- 陈林;邓明;
光学成像作为现代光学研究的核心领域，在科学探索与工程技术中具有重要应用价值。菲涅耳衍射表明，光学系统对点光源成像时，受限于光的波动性和透镜的有限孔径，会因衍射效应形成艾里斑，其尺寸决定了瑞利衍射极限。当前本科教学普遍采用菲涅耳衍射积分分析成像分辨率，本文基于傅里叶光学理论体系，通过严格理论推导点光源角谱传输揭示了传统透镜成像的衍射受限本质。通过傅里叶角谱数值求解得到圆孔衍射图样强度的第一零点，并与瑞利判据计算结果进行了对比。进一步结合负折射透镜等前沿进展，阐明了负折射率材料成像突破传统衍射极限的物理机制。本研究不仅为光学成像理论提供了新的教学视角，其分析方法对超分辨成像技术研究也具有重要参考价值，可有效衔接本科基础教学与研究生创新研究。
2025年05期 v.35;No.229 26-33+42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1444K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 娄欣岚;徐大智;吴宁;
本文将量子力学中关于厄米算符的一些熟知结论推广至非厄米算符情形。具体地，(1)给出了满足代数方程的非厄米算符的本征值结构；(2)针对一类可对角化的非厄米算符，阐明了对易性、简并子空间，以及块对角化之间的关系，给出了其可视化的图像；(3)以四格点自旋-1/2海森堡XXZ链为例具体说明了这些扩展结果的物理内涵和应用。
2025年05期 v.35;No.229 34-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1430K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 袁庆新;邵立;段向阳;
运用相对运动分析，对狗兔追击问题，提出了一种简单、直观的方法确定猎狗追捕野兔的临界范围，同时，也可方便地求得追击的时间、路程及相对运动方程等。
2025年05期 v.35;No.229 43-45+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 贾飞;张睿;赵晖;时钟;
随着教育数据挖掘技术的迅速发展，教育工作者可以借助先进的数据分析方法深入了解和优化教学过程。本研究结合多维项目反应理论和教育数据挖掘技术，采用R软件中的MIRT程序包对2022—2023学年下学期至2023—2024学年下学期的三个学期的大学物理期末考试数据进行分析。研究重点关注学生在记忆、概念理解和综合应用三个维度上的学业表现，并通过对学生多维能力的估计，评估教学内容和方法的有效性。研究结果表明，课后作业和课堂测试与期末考试各维度成绩之间存在显著的正相关性，尤其是在综合应用能力方面，课后作业的设计对学生的综合能力提升起到了重要作用。此外，研究还通过终结性评价数据的异常分析，识别了在特定维度上表现不佳的班级，提出了相应的改进措施。基于聚类分析的结果，教学班级被划分为表现优秀、良好和待改进三类，为教学改进提供了数据支持。最后，本研究为教学管理者提供了基于数据的决策支持，能够帮助其识别教学中的强项与弱项，优化资源配置，推动教学质量的提升。
2025年05期 v.35;No.229 46-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1531K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 赵可;
推导气体的输运性质相关系数的微观机制中的“2λ”问题(穿过分界面的分子该段自由程平均值为2倍平均自由程),是“热学”教学中一个常见的疑点。本文首先系统性梳理中外教材和国内教学论文关于该问题的处理方法，包括立体角积分、一维运动简化模型等。然后本文提出了一个用线段表示分子自由程的图形化的课堂教学方案，并且对相关的一些关键问题进行了讨论。该方案可以在不使用积分计算的情况下，用很短的课堂教学时间让学生定性地了解和接受“2λ”相关的结论。
2025年05期 v.35;No.229 55-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1519K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 陆雨航;胡振芃;
