心举措:一是开展前沿物理实验载体建设,并梳理出凝聚态物理、量子物理、光学相关三大领域的实验链条,构造了课程展现学术技术脉络的“经线”体系;二是适应不同学生学情,推出“基础型(6个常规实验)”、“导引型(N+X拓展研究)”、“进阶型(1个自由实验)”三种选课模式,实施关注成长增量的全过程评价,构造了课程的阶梯化教学“纬线”体系;三是构建了“有温度”的软硬件支撑体系,包括功能强大的信息化平台、多维度沟通渠道和面向探索式学习的自选器材库。文末列举“量子计算机探路者”和“饱和吸收光谱实验设计师”两个典型案例,以展示如何引导学生从被动操作转向主动探究,如何培养学生的实验“设计者视角”。教学实践表明,目标的设立和体系的实施促进了学生从“操作员”向“设计者”的角色转变,有助于提升学生的科学素养与创新能力。
网络首发时间: 2026-08-06 15:54:52[查看摘要][在线阅读][下载 3645K] [被引频次：0 ][下载次数：3 ] - 宋飞;王宇航;郭旭波;吴珊;陈正宇;张留碗
弗兰克赫兹实验作为近代物理历史中非常著名的实验,在大学物理实验教学中对理解原子物理模型具有很好的启迪作用。本文针对现有弗兰克赫兹实验进行了改进设计。分别从人文历史的教授、自动化采集的使用、高激发态实验的设计、团队协作能力的培养、科学软件的学习、思考题的层层递进设计等六个维度对实验进行了改进。改进后的实验让学生从繁重的数据记录中解放出来,大幅拓展了实验的内容,在兼具理论教学和动手训练的基础上,进一步加强了科研探究思维的培养和基本科学素养技能的训练,符合清华大学实验物理教学的通识性的初衷。
网络首发时间: 2026-08-06 15:54:47[查看摘要][在线阅读][下载 1595K] [被引频次：0 ][下载次数：0 ] - 罗迪
人工智能与物理学正进入深度交叉融合的新阶段。长期以来,物理学不仅为人工智能的发展提供了统计力学、量子理论、对称性等重要理论基础,也不断推动智能模型、训练优化与计算范式的创新;与此同时,人工智能日益呈现出复杂物理系统的特征,其运行机理与演化规律也逐渐成为物理学新的研究对象。在此背景下,本文提出“物理第一性AI(Physics-First AI)”这一新概念,将人工智能视为运行于现实物理世界中的复杂信息处理系统,从物理学基本原理出发统一指导AI的模型结构、训练优化、计算机制与推理范式,形成一种新的人工智能研究范式。本文系统梳理了人工智能与物理学交叉发展的理论脉络,并围绕结构先验、统计力学、量子理论和物理推理四个方面,阐述物理学赋能新一代人工智能发展的理论基础与潜在路径,进一步讨论人工智能时代物理教育的发展方向。物理第一性AI有望为人工智能基础理论的发展提供新的物理视角,并推动科学智能、自主科学发现和未来通用人工智能的发展。
网络首发时间: 2026-08-06 15:54:44[查看摘要][在线阅读][下载 955K] [被引频次：0 ][下载次数：7 ] - 郭旭波;王宇航;宋飞;吴珊;刘滢滢;张留碗
面对招生制度和教育教学改革对实验教学提出的新要求,清华大学物理系实验物理教学中心以“科教融合”与“积木式平台”为核心建设理念,对面向物理大类学生的基础物理实验系列课程进行了系统性改革。本文详细阐述了课程建设的整体思路与教学实践:在研究型实验项目建设方面,坚持基础性与挑战性相结合的原则,自主开发了同轴光子晶体、旋转光纤干涉仪等一系列特色实验项目;在教学平台搭建方面,采用了通用仪器与自研积木式仪器相结合的开放、透明、低成本、可扩展方案;在教学模式方面,实施了“基础—综合—研究”进阶式教学模式,有效推进了因材施教。教学实践表明,课程激发了学生的学习兴趣,取得了积极的效果。
网络首发时间: 2026-08-06 15:53:40[查看摘要][在线阅读][下载 884K] [被引频次：0 ][下载次数：0 ] - 杜春光
光波在两个半无限大介质的界面上反射时,反射与入射振幅之间的相移,以及在对称分束器中反射与透射振幅之间的相移,都是光学中的基本物理效应。它们在本质上都源于波的散射相位结构,但它们之间的内在关系需要深入了解。本文作为对教学问题的探索,用量子力学中简单的一维势模型对上述相位规律进行系统分析,并给出简单直观的解释。本文分析发现,对于对称方势垒(即对称双界面结构),反射波与透射波两种成分之间必然有±π/2相位差(其中反射波相位取自入射一侧的界面,而透射波相位取自透射一侧的界面),并进一步推广到一般对称势垒,发现势垒的具体形式仅影响以上相位差的正负号。在此基础上,本文进一步讨论了这一相位结构在全同双粒子二级干涉实验中的关键作用。通过这一分析链条,本文将界面反射中的半波损失、对称分束器中的相移规律以及多粒子量子干涉现象纳入同一波动散射框架加以理解,为量子力学和光学类课程中的相关问题提供了教学参考。
网络首发时间: 2026-08-06 15:36:19[查看摘要][在线阅读][下载 934K] [被引频次：0 ][下载次数：1 ] - 宗锐;徐建
针对个人信息过度收集风险量化误差较大、告警等级划分精度低等问题,提出APP形式化程序个人信息过度收集风险告警算法研究。获取APP多源异构数据(静态数据、动态行为数据等),通过政策文本的形式化解析、权限信息类型映射与动态行为矢量化等环节将其转化为初始特征空间,提取APP形式化程序多维度特征,以此为基础,计算个人信息过度收集风险因子——个人信息敏感度、个人信息收集行为异常度与个人信息收集行为合规偏离度,通过广义线性模型与Sigmoid函数计算个人信息过度收集风险量化结果,依据个人信息过度收集风险量化结果分布情况,确定自适应阈值,制定个人信息过度收集风险分级告警机制,从而实现研究目标。实验结果显示:设计算法提取APP形式化程序多维度特征向量与实际特征向量的余弦相似度最大值达到了0.95,个人信息过度收集风险量化误差最小值达到了1%,个人信息过度收集风险告警等级划分结果与实验样本告警等级标注结果相同。
网络首发时间: 2026-07-24 13:42:38[查看摘要][在线阅读][下载 1318K] [被引频次：0 ][下载次数：10 ] - 徐延亮;谢东;何钰
随着人工智能技术快速发展,AI辅助编程与数值模拟为大学物理教学提供了新路径。针对传统数值模拟成本高、灵活性不足、自主编程门槛高等问题,本文分析AI辅助数值模拟在提升教学效率、降低编程难度、强化物理原理具象化理解等方面的优势,指出其在计算精度、工程验证、复杂场景建模等方面的局限,并结合教学实践提出应用路径。研究表明,将技术赋能与教学本质有机融合,合理把握应用尺度,可充分发挥AI辅助教学价值,推动大学物理教学向高效化、直观化、实践化转型。
