- 穆良柱;
为了解决素质教育与应试能力统一的问题，我们以ETA物理认知模型为基础，提出了ETA物理解题法。这种解题法不仅能实现教、学、考、研的统一，还能克服“应试教育”的各种弊端，帮助学生取得更好的考试成绩。
2024年06期 v.34;No.224 5-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1372K] [下载次数：447 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：94 ] - 蒋硕;安宇;郭旭波;张留碗;阮东;
本文介绍第54届国际物理奥林匹克竞赛理论考试的第一题。该题以温室效应全球变暖为背景，考查黑体辐射和热传导中的能量平衡。题目分成两部分，第一部分关注黑体辐射的辐射能分布；第二部分关注反射吸收下，能量的平衡。题目涉及近代物理(黑体辐射);热学中的能量传输，以及类似光学中多光束干涉时的法布里-珀罗效应。
2024年06期 v.34;No.224 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1267K] [下载次数：182 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：120 ] - 徐鹏;吕辉;马新国;
光滑交界面上电磁场受边界条件约束，表现为遵循菲涅耳定律及斯涅尔定律。这些规律不限于在光滑面上起作用。本文从粗糙面电磁散射、透射和吸收特征出发，重新认识和理解菲涅耳定律、斯涅尔定律及布儒斯特角的影响，看这些理论如何在粗糙面电磁行为研究中落地，同时，这些粗糙面电磁研究结果反过来滋养交界面电磁行为的教学。具象化的电磁散射、透射和吸收等物理图像与抽象的理论公式相互映衬，打通了教学和科研的沟堑，点燃了学生对界面电磁规律的探知欲和想象力。
2024年06期 v.34;No.224 19-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 2507K] [下载次数：396 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：114 ] - 李东;刘凌沂;李佩洋;温丹丹;
本文以旋转矢量法为基础，结合异面谐振腔中本征模式的耦合规律及图像旋转特性，推导得到了异面环形激光谐振腔中背向散射光所引起的锁区阈值表达式，研究了异面腔结构参数对于背向散射光及锁区阈值的影响。在左、右旋分量锁区同步变化情况下，实现了通过调控异面腔折叠角α来减小并消除锁区的目的。本文所得结果说明了旋转矢量法分析背向散射光对异面腔激光陀螺锁区阈值的便捷性和准确性。
2024年06期 v.34;No.224 27-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1418K] [下载次数：132 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：98 ] - 陈林;邓明;张大伟;
光学是物理学的重要分支学科，是高校物理类、光学工程类及光电信息类等专业的必修基础课程。斯涅耳定律和菲涅耳公式是光学教学的重要知识点，但是近期研究发现非均匀界面存在异常折反射现象，传统的斯涅耳定律不再适用。虽然研究者采用费马原理推导了广义斯涅尔定律，可计算非均匀分界面的折反射角度，但是用于计算折反射系数的广义菲涅耳公式尚未进行探索。本文利用麦克斯韦方程和边界条件，推导出广义斯涅尔定律和菲涅耳公式，同时适用于均匀界面/非均匀界面的折反射角度关系的描述以及折反射效率的计算，推导的理论公式与仿真结果一致，证明了广义斯涅尔定律和菲涅耳公式的正确性。本文为高校光学教学内容的创新提供一种有益尝试。
2024年06期 v.34;No.224 32-41+50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1508K] [下载次数：1341 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：108 ] - 林辉;陈冰;刘成岳;孟大敏;杨远俊;李中军;
受总学时限制，在目前的大学物理课程体系中，近代物理部分占比很小；而且，由于现代科学技术的突飞猛进，目前多数大学物理课程教材的知识体系更新速度显著落后于物理学的高速发展。当前的大学物理课程教学既不能满足“新工科”对人才培养的新要求，也不利于科教融合和学科交叉发展。鉴于此，我们构建了面向新工科专业的近代物理专题课程体系，以有效解决大学物理课程在近代物理知识教与学方面的严重不足，提升“新工科”背景下的人才培养质量。近代物理专题课程体系着眼于“立根基础、登高博远”的课程理念和目标，坚持“立根”近代物理基础理论，讲授原子核物理、量子物理、固体物理和激光物理的基础理论知识，同时结合学科前沿讲座，跨越物理学各分支讲授现代物理的高新科技应用，提升课程的高阶性，使学生“登高博远”。通过自制学科融合案例，并辅以科学计算软件的上机实践，以定性分析结合定量计算的方法，引导学生解决相关学科的科学问题，增强课程的创新性和挑战度。该课程采用线上平台，线上线下混合四维时空拓展授课；经过五年的实践，实现了课程理念和目标，获得了良好的学习反馈。
