- 刘纯;
在经典电动力学，磁偶极子(电流环)在外磁场中的受力之做功和电磁感应相关，一般没有势能的概念；在量子力学里，磁偶极子(电子自旋)在外磁场中有势能。我们讨论经典和量子情形的微妙差别，试图给出二者关系的一种自然理解。
2024年05期 v.34;No.223 5-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1194K] [下载次数：336 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：283 ] - 陈培锋;王铭海;钱壮林;
热力学统计物理教材中求解平动运动粒子的波函数时，对于边界条件往往任意选择无限深势阱模型和周期性边界条件中的一种。由于两种边界条件下求解得到的单位能量间隔中量子态数是完全一致的，因此边界条件的具体形式不会影响统计物理研究问题的结果。然而，边界条件的选择对于学生理解上下游特定课程的具体内容是有一定影响的，部分课程中存在着不同的概念应用，本文建议在热力学统计物理课程中还是应该将两种不同边界条件的适用范围给以详细说明。
2024年05期 v.34;No.223 9-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1173K] [下载次数：154 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：226 ] - 韩一波;
科里奥利力是大学物理中的一个重要知识点，其表达式用到了线速度和转动角速度矢量积的形式，对地球转动参考系中物体的运动具有丰富的作用形式和效果。然而在三维立体的地球表面上分析其大小和方向，以及其对宏观物体如水流、大气的影响时相对比较复杂，初学大学物理的学生和研究者很难理解相关物理概念或对之形成清晰的物理图像。本文详细分析了科里奥利力在地球表面矢量投影的一般表达式，并定量分析了该力对一些宏观物体运动产生的影响，为相关物理课程的讲授和学习提供参考。
2024年05期 v.34;No.223 13-15+22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1218K] [下载次数：624 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：201 ] - 胡瀚文;王槿;刘丽飒;董校;
数学物理方程是一系列描述客观物理规律的偏微分方程。2021年欧洲奥林匹克物理竞赛(2021EuPhO)中有一道“细杆导热”计算细杆相关参数的实验试题与数学物理方程结合极其紧密。原试题的解答中，命题人利用了Simpson方法，在细杆上平均取五个温度采样点并计算温度的平均值从而近似获得了细杆整体温度随时间的变化。而此题目刚好和数学物理方法中的热扩散问题非常相近，因此我们基于数理方程中的热扩散问题对此题目进行梳理，以此题目为契机，分析数理方程的积分形式、微分形式以及Simpson积分方法的适用性问题。
2024年05期 v.34;No.223 16-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1304K] [下载次数：144 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：331 ] - 文军;冯丹丹;杨阳;文政;
受到《数学物理方法》教材上计算含有三角函数无穷积分计算公式的启发，本文主要讨论该类积分的被积函数在实轴上存在可去型奇点的情况。尽管这类问题可以使用围道积分方法完成，但比较烦琐，因此我们对这类问题的被积分函数进行处理，从形式上使被积分函数实轴上的奇点消失，使用教材上的公式先完成积分，再根据特定情况下极限与积分计算顺序可交换理论得到被积函数存在可去型奇点这类积分的值。理论与实际示例证明了我们方法的正确性。
2024年05期 v.34;No.223 23-26+33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1189K] [下载次数：135 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：218 ] - 姜亚军;程丽琴;杨德兴;肖发俊;毛珊;
根据教育部组织实施的“卓越工程师教育培养计划”,结合我校“总师育人文化”引领的国防科技拔尖创新人才培养体系要求，本文从课程思政、国防教育、科研育人、产学育人等多方面介绍了西北工业大学光电信息科学与工程专业实践实训课程的教学模式探索与改革。实践表明，教学改革助推了国家和省级一流本科专业建设，培养了学生的爱国奉献精神和家国情怀，增强了学生的动手能力和创新意识，形成了“总师育人文化”引领的高素质人才培养新格局、科研育人的新时代创新型人才培养新模式、产教融合校企合作协同育人的人才培养新机制。同时，教学改革提升了学生的综合素质和培养质量，使学生具备了“专业精、系统强、重实践、能担当”的“总师”雏形特质。
