- 汪亚平;宁长春;次仁尼玛;刘当波;
本文从最基本的物理概念出发,较为详尽地梳理了斯特恩-盖拉赫实验的基本事实。尝试着在不脱离大学物理知识范畴的前提下,让斯特恩-盖拉赫实验成为大学物理的教学内容之一。
2019年06期 v.29;No.194 3-11+33页 [查看摘要][在线阅读][下载 2833K] [下载次数：538 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：19 ] - 王丝雨;王雯宇;熊兆华;
本文对粒子物理理论中的粒子及其相互作用做了较为全面的综述。笔者尽可能不用物理公式来说明相关物理规律和思想,而是通过对称性与对称性破缺,对粒子物理理论所涉及的量子力学的解释以及对组成物质基元的理解进行描述。本文也对目前标准模型存在的问题进行了讨论。
2019年06期 v.29;No.194 12-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1030K] [下载次数：1502 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：15 ] - 蒲贤洁;吴小志;张选梅;李巧梅;郭莉杰;何光宏;韩忠;
在大学物理实验课程中开展研究性实验教学项目并以"中国大学生物理学术竞赛"模式进行答辩。借助"问卷星"网络平台,采用李克特七点量表形式设计调查问卷,在研究性实验开展前、后分别进行了前测、后测,考察学生通过研究性实验在知识获取运用、研究兴趣培养、文献查阅分析、实验设计操作等方面的学习成效,并对期末笔试成绩进行分析加以印证。统计结果表明,参与研究性实验项目的班级笔试得分率较普通班级高11%;实际的研究性实验参与将对所研究内容的理解有非常大的提升;旁听式参与研究结果的答辩与讨论,对相关实验内容能获得一定程度的理解;本次"研究性实验"项目可培养学生查阅、分析文献的能力,但在知识运用和实验设计方面却没有表现出明显作用,下一轮研究性实验或以这两方面作为目标。
2019年06期 v.29;No.194 25-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 3079K] [下载次数：358 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：20 ] - 卢军强;翟峰;
尽管平面电场的电场线和等势线的计算出现在大学的数学物理教学中,平面磁场的磁感应线的计算却很少在教学中涉及。本文通过讨论平面磁场与平面电场的基本性质以及它们之间形式上的对应关系,发现平面磁场的磁感应线与相应特定平面电场的等势线重合;因此可以通过计算相应平面电场的等势线来获得平面磁场的磁感应线,为绘制平面磁场的磁感应线提供了一种简易方法。文中通过一个简单示例来印证平面磁场的磁感应线和平面电场的等势线之间的对应关系。
2019年06期 v.29;No.194 31-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 2002K] [下载次数：115 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：17 ] - 赵丽娟;
"公能"思想源于南开大学校训"允公允能,日新月异"。"公"是指培养学生具有公德心、社会责任感和使命感。"能"是指知识和能力,通过知识和技能的传授使学生具有报效祖国之能力。"公能"教育思想与国际视野下的通识教育具有相通性,与国家层面的思政教育具有高度一致性,都是强调教书育人并重。专业选修课是为高年级本科生设置的与专业相关的选修课程,知识进展的时间跨度大,知识更新节点和涉及的物理学史内容较多,为教学中融入"公能"教育提供空间。本文从专业选修课的科学设计、教学方法和考核方式等方面论述如何在专业选修课中融入"公能"教育思想,培养"允公允能"的高层次人才。
2019年06期 v.29;No.194 34-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 93K] [下载次数：77 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：14 ] - 段志刚;熊艳娇;付勇智;李清玉;
文章介绍为改善目前大学物理教学评价中重甄别轻反馈的现象,以素质教育为核心目标,在大学物理教学中引入了促进学习的评价体系,以学习目标编制、学习证据使用、反馈促进学习等3个阶段编制了适合于大学物理的教学评价策略,总结了大学物理教学中促进学习课堂评价策略的实施原则,并在教学中实践了该评价策略。该策略提高了学生的综合素质,并用相应的评价指标证实了该策略的效果。该研究拓展了促进学习评价策略,并对大学物理评价方式进行了新的探索。