网络首发时间: 2026-07-24 10:15:33[查看摘要][在线阅读][下载 1245K] [被引频次：0 ][下载次数：65 ] - 谢东
2024年诺贝尔物理学奖授予了人工神经网络领域的奠基者约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿,这一举措标志着物理学与人工智能等前沿交叉学科的深度融合已迈入了全新阶段。本文立足于“AI时代”与“诺奖启示”的双重背景,对当前大学物理教学在教学内容、教学方法以及学生思维培养等方面所面临的现实挑战展开了系统剖析,指出其与科技发展和专业学习需求之间存在着不可忽视的结构性脱节。在此基础上,本文依据费曼“思维优先、具象表达、输出导向”的教育哲学理念,提出了以“思维转向”为核心的教学重构路径:将教学目标由“知识传递”转变为培育“物理学家式思维”;将教学内容从“经典体系”拓展为“物理+AI”的跨学科融合模式;将教学过程从“单向讲授”升级为“输出倒逼输入”的主动探究模式;将教学评价从“结果导向”转型为对“思维能力”的多元评估。文末结合ARCS动机模型,设计了“AI与物理”启蒙教学单元,以具体示例展现“费曼式重构”在激发学习动机、培养科学思维与创新能力的可行性与有效性,为AI时代大学物理教学从“知识传授”向“智慧启迪”的转型提供新的视角与参考方案。
网络首发时间: 2026-07-24 10:09:20[查看摘要][在线阅读][下载 1343K] [被引频次：0 ][下载次数：47 ] - 霍晨亮;肖坤;毕冬雪;董科;周雨青
可视、可听、可练、可互动、可检索是未来数字化教材的特质,将“五可”融入一体是数字教材特有的功能。本文首先梳理数字化教材形态、使用方式与纸质(实体)教材的区别;之后提出设计高质量数字教材的建设方案、结构和路径,即个性化方案、虚拟现实方案和知识图谱结构、育人路径;最后对数字教材如何体现类型特色和时代特色,坚持问题导向、系统观念和守正创新等世界观和方法论诸多相关问题,做策略性分析。全文主要以《大学物理(核心知识)》(东大版)数字教材的内容为例,阐述或旁证相关问题。
网络首发时间: 2026-07-24 09:50:28[查看摘要][在线阅读][下载 1404K] [被引频次：0 ][下载次数：58 ] - 徐忠锋;王兴
在高等教育高质量发展的时代背景下,“四新”(新工科、新医科、新农科、新文科)建设与基础课程教学改革成为提升人才培养质量的关键抓手。本文基于全国高校教师教学创新大赛的实践观察,系统解析了以“以学生为中心”为核心理念的教学创新逻辑闭环,从目标导向、内容重构、方法创新、环境创设、评价改革等维度,探讨了“四新”与基础课程赛道的教学创新路径与备赛策略。
网络首发时间: 2026-07-23 18:07:44[查看摘要][在线阅读][下载 1253K] [被引频次：0 ][下载次数：17 ] - 张晓;马缨;张子川;邱振铭;宋钢;刘晓峰
本实验案例设计以新型低维范德华晶体二碘氧铌(NbOI_2)为研究对象,将物理学前沿进展有机融入实验教学中,系统整合第一性原理计算、微纳样品制备、光谱与电学表征等多重研究手段,构建了适合教学的“晶体结构→电子结构→光电性能”关联探究链条,使学生经历从理论预测到实验验证的准科研探索过程。该案例旨在引导学生深入理解各向异性物理性质的微观起源,掌握从理论预测到实验验证的准科研探究路径,有效培养学生系统思维、科学探究与解决复杂问题的综合能力,体现了“科研反哺教学”的先进教育理念。
网络首发时间: 2026-07-23 16:53:25[查看摘要][在线阅读][下载 1644K] [被引频次：0 ][下载次数：6 ] - 杨贤聪;王迎新;孙国峻;刘键一;周旭;孙文博;华剑飞
太赫兹时域光谱技术作为电磁波谱中“太赫兹间隙”的重要研究手段,近年来在材料科学、生物医学及无损检测等领域展现出广阔的应用前景,同时也作为前沿科学方向被逐渐引入物理实验教学环节。然而,依托商用太赫兹时域光谱仪的教学平台赋予学生的操作自由度有限,实验流程趋于固定,学生往往仅按步骤执行,对部分关键原理理解不够深入。本文基于自主研发的太赫兹时域光谱仪系统,构建了一套开放式教学实验平台,融合基于光电导天线的太赫兹产生与电光探测技术,重点展现了用于弱信号测量的锁相放大基本原理与技术实现,引导学生在实用化场景中理解信号提取与噪声抑制的技术特征。学生基于自主设定的采样参数,编写代码对原始数据进行傅里叶变换处理,完成从时域波形到吸收光谱的完整分析,从而深入理解太赫兹时域光谱仪基本原理和锁相放大过程。以乳糖一水合物为样品,该平台成功检测了其特征吸收峰,验证了太赫兹时域光谱分析和应用功能的可行性。该实验平台的建设模式与教学实践,对同类太赫兹实验教学平台的构建和应用探索具有较好的参考价值。
网络首发时间: 2026-07-23 16:52:35[查看摘要][在线阅读][下载 1881K] [被引频次：0 ][下载次数：5 ] - 王啸;郭子怡;陈宗佑;周天弈
针对量纲分析教学中存在的重代数运算、轻物理机制以及由果溯因式的公式验证等现状,本文提出了物理主导、问题导向的教学重构方案。引入与量纲分析数学原理相同的化学方程式配平作为认知脚手架,借鉴其原理主导配平的思维范式,重构了涉及量选取与单位制确定的物理逻辑。在涉及量选取环节,界定了普适常量的机制转换作用,构建了基于物理规律的选取流程;在单位制确定环节,类比化学原子团与离子反应概念,挖掘量纲的物理独立性内涵,提出了量纲独立化与冗余删除操作。通过4个典型案例的对比分析,表明了物理主导方案在还原物理图景、提升分析效力及简化数学运算方面的优势。该教学重构旨在引导学生从机械地配平回归对物理本质的探究,有助于提升科学思维与模型建构素养。
网络首发时间: 2026-07-23 16:51:24[查看摘要][在线阅读][下载 1235K] [被引频次：0 ][下载次数：6 ] - 王荐斓
本文以一名从物理学转向科学教育研究的学者视角,反思自身在科学教育研究工作中面临的三个核心问题:科学教育理论与教学实践之间的脱节如何理解和缓解;科学教育中的教学法是否能够定义合理性与边界;以及科学教育作为研究领域应如何建立更加系统化,可检验和可证伪的专业知识体系。本文以探究式教学,学科教学知识(PCK),工程教育等为例,指出科学教育理论若停留在宏观理念或概念标签层面,容易与课堂实践脱节,也难以支持教师形成可操作的专业判断。本文借鉴医学从经验实践走向机制解释和专业认证的发展历程,提出科学教育研究需要在尊重教学复杂性和情境性的同时,更加重视学科知识结构,教学操作定义,和学习结果证据的建立。本文认为,科学教育的专业化不应依赖理论术语的不断更新或对学术潮流的追逐,而应在夯实理论基础,立足科学专业知识和以证据连接实践的过程中逐步推进。