2024年05期 v.34;No.223 27-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1437K] [下载次数：270 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：310 ] - 安炜;王峥;徐平;
为在基础教学阶段的实验课程中开展以能力培养为导向的教学，强化工程意识和实践能力培养，法国教育部针对工程师预科物理和化学类课程提出了六项能力指标。本文以面向工程师专业的“物理实验(光学)”课程为例，介绍了以六项能力指标为导向的教学设计，包括课程内容的重构、过程性评价和终结性考核的实施方案和考核结果，取得的经验可为同类课程的教学改革提供参考和借鉴。
2024年05期 v.34;No.223 34-39+68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1302K] [下载次数：177 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：213 ] - 张晗潇;马志为;黄家兴;
本文以研究生助教的视角，回顾了浙江大学竺可桢学院的一次由助教深度参与的大学物理基础课教学改革创新实践的全过程。先从助教自身学习经验和访谈讨论出发，阐述了大学物理基础课的特点与使命，提炼了本次教学改革的核心理念——“为学生终身成长奠基”;然后重点总结了此次担任“普通物理学I(H)”课程助教时所承担的三项主要工作的经验：作业题解与拓展材料的编制、课程小论文的安排、期中与期末试题的命制，展示如何将上述理念落实到课程教学的每个细节中。最后，基于上述经验，对大学物理基础课教学改革进行了进一步的探讨。
2024年05期 v.34;No.223 40-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1635K] [下载次数：203 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：212 ] - 史湘衣;马艳;
面临高考改革分批进行，大学新生知识水平、结构差异增大，现有评价方案较少关注到对学生认知具有重要影响的知识结构，进而较难精准辨别出存在学习困难的学生。对此，本文基于学生知识掌握情况将学生在大中衔接中的类型分为衔接优良均衡型、衔接优良不均衡型、衔接一般均衡型、衔接一般不均衡型；分别使用单向、双向的Apriori算法对本科新生物理学习数据进行挖掘、生成关联规则；之后，使用基于教材的学科知识图谱对关联规则进行筛选，形成不同类型学生的个性化认知图谱。研究结果表明，学生在大中衔接过程中知识结构与学生成绩基本呈正相关，四种类型学生的知识结构有明显差异。此外，本文还基于研究结果对新高考改革背景下学生精准评价策略提供建议。
2024年05期 v.34;No.223 60-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1819K] [下载次数：552 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：271 ] - 唐笑年;段彬;王潇潇;
本文以激发学术志趣、提升创新能力及科学素养、提高创新人才培养质量为目标，构建了物理学引领多学科融合创新实践教学模式。该教学模式下，多学科学生融合组队，以物理学专业学生为领队，历经双创课程的前期理论培训、实训基地动手实操到成果输出，协同完成创新研究项目。经过创新实践教学模式的全过程锤炼，学生们意识到学习物理的重要性，提高了对物理的学习兴趣。创新实践教学模式的实施，全方位培养了本科生主动、探索、批判、思维、表达、适应环境及自主发展的科学素养，有效提高其多学科融合能力、创新能力、发现和解决有价值问题及团队协作等综合能力。
2024年05期 v.34;No.223 69-73+81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1432K] [下载次数：216 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：329 ] - 何振辉;
物理实验是理工科学校培养学生自主学习能力和实践创新能力的基础核心课程，面向科学前沿和国家需求的人才培养在新时代也有了新的要求。本文围绕新学院物理实验教学课程建设所面对的问题，基于“提高学生发现、分析和解决实际问题的能力，以及通过实验探索新知识的能力”的实验教学理念，并结合目前提倡的“基础—深入—提升—拓展”四层次实验教学模式，重新梳理知识点，使高年级的综合实验在知识、技术和规范3个维度分解的相关要素穿插在低年级的实验项目中。在实验教学改革中将装置模块化、可视化，仪器数字化、通用化，使之更适合于问题导向和自主学习的教学方式，并取得初步成效。
2024年05期 v.34;No.223 74-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1704K] [下载次数：117 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：209 ] - 邓冬梅;王晓峰;徐婷婷;王才林;曾孝奇;