2019年06期 v.29;No.194 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 249K] [下载次数：316 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：18 ] - 王凯枫;时彦朋;刘建强;
一维无限深势阱问题是量子力学中的经典问题,也是国内外量子力学初学者必学内容之一。一维半壁无限深势阱作为一维无限深势阱的变形,也是量子力学教学中常见的物理模型。然而关于半壁无限深势阱这一模型,许多教学和科研工作者甚至教材之中,都存在不严谨之处;尤其是对于束缚态存在条件的求解,许多教材与习题册没有对临界条件进行讨论验证。本文借助图解法对半壁无限深势阱束缚态存在条件进行了讨论并给出了严格解,纠正了长久以来人们对该问题的错误认识,对量子力学领域本科教学与实际科研工作有一定帮助。
2019年06期 v.29;No.194 42-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 326K] [下载次数：256 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 郑琦;
本文通过类比光的折射定律求解最速降线的摆线轨迹方程,并用纯数学的方式证明了摆线的等时性。
2019年06期 v.29;No.194 45-46+51页 [查看摘要][在线阅读][下载 395K] [下载次数：566 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：18 ] - 张新义;
高中物理新课程改革更加强调物理素养的重要性,期望学生根据兴趣和实际情况构建适合自己发展的学习内容。相应地,高中物理课程应当使传统常规课程与丰富的选修课相结合,并建立大学与中学物理教学的衔接桥梁,满足不同学生的多样化需求,更好地发现和培养拔尖创新人才。为此可以考虑在中学和大学之间合作开设相关的大学先修课程,从而为物理学习有余力的优秀学生提供全面而有个性地发展的可能。电磁学先修课在人大附中高中物理选修课程体系中进行了大量有意义的实践和探索,收到了很好的效果。
2019年06期 v.29;No.194 47-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 140K] [下载次数：233 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：16 ]
- 陈宗强;王远;余华;
本文研究了第31届国际青年物理学家锦标赛(IYPT)中径向摆问题。利用弹性理论笔者对弹性杆和小球组成的径向摆体系进行了分析和实验检验。结果发现,通过改变摆的悬挂位置、弹性杆长度等参数可以改变摆球的运动轨迹。实验结果表明:弹性杆与摆球运动的牵连是径向摆摆的运动轨迹会发生转变的原因,而弹性杆的受迫共振是摆径向摆体系存在混沌现象的原因,混沌现象产生的条件是发生在弹性杆杨氏模量或截面积极小的情况。
2019年06期 v.29;No.194 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 4392K] [下载次数：294 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：19 ] - 王卓;张泽华;王菁;
文章设计了一种利用数字模拟预测干板透射式全息成像质量的实验方法。通过布置双凸透镜采集了干板实验的衍射再生像和数字模拟实验的物光信息,以曝光时间作为实验自变量,结合快速傅里叶变换(FFT)与博奇编码的算法,利用分段拟合、线性插值的方法进行数据分析。发现了两种成像模式下"清晰度-曝光时间"曲线的良好相关性,相关系数接近或超过0.999,可实现干板全息成像质量的反演预测.进而提出一款查询软件,为实验教学和生产实践提供借鉴。
2019年06期 v.29;No.194 58-64+70页 [查看摘要][在线阅读][下载 4054K] [下载次数：84 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：17 ] - 高德文;赵昶;
雨滴收尾速度的计算是大学物理教学中的典型案例。一些文献给出了在空气阻力系数视为常数的情况下,球型雨滴下落时的收尾速度,但由此得出的结果与实验结果有较大差别。笔者认为,问题出现的原因包括两个方面:一是空气阻力系数选取问题,二是雨滴模型问题。本文采用空气阻力系数Park公式、Wallis公式,利用Matlab软件计算雨滴以球模型、近似椭球模型(以下简称PP模型)以及汉堡模型(即半球模型)下落时的收尾速度,并利用Origin Pro8.0进行绘图对比。结果表明本办法给出的雨滴模型和收尾速度计算值更接近实验结果。