2024年06期 v.34;No.224 42-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 2532K] [下载次数：198 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：165 ] - 邵怀华;李晓波;
本文首先用空晶格模型讨论了周期性能带的形成；然后，在实空间推导了一维狄拉克梳模型的能量色散关系，结合数值模拟结果和近似方法公式系统地对比分析了能带的主要概念特征，图像直观地呈现了近自由电子近似下的能隙产生及其适用条件、紧束缚近似下的能带展宽等重要问题。用最简单的模型清楚地解析了两种近似下的能带形成图像。最后，给出了用平面波法对一维狄拉克梳模型特征能谱的收敛性分析，进一步验证了上述讨论。
2024年06期 v.34;No.224 51-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1339K] [下载次数：114 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：106 ] - 龚凡准;侯吉旋;黎秋航;陈诚;
本文从动力学角度，对2023年国际青年物理学家锦标赛的第9题“摆动螺丝(Oscillating Screw)”进行了理论分析和实验探究。该问题描述了在斜坡上释放一个螺丝钉，螺丝钉沿着斜坡向下运动时可能会产生越来越大的振荡。本文通过下滑过程中的受力分析解释了振荡振幅增大的原因，并通过实验进行验证。另外，本文还利用仿真软件通过模拟仿真探究了不同参数对该运动的影响。
2024年06期 v.34;No.224 57-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1431K] [下载次数：120 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：100 ] - 许静平;谢双媛;樊维佳;张志华;
发展新质生产力促进了大学物理课程的改革。根据2023年8月教育部《理工科类大学物理课程教学基本要求》中“专业衔接，即针对不同专业方向，有针对性地组织专题模块进行教学”的要求，我们面向我校信息类和土木工程类学生分别设立了“大学物理(精)Ⅰ”和“大学物理(精)Ⅱ”两门课程。针对这两个大类的学科特点，我们各有侧重，与对应学院充分沟通，设立了满足两个大类人才培养目标的教学内容和教学案例。同时，注重产教融合，主动考察企业，建立产学研对接，充分接触了企业需求、了解企业自动化现状，结合大学物理教学，能给学生带来企业技术改造的第一手资料，拓宽了学生视野、增强了学生的科创精神。所有这些举措，都能在提高学生科学素养的情况下，促进未来新质生产力的发展。
2024年06期 v.34;No.224 63-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1168K] [下载次数：314 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：114 ] - 吕智国;王耀;
高校研究生助教群体在保证量大面广的基础课程教育质量中发挥着重要作用，是高校在推进“双一流”建设中需要着力培养的一支教学力量。研究生助教评价体系在研究生助教的培养中发挥着积极有效的作用，为助教明确工作重点的同时，也能反映助教培养工作中的问题。上海交通大学物理与天文学院在研究生助教体系改革中对于研究生助教评价体系进行了探索和实践，建立了一套基于客观可量化内容且切实可行的助教工作质量评价体系，该体系具有实践意义，值得全面推广。
2024年06期 v.34;No.224 67-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1352K] [下载次数：124 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：108 ] - 谭志光;郭有能;刘亮;王胜杰;
物体任何保持原有状态不变的性质，都可以叫做惯性。本文用类比的方法从力学、电学和热学各方面阐述了物体多种惯性的存在，并重点讨论了物体热惯性的表示以及与哪些因素有关。此外，本文还从守恒的角度探讨了惯性所蕴含的对称性。
2024年06期 v.34;No.224 74-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1236K] [下载次数：154 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：101 ] - 万佳;汪海宾;戴俊;