麦克斯韦-玻尔兹曼分布是统计力学中对应经典粒子很重要的分布形式。理想气体作为经典粒子的代表，为研究上述分布提供了基础。然而大部分研究仅证明麦克斯韦-玻尔兹曼分布的合理性，很少研究经典理想气体向热平衡的演化，并且未能将演化过程与实际应用结合。因此本文在质心系弹性碰撞的基础上，通过蒙特卡罗方法模拟理想气体达到热平衡的过程，提出一种概率密度函数误差的计算方案，实现误差定量化，并探究模拟过程中误差随体系中粒子数目及碰撞次数的变化规律，探讨不同速度初始化方法实现热平衡的收敛速率，给出小计算量下高精度模拟的方案。最后，将研究结果应用于单粒子布朗运动的模拟和小孔泻流模拟，获得与理论相符的结果。
2025年05期 v.35;No.229 61-66+74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1557K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 杜名阳;蔡林;
在本研究中，我们采用了系统化的方法深入分析了顶竿杂技表演中的动力学原理。通过对表演者和竿的物理特性进行精确测量与分析，我们建立了一个综合考虑质量分布、转动惯量、重力影响以及力学规律的动力学模型。该模型量化了关键的运动学参数，如角速度和角加速度，并设定了细致的初始条件和边界条件。利用数学建模和物理分析方法，我们求解了描述顶竿运动的微分方程，获取了竿的倾斜角度、角速度和角加速度等关键运动参数。这些参数不仅为我们提供了对顶竿表演力学行为的定量描述，也为表演者提供了预测动作影响和制定补偿策略的科学工具。研究结果表明，通过精确控制和调整，可以显著提高顶竿表演的安全性和艺术性，为相关领域的研究和实践提供了新的视角和理论支持。
2025年05期 v.35;No.229 67-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1961K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 张磊;徐峰;贺雅奇;
本文以一维和二维谐振子为例，用数值计算辅助学习和理解量子现象的学习模式。首先采用因子分解法给出了一维谐振子本征能量和函数的解析结果；然后讨论了用有限差分法数值求解一维问题的方法；进一步将解析结果和有限差分法推广到二维情况，为实现二维体系有限差分法的快速求解，提出使用一维哈密顿量矩阵数值计算二维问题的方案；最后将有限元方法引入作为求解二维谐振子的另一种工具。为了保证用有限差分法和有限元法得到正确的结果，必须通过选择足够大的模拟区域来满足边界条件。
2025年05期 v.35;No.229 75-83+89页 [查看摘要][在线阅读][下载 2568K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 段秀铭;唐军;王洪涛;易志军;
“以学生为中心”是衡量大学办学质量的一个维度。物理实验课程是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开篇，相对于适宜小班化教学的专业课程，物理实验等“量大面广”的基础课程在如何践行“以学生中心”上存在更多的困难。本文介绍了作者所在高校如何在物理实验课程“教学管理”和“教学过程”两个方面践行“以学生为中心”理念，提升学生学习动力，提高学习效果，更好地达成毕业要求。
2025年05期 v.35;No.229 84-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1574K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 刘菊;程涛;陈健全;严文悦;余祥;刘子豪;郑昌盛;
本文围绕“大学物理”教学中一道经典的电磁感应题目展开了详细探讨，针对学生在求解该题目过程中遇到的困惑与常见错误进行了剖析。分析发现准确把握数学积分运算中各量的物理含义是避免出现该问题的关键，本文系统全面的讨论了在时间变化磁场B(t)、空间变化磁场B(x)及时间空间变化磁场B(x,t)三种不同情形下积分计算结果上的差异，并从物理含义的角度给出了圆满解释，阐明了该问题的本质，也说明了运用微积分解决实际问题时正确理解微积分运算含义的重要性。
2025年05期 v.35;No.229 90-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1335K] [下载次数：183 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 周聪华;郑小娟;黄寒;谢海鹏;
过程考核成绩(平时成绩)在大学物理期末总评成绩中的占比达到40%,其设置初衷在于优化成绩构成，促进学生学习，提升教学质量，但是一直缺乏统一的量化标准，引起争议。如何量化过程考核成绩，提高教学质量，是大学物理等课程教学中的一个普遍性难题。笔者持续推进过程考核量化改革。本文整理近3个学期的大学物理教学数据，就过程考核成绩量化方式对大学物理教学质量的提升作用进行细致讨论，同时就新近发现的问题进行深入探讨。抛砖引玉，促进大学物理教学质量提升。