网络首发时间: 2026-07-23 16:50:06[查看摘要][在线阅读][下载 1266K] [被引频次：0 ][下载次数：67 ] - 马圣訸;马亦凡;赵伟;岳盈;陶小平;张增明
将弹簧玩具Slinky底部固定,多次扭转后释放顶部,它会展现出一种有趣的“舞蹈”:在整体旋转的同时,从侧面可以观察到清晰的波浪状现象。本文对该现象进行了实验研究,并建立了相应的动力学模型。理论上将Slinky视作Euler-Bernoulli弯梁,在零阶近似下给出了描述其周期性整体转动的基本方程,进一步保留一阶扰动获得了横向弯曲波的色散关系,成功地解释了波浪状现象的产生原因。实验中选取了多种不同尺寸的弹簧圈,对整体转动周期、稳态角速度、横向波速及波峰间距进行了测量。结果表明,整体转动周期与几何参数组合Na~2/b呈线性关系,稳态角速度与初始扭转圈数成正比,横向波速与初始扭转无关,而波峰间距与初始扭转圈数成反比。理论与实验的高度一致证明了该模型的有效性,为这个有趣的现象提供了可靠的物理解释。
网络首发时间: 2026-07-23 16:26:14[查看摘要][在线阅读][下载 1802K] [被引频次：0 ][下载次数：7 ] - 罗亦超;谭凯中;路振阳;于红;王玉斗;周伟;尼浩;王龙
基于COMSOL Multiphysics(简称COMSOL)的模型开发器与App开发器,开发了一套集成细长杆、薄板、薄膜等连续系统振动特性研究的App。通过设计的人机交互界面,输入不同几何尺寸参数、材料参数、选择不同的边界条件等,可计算输出三类系统的各阶固有(特征)频率、振型模态及动画、节点(节线、节圆)位置、谐响应分析、应力(应变)特性等。该App不仅可作为振动、力学相关课程教学辅助资源,还可以与实验测试相结合,为结构工程设计提供一定的参考价值。
网络首发时间: 2026-07-23 16:19:27[查看摘要][在线阅读][下载 1827K] [被引频次：0 ][下载次数：17 ] - 孔志蕾;赖凌峰
清华大学物理系开发的NuSEP系统为高中物理教学提供了便捷的互动实验平台。在课堂教学中,通过虚实结合的方式突破教学难点。在习题课中,系统可动态模拟带电粒子轨迹,辅助解决复杂电磁场问题。在学生学习方面,NuSEP的互动实验支持参数调节与实时反馈,帮助学生验证理论计算,提升学习兴趣。学生反馈表明,NuSEP系统不仅增强了科学探究能力,还加深了对科研过程的理解。研究表明,该系统通过可视化、互动式的学习方式,有效提升了课堂效率与自主学习效果。未来可进一步开发配套学案,优化探究式学习支持,推动信息技术与物理教学的深度融合。
网络首发时间: 2026-07-23 16:17:12[查看摘要][在线阅读][下载 1342K] [被引频次：0 ][下载次数：28 ] - 张文号
分光计实验是理工高校经典的光学基础实验,传统教学多采用最小偏向角法测量棱镜折射率。学生常因操作不当触发全反射物理边界,导致折射光线消失而陷入盲目调节的困境。本文全面梳理了光线在三棱镜中偏折的全局函数关系,深入剖析了全反射对偏向角及光谱色散的物理约束与调制作用。在此基础上,利用人工智能开发了可视化虚拟实验界面,实现了全反射与色散动态过程的直观展示;并突破传统思维,提出了一种基于全反射临界条件测量介质折射率的全新实验方案。预期可通过引入光电探测技术,实现从定性观测向高精度定量分析的跨越。本研究不仅深化了对光学边界条件的认知,也为分光计实验的现代化教学升级提供了创新路径。
网络首发时间: 2026-07-23 16:06:08[查看摘要][在线阅读][下载 1656K] [被引频次：0 ][下载次数：12 ] - 张冉;刘鑫
拓扑现象是当今物理学研究的热点,该领域的核心研究对象之一是缺陷的拓扑荷。后者往往体现为相关向量场分布的旋转度,因此分辨向量场的图样及其所对应的旋转度有助于识别拓扑荷。这同时也提供了一种可能,即设计特定的向量场分布,以激发出具备特定拓扑荷的缺陷结构。因而清晰掌握并分辨具有不同旋转度(即拓扑荷)的向量场对研究者十分必要。本文首先解说薛定谔量子力学波函数场中所蕴含的缺陷结构的拓扑荷及其与同构的二维向量场旋转度之间的关系,其次详细给出二维平面中旋转度为任意正、负整数时的向量场分布图样,本文对初涉拓扑物理学领域的研究生和高年级本科生有重要的参考价值。
网络首发时间: 2026-07-23 16:04:02[查看摘要][在线阅读][下载 1614K] [被引频次：0 ][下载次数：3 ] - 孙亮;李阳;李嘉铭;闫久江;李祥友
在材料物理领域,精准构筑成分可控的半导体微纳功能材料,实现多元成分的协同调控,是提高半导体光催化性能的有效策略。传统的构筑方法主要依托湿化学法,它通过化学反应实现半导体成分的调控与配置,但该过程常伴随着化学基团和多余杂质,成为限制半导体光生载流子快速转移的障碍。近期,海军工程大学、华南师范大学和华中科技大学的研究人员合作提出了一种“液相激光植入”构筑半导体微纳功能材料的新策略,它利用瞬态的激光光热效应,对分散在液相中的前驱材料进行选择性加热,可将不同成分的前驱材料精准锚定在半导体材料表面及内部。通过物理方法精确构筑半导体微纳功能材料,避免了化学反应的参与,显著提升了半导体光催化降解性能,相关成果在线发表于Small、Optics and Laser Technology等国际高水平期刊。
网络首发时间: 2026-07-23 16:01:48[查看摘要][在线阅读][下载 2210K] [被引频次：0 ][下载次数：3 ] - 廖爱珍;张有为;杨超;张林基;邹斌;徐永刚
针对理工科抽象概念难理解、课堂互动低效、学生能力同质化等突出问题,本教学团队构建“精准规划-灵活互动-深度探究”三阶段教学模式,深度融合传统教学精髓与数智化教学优势。课前以目标为锚点布设任务,驱动学生参与整合数字资源,依学情重构教学内容并迭代优化;课中以核心问题驱动“提问-探究-验证”学习方式,角色翻转激发学生主体性,技术赋能混合式互动时,智能平台实时采集学情数据,动态调整分组并推送分层任务,配合个性化指导实现精准支持;课后自动匹配差异化拓展任务并生成个性化学习路径。本文以“角动量守恒”教学为例,详细介绍上述三阶段教学模式的教学实践。综合问卷调查、匿名评教及学生作业完成情况,该教学模式已赢得广泛认可。它不仅成功激发学生的学习兴趣,强化了学生分析问题与解决问题的能力,为新工科人才培养提供可复制的教学模式与实践经验。
网络首发时间: 2026-07-23 16:01:14[查看摘要][在线阅读][下载 1693K] [被引频次：0 ][下载次数：18 ] - 梁宇航;李荣;郭梦泽;田力鸣;翟立朋;赵述敏;方爱平