本研究以“饮水鸟模型探究”为例，介绍了课程思政高质量融入“大学物理”具体课程学习实践活动中的“表里融合、导学拓展、知行合一、起落一致”的教学样式，探讨了优化创设思政元素大情境教学，问题驱动兼顾情境性和体验性，打通理论学习和实验活动，师生共建积累思政成果等具体举措。通过课程内容教学为思政教育价值塑造提供实践情境和真实反馈，通过课程思政开展为具体的学习实践活动注入精神支持和科学方法论指导，将提升课程的“思想性、引领性”与提高“高阶性、创新性、挑战度”结合起来，对课程思政开展和课程高质量建设的有机统一进行了实践研究，取得了较好的成效。
2024年06期 v.34;No.224 78-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1783K] [下载次数：334 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：122 ] - 周敏;
通信原理课程是应用物理专业开设的一门核心专业课，在专业知识结构中起着承上启下的重要作用。随着“互联网+”的兴起，传统的教学模式已经无法满足学生实践能力的需求，为破解该课程在传统教学中的困境，我们在教学实践中构建了“思教”“科教”“创教”“虚实”“多元评价”的“五融合”式教学模式，以落实立德树人的教学目标、提高学生创新意识及其分析和解决通信工程中基本问题的能力。
2024年06期 v.34;No.224 84-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1217K] [下载次数：160 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：81 ] - 蒋臣威;赵迪;方爱平;高韶燕;李宏荣;李蓬勃;高宏;王小力;
新工科建设和“强基计划”分别是教育部在国家层面先后部署的培养未来新技术人才和基础学科拔尖人才的重大战略举措。作为教育部确定的首批“强基计划”专业，物理学是自然科学的基石，也是新工科发展的原始动力和处女地。能否有效衔接新工科建设和物理学专业“强基计划”,构建理工融合共享共建平台，打造理工贯通本硕博一体化培养机制，实现由理科走向理工融合的人才培养模式?本文介绍了在工科优势综合性大学中依托物理学专业“强基计划”开展新工科人才培养的执行方案、改革举措和取得的初步成效，汇报了西安交通大学立足物理学科开展新工科人才培养模式机制改革的探索和实践，期望能够为其他工科优势大学的物理学科开展新工科人才培养提供参考和借鉴。
2024年06期 v.34;No.224 88-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1573K] [下载次数：252 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：137 ] - 杨海彬;麻银峰;段清扬;陈聪;
本文主要处理小球滑落光滑半球面的时间问题。小球的运动学方程以及滑落时间可以借助Python的数值计算功能和可视化技术求解牛顿第二定律得到数值的结果，也可以运用功能原理直接解析得到滑落时间；结果表明数值计算和解析解完全等价。对于小球而言，半球顶点是不稳定平衡位置，当小球受到微扰，初始位置偏离半球顶点或小球从顶点缓慢下滑，小球滑落球面时的速度和位置都趋于定值，但是随着微扰的增强滑落时间以指数的速度减小，是因为小球在球面上所受的和外力是非线性的。
2024年06期 v.34;No.224 97-100+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1287K] [下载次数：79 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：164 ] - 张映辉;付姚;殷燕;
全国大学生物理实验竞赛(创新)是拉动教育改革和教学质量提升的重要举措，是检验学生科学素养、促进创新能力提升的良好载体。本文解析了物理实验竞赛之主题——开放性题目的特点和意义，提出竞赛的总体目标应是通过开放性题目的实验研究获得“三新”(新发现、新技术、新工具),概要论述了获取“三新”成果应把握和关注的“要素”“关节点”,阐述了组织学生参赛过程中“选人”与“选题”应遵循的基本原则和工作思路，并结合实际提出了参赛学生培训的几个基本方略，供实验教学与参赛师生参考。
2024年06期 v.34;No.224 101-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1208K] [下载次数：120 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：118 ] - 罗文斌;晁自胜;范金成;
材料科学进展是长沙理工大学材料学院为本科生开设的一门理论课，主要介绍高分子、金属、无机非金属等材料的研究、设计和开发，器件加工以及表征技术的科学进展和发展趋势。针对该课程特色和教学中存在的问题，我们进行了教学改革实践与探索：在教学实践中，采用“线上线下、课内课外”相结合的多元化讲座式教学模式，注重课程的“创新性、高阶性、挑战度”;注重夯实学生专业基础理论知识、拓宽学生视野、提高学生的综合素养、培养科学精神、促进学生的长远学习与发展。