2025年05期 v.35;No.229 95-100+111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1839K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 姜海丽;刘艳磊;刘志海;刘哲;姜富强;
大学物理作为高校理工科各专业的必修基础课程，在提升学生科学素养、培育其探索精神与创新意识方面发挥着举足轻重的作用。经多维度的调研分析，为了解决物理知识庞杂抽象，概念理论领悟不足；内容统一大班授课，个性化学习路径不畅；工程实际融合不足，知识关联应用不明等教学痛点问题，教学团队依据建构主义学习理论，对大学物理课程开展了从“知识型”向“能力型”的教学创新。以基础知识化抽象为具象、工程案例朔源物理表征和前沿导向应用开拓创新重塑聚理融工新内容，以挑战课堂、研讨课堂、混合课堂和名师讲堂创建聚情施策新课堂，以理论教学、理实融合和学科交叉的模块化教学资源新平台的创建助推聚智启新新引领，使教学质量得到极大地提高，课程创新改革成效明显。最终实现“知识型”向“能力型”转变的育人目标。
2025年05期 v.35;No.229 101-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 3781K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 李巧梅;卢五一;张选梅;何光宏;王爱峰;韩忠;
为了加强和提升发展中国家的物理教育水平与适应“3+2”本硕连读联合教育项目的培养要求，对新加坡国立大学(NUS)和重庆大学的大学物理实验课程在课程体系、教学模式、评价反馈机制以及实验室管理等方面进行了深入比较分析。研究发现NUS在师资力量和实验内容设计方面表现出色，强调学生的自主性和创新思维的培养；重庆大学则提供了更为广泛的实验内容，注重学生全面掌握物理学的基础知识和技能，但是课程负担较重，实验室管理较为传统。基于此，提出一系列优化国内物理实验教学的策略，以促进学生的全面发展和创新能力的提升。
2025年05期 v.35;No.229 112-119+125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1557K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 白宏刚;金英姬;
应用型民办高校的办学定位以应用型为主，侧重培养具有应用知识和实践能力的人才。针对应用型民办高校大学物理教学存在学生学习意识不强、动力不足，培养目标不明、效果不佳，教学内容与产业需求相脱节的问题，从课程思政，OBE理念和优化教学内容上给出了解决问题的具体做法。课程思政从思想上解决愿意学，OBE理念解决教与学的关系，优化教学内容解决用得上。实践表明：新的教学模式显著提升了学生学习兴趣和动力，教学效果明显改善，满足产教融合培养目标。研究成果对应用型民办高校大学物理教学质量的提高具有一定的指导作用。
2025年05期 v.35;No.229 120-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1588K] [下载次数：12 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 张尚剑;吴胤锋;时梦凡;付尔谷;张雅丽;兰岚;顾晨;
物理光学课程以教学主体转换为牵引，推行以学为中心的教学创新，打造了虚实结合的沉浸探究式案例教学模式。本文以光的偏振知识点为核心，以3D电影中偏振眼镜工作原理为案例，探究了左眼镜片和右眼镜片的偏振类型、旋向以及检偏方向。这种探究式案例教学鼓励学生从生活现象发现问题、分析问题并借助虚拟仿真和实验平台设计方案解决问题，通过自主探索服务提升实践能力和创新思维，有效支撑了课程教学创新。
2025年05期 v.35;No.229 126-130+136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1811K] [下载次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 张金省;张梦婷;王栋;谭敏;