本文对IYPT2025第四题提出的一种磁铁攀爬运动进行了深入的研究,发现攀爬运动是由于周期性“粘附滑动”交替作用导致的。本文建立了磁铁攀爬的理论模型并搭建了实验装置,研究发现在临界范围内,随着磁铁长度和铁磁杆直径的增加攀爬速度会先减小后增大,随着磁铁剩磁增加攀爬速度减小,约束点到磁铁的距离和磁铁直径增加时磁铁攀爬速度先增大后减小,理论与实验结果吻合良好,很好地解释了攀爬运动的内在机理和影响因素。
网络首发时间: 2026-07-23 16:01:04[查看摘要][在线阅读][下载 1642K] [被引频次：0 ][下载次数：13 ] - 雷远逸;郑若颜;宋飞;张留碗
本文研究了水油界面上方水滴漂浮的反常现象。通过对照实验验证了液滴成分为水而非空气,并结合三界面张力平衡与Young-Laplace方程建立了静力学模型。采用毛细长度、等效半径和Bond数等特征参数进行无量纲化分析,通过多阶段优化策略求解液滴理论接触角,同时利用Dataphysics OCA 25视频光学接触角测量仪开展实测实验,测得接触角与理论值偏差在实验允许误差范围内,验证了模型的准确性与可靠性。研究表明,该现象由表面张力主导,液滴稳定性受尺寸影响(小液滴更稳定)。这一发现挑战了经典的能量分析方法,为界面张力研究和工业应用(如油水分离)提供了新思路。
网络首发时间: 2026-07-23 16:00:58[查看摘要][在线阅读][下载 1276K] [被引频次：0 ][下载次数：7 ] - 郭洪英;孙元平
物理专业中狭义相对论教学内容具有高度抽象性与复杂性,这导致了数理基础薄弱本科生的学习困难,本文基于勃兰姆(Brehme)提出的图像法,介绍了一种利用二维平面图像的洛伦兹变换教学方法。该方法依据光速不变原理所导出的间隔不变性,采用欧几里得几何作图法构建二维平面图像,通过图像中的几何关系及初等数学运算,即可导出同时的相对性、长度收缩、时间膨胀以及洛伦兹变换等狭义相对论时空关系。该教学法仅涉及初等数学知识,无需深入理解狭义相对论背后的深奥物理思想与复杂数学推导,表述直观,易于初学者掌握。
网络首发时间: 2026-07-23 16:00:07[查看摘要][在线阅读][下载 1425K] [被引频次：0 ][下载次数：36 ] - 冯逸轩;隆笑;郑华;张文超;孙辉;王新刚
本文采用矩阵有限差分法,在离散网格上对薛定谔方程进行数值求解。该方法在计算给定势场中束缚态的本征能量及相应本征函数时,能够实现数值精度的有效调控。该算法仅需数行代码即可在任何高级编程语言中实现,具有极高的易用性和计算效率。更为重要的是,该数值方法的逻辑与底层原理简明易懂,有助于本科生掌握数值求解薛定谔方程的核心要领,同时在微分方程与线性代数之间建立起直观联系。为展示其应用,本文计算了一维谐振子的本征能量与本征函数,以及氢原子的径向波函数与能级。此外,将矩阵有限差分法与广为人知的矩阵Numerov方法进行了对比,阐述了两者之间的异同。本文旨在揭开量子力学数值计算的“黑箱”面纱,为学生提供对数值算法清晰且直观的理解。
网络首发时间: 2026-07-23 15:57:33[查看摘要][在线阅读][下载 1478K] [被引频次：0 ][下载次数：8 ] - 党逸桐;张馨予;陈宗强;孔勇发
本文基于“液体悬浮”的物理现象,设计开发了交互式“液体悬浮”物理仿真与可视化平台。通过求解周期性驱动力下的阻尼谐振子模型,实现了对气体层共振行为和等效“负重力场”动态过程的物理仿真。本文介绍了物理建模、平台设计、仿真平台开发技术方案以及利用生成式人工智能辅助开发物理实验的经验。本成果已上线NuSEP平台,可为同类物理仿真教学项目的开发提供有益参考。
网络首发时间: 2026-07-23 15:56:35[查看摘要][在线阅读][下载 1387K] [被引频次：0 ][下载次数：5 ] - 薄鸟;高玲玲;郑春华
为培养胜任实战化、专业化新型军事人才,大学物理教学承担着锤炼学员科学思维、探索精神与创新意识的重任。本文以“热辐射普朗克能量子假设”为载体,构建了“情境驱动·思维进阶·价值引领”三维融合教学模式。该模式以军事工程实际问题为切入点,以科学探究历程为逻辑主线,以价值塑造为落脚点,实现了知识建构、能力发展与育人目标的协同增效。本研究不仅为军队院校提供了切实可行的教学改革范式,也为普通高校理工科凝练出普适性教学策略,对培养基础扎实、思维创新、家国情怀深厚的复合型人才具有借鉴意义。
网络首发时间: 2026-07-23 15:27:10[查看摘要][在线阅读][下载 1656K] [被引频次：0 ][下载次数：10 ] - Pak Shen Choong;Aqilah Rasat;Afiqa Nik Aimi;Nurisya Mohd Shah
Concepts on quantum physics are generally difficult for the general public to understand and grasp due to its counter-intuitive nature and requirement for higher level of mathematical literacy. With categorical quantum mechanics(CQM), quantum theory is re-formalized into a more intuitive diagrammatic approach, which we will refer to as the first level of transformation, to improve the accessibility and readability of quantum theory to a broader audience since the mathematical details are embedded into diagrammatic rules. Taking inspiration from this diagrammatic approach, we propose the second level of transformation by gamifying the diagrammatic rules of quantum teleportation into a quantum card game called Quantum Port. In this work, we discuss the gamification process of quantum teleportation and provide a printable version of Quantum Port for public engagement.