2024年06期 v.34;No.224 106-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1223K] [下载次数：178 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：122 ] - 陈华;渠立成;寻之朋;石礼伟;
数智时代高校的劳动教育课程要体现时代特征，兼具综合性、实践性和开放性，就需要创新课程体系。结合物理专业优势，融入项目式学习，运用信息技术手段打造的“物理科普劳动教育与实践”课，强化亲身实践，注重“知行合一”,能有效提升育人实效性。课程以成果为导向，课程的教学目标、教学组织实施方法和评价模式等都以学生为主体。通过学生自主设计实验和自制科普视频，生动直观地诠释各种物理知识，并依托网络平台发布视频，实现其向公众科普的目的。
2024年06期 v.34;No.224 112-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1652K] [下载次数：656 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：98 ] - 罗炜;汤睿;王学进;赵云;刘玉颖;
在大学物理中，高斯定理及其应用是最基本且重要的内容。本文基于高斯定理分析球对称性分布的电场，深入探讨了具有球对称性的几种原子模型的场的特点。包括汤姆逊原子模型、卢瑟福核式模型、玻尔氢原子模型，充分体现了高斯定理在原子物理中的具体应用。高斯定理应用于原子模型有助于分析理解和灵活运用高斯定理及量子物理相关知识，该教学内容与方法是对大学物理教学的有益尝试和补充。
2024年06期 v.34;No.224 118-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K] [下载次数：419 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：80 ] - 刘鹏;吕勇军;李元昌;王菲;邹健;郑宁;李军刚;
在本科教学中融入科研前沿、训练科研思维对学生能力的提升有重要作用。本文以压强为例，由浅入深地梳理平衡态热力学系统中压强的推导过程，并结合软凝聚态领域最前沿的科研进展，讨论了压强在非平衡活性系统中的奇特性质——不是一个系统参量决定的状态函数，而是依赖相互作用、动力学的微观细节。本文有助于学生从不同的角度加深对压强的理解，夯实物理基础知识、了解前沿科研进展，期望抛砖引玉，能够给教师同人们一些启迪。
2024年06期 v.34;No.224 124-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 2236K] [下载次数：152 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：116 ] - 肖国梁;孙立坤;肖竹;谢佳伶;洪许海;
作为超构材料的二维表现，超构表面是由亚波长尺度的原子结构组成的，利用单层或多层结构可以实现对入射电磁波的相位、传播方向及物理作用机制的调节。本文采用广义斯涅尔定律描述界面处引入的相位突变对电磁波折射特性的影响，并结合等离子体基模波导理论和庞加莱球模型研究了超构表面相位的传输机制。同时，本文以金-二氧化硅-金波导和平面超构透镜为例，分别介绍了传输相位和几何相位的应用，并对传输相位和几何相位在应用中遇到的困难提出一些解决办法。
2024年06期 v.34;No.224 131-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1241K] [下载次数：936 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：108 ] - 贾久峰;庄仲红;
光具有频率(光谱)、光强、位相和偏振四维属性，人眼对光的偏振特性并不敏感，需借助仪器测量来获知偏振信息，偏振的相关测量涉及强度测量。本文采用经典法、琼斯矩阵法和干涉法定量计算不同类型偏振光通过偏振片后的光强，导出线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光通过偏振片后的光强与偏振片透振方向的定量关系；并通过实验验证理论计算结果，建立偏振特性与光强的定量联系，深入分析波片和偏振片旋转对光强的影响。
2024年06期 v.34;No.224 136-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1467K] [下载次数：879 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：104 ]