目前，高校的大学物理教学实验中所涉及的诺贝尔物理学奖实验多为20世纪的经典物理实验，它们推动着物理学的进步与发展，具有重要的教育价值和实践意义。然而，随着时代的飞速发展、科技的不断进步，大学生仅注重于百年前诺奖经典实验已无法适应时代发展的需求。因此，将21世纪新诺奖实验融入大学物理实验教学，深挖新诺奖的教育价值，不仅可以使学生了解科学发展前沿有重大意义的研究成果，了解现代化技术支持下的物理实验手段、实验方法，更有助于学生提升其核心素养，提高创新实践能力。本文以南方科技大学实验教学为例，探索将21世纪新诺奖实验融入大学物理实验教学的实施路径。
2024年05期 v.34;No.223 82-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1622K] [下载次数：83 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：280 ] - 郑开心;祁思源;傅相铭;罗莹;
物理专业大学生的学业拖延现象严重影响高质量物理人才的培养。研究物理学习兴趣和物理自我效能感对物理专业大学生学业拖延的影响对于分析学业拖延成因有重要意义。本文通过对208名物理专业大学生的调查，并进行相关与结构方程分析，研究了物理学习兴趣与自我效能感对学业拖延的影响机制。结果发现物理专业的大学生：(1)40%以上有严重的学业拖延，70%以上比较或非常想改善学业拖延；(2)物理学习兴趣对学业拖延没有直接影响，但能通过物理自我效能感间接影响学业拖延；(3)物理自我效能感直接负向影响着学业拖延。据此，为大学物理专业的教师与学生减少学业拖延提出建议。
2024年05期 v.34;No.223 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1300K] [下载次数：801 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：332 ] - 靳晓静;刘波扬;
平方反比力场问题中存在一个隐藏的SO(4)对称性，该对称性在经典开普勒问题里体现为一个守恒量——拉普拉斯-隆格-楞次矢量，在量子力学问题中体现为氢原子能级的超出三维旋转对称性的简并度。本文通过几何图像的方式更加直观地展示了该隐藏对称性，此外也详细推导了量子力学中和该对称性相对应的升降算符的相关公式。
2024年05期 v.34;No.223 94-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1228K] [下载次数：100 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：236 ] - 梁果;陈向炜;
夫琅禾费衍射是光学中的一个重要的物理概念，其中单缝、方孔、圆孔的夫琅禾费衍射光场结构已为大家所熟知。本文讨论光束在近场衍射到夫琅禾费衍射(远场衍射)过程中的光场重构现象。本文发现在一维和二维光场重构过程中，光强分布会变化，光场能量会重新分布；特别地，发现平面波经过二维孔(方孔和圆孔)后，光场会产生自动聚焦现象。以椭圆光场和像散椭圆光场为例，本文讨论了在二维光场在重构过程中的光斑形变和旋转现象。在实验上，夫琅禾费衍射可以由凸透镜实现。
2024年05期 v.34;No.223 99-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1478K] [下载次数：426 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：155 ] - 林雪松;刘瑜;刘艳丽;赵龙;王忠宝;刘晟楠;刘丽莉;
为加强教育数字化迅速发展背景下的大学物理教学，本文针对目前大学物理教学中存在的问题，全面分析与整合了课程可用的各种虚拟与现实资源，形成虚拟、现实共耦的大学物理课程体系。在此基础上，创建并推进大学物理“强-创-拔-优”阶跃式教学设计，提升学生创新能力；开展“一核三融四位六协同”思政教学，强化课程思政功能；尝试“二环一心”竞赛指导法，开辟“三全育人”新途径；实践“三结合、二引入、一坚持”的“三二一”新型教学方法，发掘教学效率的新增长点；设计并探究“三线五阶段”教学模式，强化教学效果。教学改革促进了学生创新能力的培养，坚持并发展了新工科背景下物理的基础作用。
2024年05期 v.34;No.223 103-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 2137K] [下载次数：152 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：255 ] - 吕铁羽;吴顺情;