网络首发时间: 2026-07-23 15:26:11[查看摘要][在线阅读][下载 937K] [被引频次：0 ][下载次数：0 ] - 侯吉旋
传统Weiss平均场理论在处理一维伊辛模型时错误地预言存在有限温度相变(k_BT_c/J=2),与严格解(T_c=0)矛盾,长期困扰本科统计物理教学。本文提出在教学中系统引入Bethe-Peierls近似以有效化解此“一维悖论”。该方法通过构建由中心自旋及其最近邻组成的团簇,精确处理内部相互作用,同时对团簇外部采用平均场近似,自然纳入短程关联效应。文章详细推导了基于配分函数的自洽方程,并数值求解了一维、二维和三维伊辛模型的临界温度。结果表明,该方法在一维情形下严格给出T_c=0;在二维和三维分别预测k_BT_c/J≈2.885和4.933,显著优于传统平均场理论的结果(4和6),更接近精确解或高精度数值基准(2.269和4.51)。通过系统对比,本文揭示了Bethe-Peierls近似在物理图像清晰性、计算可行性与预测准确性方面的综合优势,为本科相变理论教学提供了兼具严谨性与启发性的新工具。
网络首发时间: 2026-07-23 15:24:38[查看摘要][在线阅读][下载 1200K] [被引频次：0 ][下载次数：4 ] - 周青军
为落实“立德树人”任务、破解理工科课程思政“两张皮”问题,本研究以固体物理为载体,以黄昆先生科学家精神为核心思政元素,挖掘其科研报国、守正执教等精神内涵,构建了“精神挖掘—目标映射—路径实践”贯通式课程思政教学框架。教学中,将黄昆科研事迹与学科贡献融入“晶格振动”“能带理论”等核心知识点的教、学、研各环节,结合案例驱动、主题研讨等模式,同步优化含价值素养的课程评价体系。实践表明,该框架有效激发学生学习动力,在深化专业知识理解的同时,显著提升其科学思维、创新意识与学术表达能力,强化了科技报国使命感。研究证实,以科学家精神构建课程思政体系可实现“三位一体”深度融合,其教学范式为理工科课程思政建设提供了重要参考与推广价值。
网络首发时间: 2026-07-23 15:23:36[查看摘要][在线阅读][下载 1204K] [被引频次：0 ][下载次数：19 ] - 王一然;卜涛;陈韵雅;吴子傲;张朋;蒋臣威;方爱平
本文研究了利用物理信息神经网络(Physics-informed Neural Network,简称PINN)求解偏微分方程中的本征值问题,并以二维定态薛定谔方程本征值问题为例进行了深入探讨。针对传统数值方法在复杂边界与高维问题求解中的局限性,本文提出了一种将本征能量E作为可训练参数,并结合Adam与L-BFGS混合优化策略的PINN求解框架。为了同时求解基态与多个激发态,在损失函数中引入了归一化约束和波函数间的正交性约束。研究选取了圆形、方形、五角星形及体育场形等不同几何边界进行测试。结果表明:PINN方法在规则及对称边界下,其低能级计算精度优于有限差分法;通过独立参数化与正交约束,能够有效识别因对称性导致的能级简并现象;在处理不规则边界时,其无网格特性避免了复杂网格生成的困难,展现了良好的适应性与潜力。凭借其无网格特性、对几何对称性的内禀保持能力以及求解高维问题的潜力,PINN为复杂边界下的本征值问题求解提供了一种有效且具有前景的新手段。
网络首发时间: 2026-07-23 15:23:35[查看摘要][在线阅读][下载 1667K] [被引频次：0 ][下载次数：25 ] - 王洪涛;石礼伟;唐军;李艳;陈华
为动态直观演示大学物理课程教学内容,把数字化技术充分融入课程教学实践,本文利用跨平台开源绘图软件GeoGebra进一步扩展了双缝干涉的多场景动态模拟平台,实现了双缝干涉演示实验中全部相关物理参量的可调可控和干涉光强的分布曲线及明暗条纹等多维度显示,一幅图即可全参数全场景地模拟演示双缝干涉的实验规律。模拟平台的搭建不仅可以用直观形象的动态演示辅助课堂理论教学,同时也为学生的课后自主学习和课外探索创新提供了一个易学易用的实践平台。
网络首发时间: 2026-07-23 15:23:30[查看摘要][在线阅读][下载 1550K] [被引频次：0 ][下载次数：13 ] - 刘子涛;钟轹弘;孔德志;张华洋;陶小平;王中平
霍尔效应是大学物理中的重要内容,更是一个集物理概念、实验方法、科研训练、工程应用于一体的综合性教学载体,对科研素养和实践能力培养具有多重价值。本文构建了基于线性霍尔传感器与实时测量模拟数字转换器(ADC)的智能转速测量系统,集成全变分保边去噪与自适应频率分析算法,实现单转子高精度实时测量(与标准值的偏差小于3.7%),并突破单传感器局限完成同轴双转子同步识别(最小分辨差5.0r/min,与标准值的偏差小于1.3%)。系统低成本、易搭建、抗干扰强,为动态信号检测与多目标测量类实验提供了创新可复现的技术方案,为霍尔效应实验教学提供了应用方面的典型案例。
网络首发时间: 2026-07-23 15:23:29[查看摘要][在线阅读][下载 1583K] [被引频次：0 ][下载次数：8 ] - 孙泽浩;金靓婕;孙江;顾晨
转动惯量是大学物理与实验教学的核心概念,其传统测量方法虽成熟却存在设备昂贵、操作复杂等局限。本文创新性地提出一种基于Phyphox软件的转动惯量测量方法——滚筒法。该方法是将手机固定于硬质圆筒中,使其沿斜面做无滑滚动,利用陀螺仪传感器实时采集运动数据,从而获得手机的转动惯量。本方法不仅实验装置简单、成本低廉,且易于在常规课堂环境中实施,具有较强的教学适用性。为验证该方法的可靠性,我们系统开展了不同倾角下的变参数实验,对实验结果进行了定量的不确定度评估,并将实验测量值与理论值进行了对比分析。此外,我们还利用人工智能辅助编程,开发了基于NuSEP平台的滚筒法虚拟仿真实验。本文由此进一步给出了该实验方法的完整教学设计。通过4学时的教学实践,不仅可以深化学生对刚体转动知识点的理解,更通过Phyphox应用、AI辅助编程等环节,显著提升学生的创新实验能力与人工智能素养。这为大学物理与实验教学提供了新思路。