针对民办应用型高校的大学物理课程教学过程中，学生出现上课听不懂，自学学不会，作业不会写，考试考不过，学习态度不端正，对大学物理课程产生厌恶感等一系列问题。本文基于穆良柱教授提出的ETA(Experimental Physics, Theoretical Physics, Applying Physics)物理认知模型来分析问题成因，详细介绍了基于ETA教学法以培养学生应用能力为导向，从优化教学内容与结构、创新教学方式与方法、强化师生互动与反馈以及加强教师培训与支持等方面入手的教学改革措施及预期成效。
2025年05期 v.35;No.229 131-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1293K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 谢文科;肖旭;吴喆;丁天朋;
在国防技术革新与物理学科深度交叉的背景下，本文以指导学生团队参与课外学术竞赛为载体，探索太赫兹物理理论与国防应用教学的前沿融合。项目通过整合太赫兹物理、二维过渡金属碳化物/氮化物(MXene)材料学与纺织工程知识体系，构建“基础理论重构—交叉实验实践—竞赛成果转化”三阶教学路径。教学过程中，学生团队完成强太赫兹吸收性能MXene薄膜材料的合成、高性能MXene-超结构的设计，以及太赫兹波吸波织物的构建，完成申请发明专利3项。本次教学实践验证了“竞赛驱动—问题导向”的跨学科教学路径对培养具备理论深度与实践广度的跨界复合型人才的有效性，为物理基础课程服务国防领域提供可复制范式。
2025年05期 v.35;No.229 137-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1508K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 刘玉颖;宋峰;贾贵儒;李铠宇;何志巍;
本文对比了中美大学物理教材的习题设置及特点，发现中美教材在习题数量、内容的取舍及题目表述等方面存在着诸多差异，习题选取及其与教材内容的配合、习题的设置更需认真研究，从而补充国内教材习题方面的不足。结合多年大学物理双语教学实践和探索，在教学过程中力求中英文教材习题运用融会贯通、优势互补，引导学生高效率地、有针对性地自主学习。
2025年05期 v.35;No.229 141-144+153页 [查看摘要][在线阅读][下载 1427K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 靳亚康;李培友;陶然;陈龙泉;
计算物理是面向应用物理学专业本科生开设的专业核心课程。为了巩固学生的“物理兴趣”、启迪学生的“创新思维”、帮助学生发展应用计算物理方法解决实际物理问题的能力，实现“知识—能力—素质”全面发展的物理基础学科拔尖创新人才培养目标，笔者近年来开展了以下三个方面的教学改革实践：基于物理学科知识拓扑，通过“传承经典+探索前沿”的“科教融合式”教学理念广泛拓展课程元素，并及时更新教学软件且有机融入课程思政内容，激发了学生对物理基础科学的学术志趣；探索了以“问题导向的探究式课程教学”和“项目驱动的研讨式专题课程”相融合的教学设计改革，引导学生自主提出问题进而培养其批判精神和创新意识；重构了课程考核评价体系，对学生学习进行多维度、全过程考核，重点评估学生对计算物理理论知识的掌握及其运用计算物理方法解决具体问题的能力。
2025年05期 v.35;No.229 145-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 1890K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ]
- 徐勃;李天驰;郭永锋;吴保允;张思遥;刘丽飒;王槿;孔勇发;
菲涅耳衍射作为衍射的一种类型，由于数学上的复杂性，其定量分析在本科阶段学习难度较大，相关实验较少。神经网络作为一种模拟人脑神经元结构和功能的算法，可以用于处理复杂数据。本文在无透镜相干光路中采用异形孔板作为物，多孔板作为抽样板，利用神经网络算法对衍射图像进行分析，通过计算反演矩阵实现了对物体的形貌识别。此外，本文还对衍射亮斑间距与光强分布进行了详细地计算和说明。本文设计的菲涅耳衍射实验适合本科教学，有助于学生对相关理论知识的理解与运用。
2025年05期 v.35;No.229 183-189+197页 [查看摘要][在线阅读][下载 1780K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 陈真;梁钧钊;陈婷;吴顺情;
培养高素质、创新型物理人才是国家发展的迫切需要，也是大学物理教育的初心。为提升大学生物理综合素质和科研能力，厦门大学不断探索教学方法、革新教学模式，开设了基于PT模式的“创新物理实验课”。该课程已成为我校探索竞赛引导式教学、推动创新人才培养的重要平台。本文介绍了“创新物理实验课”的基本情况，并以其具体教学内容——口哨网实验为例，从选题、分层教学、考核与反馈四个方面详细介绍了教学过程，展示了厦门大学自主探究性实验项目的教学设计理念和教学效果，为新时代大学物理实验课程建设提供有益的参考和指引，也为创新人才培养提供了有力支撑。