当前，课程思政建设是提升大学物理课程教学研究热点之一。本文以中国知网(CNKI)中293篇相关文章为数据基础，采用CiteSpace软件对文章作者、研究机构、关键词等进行可视化分析。结果发现：(1)研究文章发文量呈现先增长后减少的趋势，作者之间和机构之间的合作关系松散，呈现“大分散，小集中”的特点；(2)研究主题主要涵盖“思政教育”与“专业教育”两大板块，“课程思政”和“大学物理”是经典的研究内容，“立德树人”“教学改革”“思政教育”和“思政元素”是今后开展研究的重要切入点。基于此，为进一步推动大学物理课程思政的发展，建议研究者们加强合作与交流，深入挖掘思政元素的融入途径，进一步完善大学物理课程思政体系建设。这些努力将有助于提高大学物理课程思政的质量和效果，推动我国高等教育的发展。
2024年05期 v.34;No.223 112-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1660K] [下载次数：275 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：159 ] - 戎军艳;高鹏;刘天帅;张文立;李汪洋;刘洋;卢虹冰;
实践教学是提升医学物理人员专业能力和职业素养的重要环节。本文探索一种基于X射线诊疗科研创新平台开展医学物理人才培养的实践教学新模式。通过分析X射线诊疗平台的优势，结合学生课题研究与能力培养，总结培养经验。研究表明学生通过直接参与X射线诊疗平台开发与应用，培养了程序设计与分析、实验设计与动手、科研思维与创新、社会协作与协调能力。所提实践教学模式能教研相长，为培养高素质医学物理学生创新实践能力提供了新的思路。
2024年05期 v.34;No.223 121-126+197页 [查看摘要][在线阅读][下载 1296K] [下载次数：114 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：259 ]
- 王振宇;俞鸿彬;刘伟;
本文设计了一个用于热辐射相关研究的综合性教学实验平台，可以研究常见材料的热辐射特性，验证斯蒂芬-玻尔兹曼定律、辐射反平方定律、兰贝特余弦定律和基尔霍夫定律等热辐射基本定律。该实验平台具有功能多、精度高、成本低、操作简单等优势，实现了实验过程的自动控制和对实验数据的自动采集，并借助计算机技术进行数据处理，实现数据的可视化，使得实验结果更加直观。该实验平台可以用于大学物理实验和创新设计性实验教学。
2024年05期 v.34;No.223 139-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1506K] [下载次数：148 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：176 ] - 陈晓东;雷霆锋;陈鸿翔;庞晓宁;董建文;赵福利;
透镜是光学实验中常见的元件，也是成像系统中必不可少的一环。然而随着集成成像等新型光学成像技术的发展，传统光学透镜因其体积大等劣势难以实现微型化和集成化。近年来，超透镜作为平面光学元件，通过设计亚波长尺寸的单元结构可以实现对光的偏振、振幅、相位等方面的调控，这些独特的光学特性也使超透镜成为了近些年来微纳光学领域的研究热门。为了激发学生对前沿课题的研究兴趣，本文将介绍超透镜的工作原理，并设计了一种会聚型电磁超透镜，通过数值仿真与实验表征验证了超透镜的聚焦性能与反常色散特性，帮助学生更好地理解超透镜，推动教学与科研的结合。
2024年05期 v.34;No.223 144-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1790K] [下载次数：172 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：269 ] - 黄思睿;侯吉旋;黎秋航;
一个乒乓球漂浮在盛水的杯子中，让杯子下落并与地面发生碰撞，将会看到乒乓球从杯中射出并超过其初始高度。在杯子下落过程中，乒乓球受到的重力与浮力消失而在表面张力的作用下被吸入水中。在杯子与地面碰撞时，杯子剧烈的减速过程导致乒乓球感受到巨大的浮力。在该浮力的作用下乒乓球被射出杯子，且乒乓球的出射速度正比于杯子的撞击速度。
2024年05期 v.34;No.223 150-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 1178K] [下载次数：389 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：200 ] - 刘婷;熊泓媛;黄映洲;潘量;蒲贤洁;徐玮婧;肖鹏;
通风吸声超材料是目前解决通风降噪问题的热点研究，可围绕通风吸声超材料的研究方案开展大学物理实验教学。本研究方案采用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics理论建模并计算，优化设计基于不完美亥姆霍兹谐振腔的通风吸声超材料，该超材料在调整结构参数后能在低频噪音下实现宽频吸收；利用3D打印技术打印超材料结构，并采用突破黑匣子的实验装置定量测量声学超材料的吸声性能。本文将前沿、热点研究引入大学物理实验教学，模拟、还原科学研究的过程，增强实验的高阶性、创新性和挑战度，采用“小组式自主探究+答辩汇报”的教学模式，全面提升学生的“5C”核心能力。