2019年06期 v.29;No.194 65-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 835K] [下载次数：1520 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：18 ] - 迟克浩;陈梦雯;吴彦达;陈文娟;徐志杰;
针对市面上大多数三维扫描仪结构复杂、操作繁琐等问题,设计了一套基于双三角测距原理的双线激光三维扫描系统。系统主要基于双三角测距原理,利用线状激光器采集目标物的点云图像,并利用计算机图像处理软件进行点云的二次处理,生成三维模型。基于点云的位置数据和摄像头的图像信息可以快速重构出目标物的三维模型,实现了利用低成本设备进行高质量扫描工作的目的。相比同类的其他设备,本系统的成本低廉、体积轻巧、操作简单,可在小型工程项目中高效工作。
2019年06期 v.29;No.194 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 3874K] [下载次数：642 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：21 ] |[阅读次数：15 ] - 李明达;董乔南;杨亚利;李鑫;罗锻斌;
以相图和庞加莱点作为表征手段,本文对受外力驱动的一种非线性动力学系统混沌摆的摆动行为进行研究,考察了该混沌摆系统的运动状态随驱动力频率变化的特征。同时我们建立了该系统的理论模型,通过数值计算模拟该混沌摆运动状态来验证实验结果。实验和仿真结果均表明,随着驱动力频率的增加,混沌摆会有周期和混沌运动状态交替出现的情况,且这种变化近乎为突变的。同时,也从数值仿真结果中观察到了混沌摆运动状态对驱动力频率这一参数的敏感性。本文阐述的仿真和测量研究可以作为本科生的大学物理实验课程中混沌摆实验项目的拓展内容,使有兴趣和能力的同学对非线性动力学系统的混沌现象有更深入的理解和认识。
2019年06期 v.29;No.194 77-84+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 6186K] [下载次数：807 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：21 ]
- 喻有理;张二虎;田蓬勃;刘萍;刘丹东;
本文介绍用科学研究的方法进行大学物理课堂教学,以适应创新人才培养的需求;文中代表性地列举了四个案例:物理量产生背景的创设、返回原生时代认识基本定律、彰显创新思维方法、适时加入思政内容。
2019年06期 v.29;No.194 85-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 181K] [下载次数：389 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：21 ] - 马宁生;吕璐璐;方恺;岳春晓;
信息技术的快速发展推动着教育信息化的发展,各类教育信息化平台随之产生,这些平台储存各类数据,并且海量地增长。在泛在学习的背景下应该把现代教育技术、数据整理与分析和教学评价有机结合,使教学评价手段全面信息化、简洁化。本文以同济大学物理光学实验课程为例,对光学实验学习系统中产生的教育数据进行收集与研究,详细介绍了物理光学实验学习系统新功能的开发与实现,同时阐述了数据收集过程。根据关联规则的分析结果,构建光学实验学习系统的学习效果评价模型,对交互行为的有效数据进行探讨,不仅反映出学生在线学习过程的学习成绩影响因素,还利用这些因素构成的学习效果评价模型来辅助学生进行自我评价和教师对学生进行客观评价。
2019年06期 v.29;No.194 89-94+98页 [查看摘要][在线阅读][下载 3548K] [下载次数：141 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：18 ] - 吴王杰;杨军;章曦;
本文简述了大学物理教学案例的完整性、典型性和启发性特征。教学案例为微课教学内容设计提供坚实基础,本文指出基于教学案例进行微课的教学设计是使微课具有针对性和适用性的有效手段,提出了编写大学物理教学案例的基本方法和应遵循的一般原则,在此基础上分析了大学物理微课的教学内容设计、问题引入设计、教学模式设计和媒体技术设计。此外,本文还较详细地介绍了基于教学案例的大学物理微课教学设计的两个例子:"飞机与小鸟PK?——利用数量级估算法计算平均冲力"和"狗是怎样追上兔子的?——导弹制导中的相对运动"。