网络首发时间: 2026-07-23 15:20:23[查看摘要][在线阅读][下载 1392K] [被引频次：0 ][下载次数：9 ] - 田力鸣;翟立朋;谢春澜;吕哲宇;田铭雨;张力行;方爱平;李荣;蒋臣威
“尺子加农炮”是一种由两把紧贴的尺子与插入其间的圆形射弹构成的力学装置,施力后射弹可高速弹出。其过程涉及能量转化、应变能及摩擦耗散等复杂变化。本文旨在系统探究影响射弹出射速度的关键参数及其作用机制。基于欧拉伯努利梁模型,建立了描述射弹出射速度的理论模型;自主搭建了“恒力发生—对称施力—实时测力”一体化实验平台,通过控制变量实验,对外力大小、射弹半径、尺子长度等因素进行了定量研究。结果表明:在实验参数范围内,射弹出射速度与外力大小、射弹半径呈正相关;随着尺子长度增加,射弹出射速度先减小后增大,存在明显的极小值点。研究还揭示了临界出射条件以及模型适用边界。研究工作不仅深化了对“尺子加农炮”系统中能量转换与耗散机制的理解,也为类似弹性摩擦耦合力学系统的分析与优化提供了理论与实验参考。
网络首发时间: 2026-07-23 15:03:30[查看摘要][在线阅读][下载 1370K] [被引频次：0 ][下载次数：3 ] - 孙明新;李重元;邓力珲;郑晓;董国波;徐平
针对传统光杠杆法在微米级位移测量中精度不足与光路调整复杂的问题,本研究提出一种基于偏振片原理的非接触式高精度测量方法。该方法通过杨氏模量仪产生微小位移,结合自主设计的光杠杆底座角度转换装置将位移量转化为偏振角变化,并依据马吕斯定律选用高稳定性光源(光强50000.0lx,波动<0.4%)与高偏振度偏振片(DOLP>99.988%)将偏振角转换为光强信号;通过DBSCAN算法去噪及光强线性修正模型优化数据,显著提升测量可靠性。实验结果表明,在0.217～1419μm范围内,该方法相对误差<1.2%,不确定度优于0.62μm,性能显著优于传统光杠杆法。该方案兼具高精度、高稳定性与低成本优势,可为教学演示及工业微位移检测提供高效可靠的解决方案。
网络首发时间: 2026-07-23 14:57:57[查看摘要][在线阅读][下载 1774K] [被引频次：0 ][下载次数：6 ] - 朱广天;陈敏桢;宁长春
本研究基于来自“Boss直聘”的有效招聘数据,从岗位地域分布、学历与经验要求、薪资待遇水平与技能要求等角度,对中国量子信息产业的劳动力结构与需求进行了分析。结果表明,中国量子信息产业的人才需求呈现出区域集中与高学历主导的特征,人才结构将由科研主导型转向科研与工程并重型。量子信息产业的技能需求不仅聚焦在核心量子技能与跨学科技术技能,也对创新意识和跨领域沟通能力提出了明确要求。
网络首发时间: 2026-07-23 14:52:30[查看摘要][在线阅读][下载 1461K] [被引频次：0 ][下载次数：11 ] - 葛威锋;胡若海
针对现有扫描隧道显微镜(STM)钨探针电化学腐蚀控制系统电路结构复杂、成本高且调试困难等问题,研制了一种简易型钨探针制备装置。该装置以单片机为核心控制单元,通过软件实时采集腐蚀电流信号并识别其突变特征,可在针尖形成瞬间自动切断腐蚀电路,并驱动机械机构同步撤回针尖。实验结果表明,所制备的钨探针针尖曲率半径约为50nm,形貌均匀规整,在STM扫描成像测试中获得了原子分辨率的石墨图像。该装置操作便捷、实用性强,为实验室制备高性能纳米级尖锐探针提供了一种可行的解决方案。
网络首发时间: 2026-07-23 14:50:37[查看摘要][在线阅读][下载 1495K] [被引频次：0 ][下载次数：9 ] - 费莹;姚晟;雷壮壮;陈子萌
紫外光刻是微纳加工中的核心技术之一,理解并控制光刻过程中的衍射效应,能够有效提高光刻质量。本文系统研究了商用接触式紫外光刻机的应用场景中,不同接触模式与菲涅尔衍射对光刻结果的影响。实验对比了不同接触模式的曝光结果,发现在软接触和分离模式下,菲涅尔衍射会导致图案失真。除此之外,我们还在光刻结果中观察到了典型的泊松亮斑。为此,本文建立了光刻衍射的理论模型,基于该模型所得到的Matlab仿真结果与实验高度吻合。实验结果表明,真空接触模式能有效抑制衍射,确保图案的准确转移。而分离模式下的可控衍射效应可为亚微米结构制备提供新思路,本文提出的光刻衍射仿真方法则为此提供了工作基础。
网络首发时间: 2026-07-23 14:48:17[查看摘要][在线阅读][下载 1451K] [被引频次：0 ][下载次数：10 ] - 魏斌;郭旭波;顾晨;李岩松;张留碗;朱美红;王山鹰;刘滢滢;任乃敬;马泊一;陈昌婷;王晓琬
本文讨论了大学物理课程中应用典型物理课堂演示实验的教学方法。探索了物理课堂演示实验与理论知识的衔接教学方法,引导学生观察实验现象、开展探索性演示实验的拓展实践。本文也讨论了物理演示实验中引入AI技术的尝试,开展了物理课堂演示实验模块化教学探索等工作。
网络首发时间: 2026-06-22 11:37:02[查看摘要][在线阅读][下载 846K] [被引频次：0 ][下载次数：60 ] - 王青
本文立足人工智能(AI)快速发展的时代背景,指出探讨教育长远走向的时代必然性,强调AI对教育的影响正持续加深,未来AI将成为教育核心主导,真人教师需寻求与AI的共生之道。本文结合杰弗里·辛顿的观点与国家“人工智能+”行动规划,阐明人类发展AI的必然性及中国教育智能化与教育强国建设的同步性。核心分析了AI对教育底层逻辑的冲击,即学生可凭借兴趣与AI交互完成从无知到深知的学习过程,教育的知识传授功能将被AI逐步取代,能力培养的核心地位也将长期弱化,传统教育模式的诸多要素将发生质的改变。本文作为系列文章总括,明确选取未来教师、未来课堂、未来学校、未来学习中心四大维度展开分析的逻辑,且系列文章将按照从微观到宏观、从局部到整体的递进顺序,依次探讨未来教师、未来课堂、未来学校、未来学习中心,为后续四篇研究奠定理论基础与框架指引。