2024年05期 v.34;No.223 153-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1586K] [下载次数：436 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：296 ] - 冯朝欣;王子轩;周祺智;焦阳初;辜旸羽;文小青;李强;王槿;李文华;
本文提出了一种基于音叉振动的液体黏滞系数测量方法。在音叉臂底端固定振片，振片浸入测量液体中，利用电磁驱动，音叉带动振片在液体中作一维往复运动，通过测量液体黏性剪切力对振动特性的影响，来实现液体黏滞系数的测量。本文通过实验数据验证了该方法的正确性，分析了测量误差的主要来源——密度测量和共振频率漂移；加入温控装置，可以实现不同温度下液体黏滞系数的测量。该方案不仅可以加深学生对流体黏滞性及振动原理的理解，也为实验室测量液体黏滞系数提供了新方案。
2024年05期 v.34;No.223 160-167+188页 [查看摘要][在线阅读][下载 2096K] [下载次数：181 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：190 ] - 成海英;孙慧;俞晓明;
本文研究了第36届国际青年物理学家锦标赛(IYPT)中磁机械振荡器的拍振动问题。应用二自由度自由振动理论分析系统运动特征，得到固有频率以及几种典型初始条件下振动规律。搭建实验装置，用DIS实验设备等测量了系统参数值，通过Tracker追踪磁机械振荡器上端磁铁的运动轨迹，得到实际运动图像。使用Working Model仿真软件搭建运动模型，虚实结合，引入实验参数，设定初始条件，探讨各因素对实验结果的影响。结果表明，弹性系数、等效质量、初始条件、阻尼等对拍振动的影响各异，理论与实验结果吻合较好。
2024年05期 v.34;No.223 168-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 3137K] [下载次数：102 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：226 ] - 尚超;王智;
实验教学是大学物理大类课程教学中非常重要的一环，实验设备就是连接抽象理论和直观现象最好的桥梁。实验授课教师不仅需要对实验涉及的各个知识点做深入讲解，还需要将实验关联课程中的理论知识和应用技术进行融会贯通，利用实验课这种面对面高效沟通的教学方式，引导同学们更深刻地理解物理现象的本质。本文以光纤Mach-Zehnder干涉仪实验为例，介绍了在该实验教学中的融会贯通相关知识点的方式，旨在让学生通过实验操作过程和结果分析来拓展完善自身物理相关知识体系。
2024年05期 v.34;No.223 175-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 1273K] [下载次数：133 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：176 ] - 白云芃;梁莹;张震;罗锻斌;刘海峰;刘程琳;张孟;
随着计算科学的发展，数字模拟技术被广泛运用于教育领域。在大学物理实验教学中，通过软件模拟可以更加直观显示实验现象和模拟规律，得到实验上无法测量的物理量，从而拓展实验教学的广度和深度。本文利用COMSOL Multiphysics软件对落球法测定黏度实验进行模拟分析，研究了落球法测定黏度实验中的速度场、压力梯度、速度变化和受力图等实验现象。研究发现COMSOL软件对实验建模具有很高的精度，可以有效辅助实验教学和开发，让学生加深对于物理实验规律的认识，培养学生数字化运用能力，从而提升实验教学效果。
2024年05期 v.34;No.223 181-188页 [查看摘要][在线阅读][下载 1983K] [下载次数：336 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：230 ] - 孙艺恒;李文博;刘士震;尚芃锦;赵鹏程;
本文主要研究了射流冲击斜置网面后因下游射流路径发生改变所产生的射流折射现象。在研究中网面被看成一个薄填充床，利用法向压降、切向阻力求出了两个恢复系数并表示出了折射程度的特征量—偏折角。将实验探究与Fluent仿真分析相结合，通过控制流速、射流直径、网面倾角与目数等参数得到了射流折射现象随这些参数变化的规律。结果表明：筛网倾角和目数对偏折现象的影响最明显，目数较高或网面孔隙率较小时还会发生贴网流动和内偏折现象。
2024年05期 v.34;No.223 189-197页 [查看摘要][在线阅读][下载 1748K] [下载次数：95 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：208 ]