2019年06期 v.29;No.194 95-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 183K] [下载次数：248 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：17 ] - 谢东;樊代和;
在大学物理的绪论课中,聚焦当前"国家重大工程",阐明物理学对工程技术的支撑作用、大学物理与后继专业课程的衔接关系,不仅有利于提高学生对这门课程的重视程度和学习积极性,还能进一步培养学生的爱国主义情怀,达到课程思政的目的。本文基于"川藏铁路工程",介绍了一种与土木专业相衔接的大学物理绪论课教学设计。
2019年06期 v.29;No.194 99-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 4218K] [下载次数：257 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：16 ] - 邵云;
本文应用曲率半径的数学公式及部分椭圆知识推导出椭圆曲率半径的4个表达式;将斜面上的匀速率圆周运动在水平面内的投影,得到一变速率的椭圆运动;利用投影后的速度、加速度矢量及法向加速度分量公式,推算出椭圆上任一位置的曲率半径;利用行星椭圆轨道运动时的能量和角动量守恒,推算出行星的速率和法向加速度分量,进而从动力学的角度推算出椭圆上任一点的曲率半径。文章回顾了力学中曲率半径的由来,论证了它的几何定义式与代数表达式的等价性,显示出曲率半径这个数学量已经有机地融进牛顿力学体系,无论从运动学还是动力学的角度去推算轨迹的曲率半径均是可行的。文末给出用力学知识推算轨迹曲率半径的一般思路和建议。文中所提及的方法、建议及部分结论或可为相关内容的教学与研究提供一些参考。
2019年06期 v.29;No.194 103-107+111页 [查看摘要][在线阅读][下载 597K] [下载次数：490 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：18 ] - 张加驰;王得印;慈志鹏;李颖弢;徐远丽;
针对国内"文科物理"课程教学中存在的瓶颈问题,本文引入了一种创新的"漫画教学法"。为了验证其实际应用效果,在兰州大学开展了教学实验,结果表明:漫画教学法能很好地调动文科专业学生的学习主动性,显著增加学生的课堂参与度,有利于课后互动学习,并帮助学生取得更好的成绩,学生的学习满意度也更高。因此,漫画教学法在"文科物理"课程教学中具有较好的应用价值。同时,我们还对"文科物理"课程未来的改革方向进行了展望。
2019年06期 v.29;No.194 108-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1224K] [下载次数：125 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：18 ] - 金玉霞;李鹤龄;
吉布斯佯谬在许多教材中都归咎于没有考虑到量子力学中微观粒子的全同性,但是考虑了微观粒子的全同性的量子理想气体混合时,还会出现更多的佯谬,如内能的佯谬等其他佯谬。显然,引起佯谬的根本原因不是没有考虑粒子的全同性。因此,有必要进一步澄清吉布斯佯谬产生的缘由,并说明实际吉布斯佯谬是由粒子数密度突变造成的。
2019年06期 v.29;No.194 112-115+121页 [查看摘要][在线阅读][下载 148K] [下载次数：421 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] - 贾贵儒;何志巍;刘玉颖;
农业关乎国家食物安全、资源安全和生态安全,是国家基础性、战略性产业。我国农业大而不强,农产品处于缺乏国际竞争力、生产成本上升、生态环境亟待改善的现状。本文简要介绍几种先进的农业模式,对未来我国农业规划提出了建议,指出了建设"新农科"的必要性;强调物理课程在新农科的建设中既要保证物理学的系统性,又要服务于新时期的农业,教材中的内容是昨天的科学,我们的目标是把学生送到明天的前沿。
2019年06期 v.29;No.194 116-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 531K] [下载次数：149 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：22 ]