网络首发时间: 2026-06-03 14:02:17[查看摘要][在线阅读][下载 374K] [被引频次：0 ][下载次数：192 ] - 吴锋;徐宁
重新审视了玻尔理论的价值,挖掘了玻尔理论在处理复杂问题时,不拘泥于已有框架、不受限于理论体系严密性而进行大胆创新的半经典研究思想。承袭这种思想,巧用玻尔理论计算了多电子原子能量,得到与实验值一致的结果,既体现出简单物理模型的优势,又彰显出半经典研究思想的价值。
网络首发时间: 2026-05-06 10:32:31[查看摘要][在线阅读][下载 418K] [被引频次：0 ][下载次数：51 ] - 刘启豪;杨晓荣;闫成芳
本文探索利用生成式AI(DeepSeek)构建轻量化物理仿真实验的创新方法,赋能物理教学。研究针对现有虚拟实验资源在课外与情境化实验资源上的不足,提出用户可以通过自然语言描述实验需求,由DeepSeek生成可直接在浏览器中运行的仿真实验的方法,还探讨了目前存在的一些问题及应对方案。本研究为教师快速创建动态演示工具提供有效方法参考,显著降低技术门槛。最后基于此方法,研究提出了三种相关教学模式,为AI融入物理教学提供了可落地的技术路径。
网络首发时间: 2026-05-06 08:43:00[查看摘要][在线阅读][下载 991K] [被引频次：0 ][下载次数：586 ] - 胡祖徽;貟吉军;闫虹;金克新;邢辉;王拴虎
能带极值处的能态密度是研究电子行为的重点内容,因为能带极值往往位于倒空间中的高对称位置,有着重要的物理意义。然而在三维结构中,鞍点处的等能面并非闭合曲面,相关教科书的分析有的过于粗浅,只给出结论,有的则借助复杂的数学手段,推导过程繁琐。本文通过求解等能面内总的状态数和能量的关系,再对能量进行求导即可得到鞍点处的态密度。该方法较为简易,也得到了教科书中的相同结论,同时简捷的推导更有助于加深读者对这一问题的认识。
网络首发时间: 2026-04-30 17:21:47[查看摘要][在线阅读][下载 413K] [被引频次：0 ][下载次数：39 ] - 成立贤;黄静;陈镜儒;于佳鹭;杨紫江
偏振光实验是大学物理实验的重要组成部分,但其核心概念较为抽象,传统教学手段难以动态、直观地展示其内在规律。基于Matlab开发了用于偏振光实验教学的交互式数字资源,包含偏振状态、马吕斯定律和布儒斯特定律三个部分,动态展示了光的偏振状态变化、马吕斯定律中出射光强的变化和布儒斯特定律中布儒斯特角及反射率的变化,有助于学生直观理解光的偏振状态、马吕斯定律和布儒斯特定律。此外,学生可通过自主调节参数深入观察现象、验证物理规律,从而有效弥补传统实验的局限,深化对偏振光原理的理解,达到辅助教学与提升学习效率的目的。
网络首发时间: 2026-04-30 17:21:47[查看摘要][在线阅读][下载 2913K] [被引频次：0 ][下载次数：207 ] - 徐新荣;刘可;银燕
狭义相对论教学中,运动质量的推导是核心重难点之一。现行大学物理教材多基于“两粒子聚合”或“单粒子分裂”过程推导运动质量公式,这类方法普遍依赖“质量守恒”的前提假设。然而,学生在该阶段仅掌握洛伦兹变换与相对论速度变换知识,尚未接触质能关系,对“质量随速度变化却仍守恒”的矛盾存在强烈困惑。若提前引入质能关系支撑假设,又会破坏教学逻辑的严谨性与连贯性,降低推导的说服力。针对这一问题,本文首先通过坐标系变换的严谨推导,证实粒子分裂前后的质量守恒关系;进而提出一种无需依赖特定物理过程、不预设质量守恒与质能关系的简易推导方法。该方法仅运用质心速度定义与相对论速度变换公式,即可完成相对论质量公式的推导,推导简单、逻辑清晰、易于理解,更契合狭义相对论的教学逻辑顺序,有助于学生建立正确的相对论时空观。
网络首发时间: 2026-04-30 17:20:14[查看摘要][在线阅读][下载 430K] [被引频次：0 ][下载次数：38 ] - 乔吉超;段亚娟;V.A.Khonik
本文从固体力学的基础原理出发,基于自间隙原子理论,开展剪切模量及热效应在非晶合金固体力学领域的教学。首先讲解利用电磁超声变换设备测试剪切模量的方法,介绍自间隙原子理论模型。其次,结合非晶合金剪切模量及热效应等的演化规律分析自间隙原子理论在非晶固体的应用,着重讲解非晶合金剪切模量和热效应之间的内禀性关联。加深学生对该理论模型及应用的理解,指导学生在后续学习过程中进行相关理论分析。本文所应用的以基础教学为主辅以科研应用及教学互动的新型教学模式可为其他讲授力学课程的教师提供参考。
网络首发时间: 2026-04-24 16:58:28[查看摘要][在线阅读][下载 694K] [被引频次：0 ][下载次数：17 ] - 郑哲音;洪非儿;周迨成;熊水兵;杨利建
利用大学实验室常备器材和智能手机设计了一套实验装置,旨在实现科里奥利加速度的可视化与定量测量,以验证其理论关系式。该装置将智能手机固定于转盘上作为非惯性参考系,旋转拍摄在地面系中做匀速直线运动的光点,并用光电门测得光点在地面系中匀速直线运动的速度大小。通过Tracker处理智能手机拍摄的视频,描绘光点在非惯性系中的运动轨迹,将科里奥利力现象可视化,并获取各时刻质点的速度、加速度等物理量,将实验测得的加速度与根据科里奥利加速度公式2'×ω计算的理论值进行对比(其中ω为转盘角速度,v'为光点在惯性系中的速度)。实验数据与理论计算值吻合良好,定量验证了科里奥利加速度关系式。
网络首发时间: 2026-04-24 15:57:00[查看摘要][在线阅读][下载 521K] [被引频次：0 ][下载次数：47 ] - 曹喻霖;邱海安;吴晓晶;王铮钧;汤佳梅;赵洪雅;聂哲
在人工智能时代,跨学科融合的理念日益凸显出其重要性,成为推进大学物理教学领域创新的关键力量。本文探讨了在这个背景下,如何将计算思维融入大学物理课程中,并探讨了实施路径。一是实施以学生为中心的教学设计,师生协同发展;二是融合物理、计算思维等课程资源,把Python语言应用到物理教学中,实现了对物理问题的求解和结果的可视化;三是构建跨学科、多角度的课程建设、评价和反馈体系。大学物理教学过程中引入计算思维的教学模式,有效地改善了传统的大学物理教学方法,促进了学生对于抽象物理现象和规律的理解,是深化高等职业教育改革、促进创新型复合型人才培养的有效手段。
网络首发时间: 2026-04-24 15:50:22[查看摘要][在线阅读][下载 991K] [被引频次：0 ][下载次数：137 ] - WANG Wenyu;XU Wulong;XU Yang;YANG Xudong
A freely falling chain from a cup at certain height can jump. The process can be divided into two parts: a stable suspension and an accelerating procedure. Variational principle and force analysis d emonstrate that the shape of stable suspensioni s ani nverted catenary. The requirem ent of thejumping and the parameters to describe the jumping catenary have been studiedi n detail, and experiments have been conducted to verify the theoretical analysis. The phy sicalpicture of the falling chain could be usefuli n certain falling systems, providing valuableinsight into the dynamical system.
网络首发时间: 2026-04-15 08:52:11[查看摘要][在线阅读][下载 429K] [被引频次：0 ][下载次数：8 ] - 张劲
引力场和静电场是两种重要的保守力场,其势能、场强分布的解析计算在大学物理教学和实际应用中占有重要地位。本文根据叠加原理,利用椭圆积分、椭圆积分对模数的导数关系,首先计算了质量均匀分布的细圆环在空间任意点的引力势能和引力场强度,得到了引力势能和场强的解析表达式,导出了场点位于轴线上、远离细圆环(r>>a)和接近细圆环r<<a时的近似结果。随后作为本文所用方法的检验和推广,进一步计算了均匀带细电圆环任意点的电势和电场强度分布,得到了电势和电场强度的解析表达式,讨论了正确应用本文所得结果的注意事项。最后,对教学中如何引入椭圆积分以及讲解细圆环非对称场点势能和场强的计算提出了教学建议,并对课时安排、椭圆积分k的物理意义做了讨论,当r<<a、r～a和r>>a时,引力势能的分布作了可视化模拟。
网络首发时间: 2026-04-09 11:55:12[查看摘要][在线阅读][下载 945K] [被引频次：0 ][下载次数：40 ] - 喻莉;何艳;刘鹏程
本文从军校大学物理教学现状出发,依据建构主义理论,聚焦“为战育人”,落实学为中心,提出了“强化融合、突出能力、聚焦引领”的教学创新理念,开展了基于内容、资源和模式的“三式”协同教学创新与实践,即“递进式拓展教学内容、多元式优化教学资源、嵌入式丰富教学模式”。实践表明,这些教学创新举措能有效促进物理与军事的融合,提升学生解决复杂问题的高阶思维能力,提高学生的军政素养。该教学创新理念与具体举措为其他基础课程的改革提供了新思路。
网络首发时间: 2026-04-09 11:54:49[查看摘要][在线阅读][下载 1527K] [被引频次：0 ][下载次数：72 ] - 李强;冯伟
随着我国航天事业的不断发展,空间站的建成和常态化运行,以及各类科研和工程应用卫星的不断发射,行星轨道或人造卫星绕地球运转的轨道问题,成为一个在大学物理教学中应该予以初步介绍和简要分析的课题;而现有的教材和教学对这个问题大多一笔带过,未能提供充分的讨论。本文将在普通高等数学的知识范围内,从牛顿第二定律出发,结合角动量守恒的基础知识,给出两体问题中行星轨道的一种普遍解法,并对行星轨道曲线的形式和卫星变轨问题进行了简要分析与讨论。同时本文也给出了利用Mathematica软件进行数值和解析求解的代码与图形化结果展示。行星轨道问题作为经典力学一个很好的应用例证,通过对其的分析推导和讨论,能够有效的增强学生对经典力学中牛顿定律在实际应用中的认识,激发对物理学和航天事业的兴趣。
网络首发时间: 2026-04-09 11:52:29[查看摘要][在线阅读][下载 1067K] [被引频次：0 ][下载次数：70 ] - 王兵;李强;鲁晓宇;吕国建;乔吉超;闫娜
微积分是学好大学物理的重要基础,这一工具在大学物理的各个阶段都起着关键作用。在大学物理教学中必须明确微积分思想的重要性,将微积分与大学物理专业内容相结合。基于此背景,本文主要探讨了微积分思想在大学物理教学中的重要性;通过具体实际物理案例剖析了微积分思想在大学物理教学中的融入及应用,并采用Mathematica软件进行示例计算微积分具体物理曲线,感受大学物理教学借助微积分工具的优美曲线;并通过解读微积分思想中所蕴含的道家思想及儒家思想,在讲授大学物理理论的同时传播中华民族优秀传统文化,增强学生的民族自信、文化自信,做好大学物理教学中的“课程思政”建设。本文结合大学物理理论知识及作者多年的教学经验,从教学内容、教学方法改革、教学手段更新等方面探讨了大学物理微积分思想的融入与贯通,培养学生使用微积分方法解决复杂物理问题的能力及专业素养。
网络首发时间: 2026-04-09 11:31:58[查看摘要][在线阅读][下载 941K] [被引频次：0 ][下载次数：120 ] 下载网络首发数据