2025年05期 v.35;No.229 190-197页 [查看摘要][在线阅读][下载 1994K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 徐浩田;顾众民;肖宇恒;李旭柯;王真厚;顾振娜;王明娥;
本文介绍了一种自主改进的水波的干涉衍射物理实验教学装置，改进后的装置操作更加简便，实验现象更清晰。同时实现水波波长的测量，可为大学物理实验研究教学及各类科普活动提供一种更为简洁直观的实验仪器。通过该实验观察了单振动源水波波动实验现象，并研究了水深、水波长以及信号发生器频率之间的关系，完成水波波长的测量。实验进一步分析了双源振动及以上的实验干涉衍射现象及演化规律，同时使用Matlab开展了干涉衍射的仿真研究，模拟重现了干涉衍射条纹演化现象，验证了改进实验装置的合理性。
2025年05期 v.35;No.229 198-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 周梦;阮文;赖乔松;王旭翼;汪郅杰;唐浩;
本研究对标《理工科类大学物理实验课程教学基本要求(2023版)》中对于牛顿环实验项目的要求，着眼学生创新实践能力培养，构建了该实验层次化教学内容体系。基础性实验内容为利用牛顿环测量凸透镜曲率半径，通过探讨干涉条纹中心暗斑形成的原因及处理方法，培养学生建模与解模的能力。提升性实验内容包括测量液体折射率与凹透镜曲率半径，其中液体折射率的测量实验训练学生类比思维，测量凹透镜曲率半径则采用与凸透镜叠加测量的设计方式，以培养学生利用有限资源进行实验设计与解决问题的能力。进阶实验内容为非球面透镜曲率半径测量，利用Matlab软件进行数据处理，得出透镜表面曲率，培养学生初步科研能力。结合多样化考核方式，鼓励学生开拓创新，有效推动人才培养质量提升。
2025年05期 v.35;No.229 205-211+220页 [查看摘要][在线阅读][下载 1485K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 彭宇豪;张烜瑞;熊中龙;吴妍;
本研究采用项目式学习方法，以实现微弱地磁场的精确测量为目标，自主设计测量仪器，以高斯法为起点，对地磁场水平分量进行了初步测量，接着利用自制亥姆赫兹双线圈改进高斯法，最终基于LabVIEW上位机和Arduino单片机的通信，建立了光电探头检测系统，实现了高效、便捷的数据传输与处理，也实现了更高精度的测量；同时，还自主设计霍尔高斯计，利用翻转法测量地磁场的竖直分量。为了适应磁场测量场景的多样性，本研究利用STM32单片机自制了AMR高斯计，自主编写了硬磁修正和倾斜补偿算法以替代卡尔曼滤波算法。该仪器具有成本低、交互性好、便于携带及精度高等特点，可适用于更为广泛的应用场景。
2025年05期 v.35;No.229 212-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 1836K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 朱严超;陆子聪;王启帆;张千已;张薇薇;
在21世纪信息呈爆炸式增长的互联网时代，智能手机在现代人的日常生活中扮演着极为关键的角色。手机在待机及充电过程中会产生微弱的磁场，该磁场可能对周围环境以及人体健康造成一定的影响。本论文基于霍尔效应，结合三维平台定位及对称测量法，测量了待机及充电状态下两种品牌智能手机屏幕附近的磁感应强度分布。结果显示，两种不同品牌型号手机磁场的分布及强度均有明显区别，其分布与手机内部构造相关。在待机和充电状态下，华为手机的磁感应最大强度分别为2.13mT与3.33mT,苹果手机则分别为5.50mT和5.97mT。对比待机与充电两种状态，不同品牌手机充电时屏幕表面磁场均比待机时强度更大。另外，两种手机表面磁场的磁感应强度均随距离增加呈指数衰减。此结果对探究手机磁场与人体健康、充电感应电磁特性及电磁兼容设计等领域具有重要意义。
2025年05期 v.35;No.229 221-227+234页 [查看摘要][在线阅读][下载 1783K] [下载次数：26 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 范宝路;刘阳;周雷;林毅;南峰;沈宇;
水在自然界中广泛以水溶液形式存在，是生命活动不可或缺的重要物质。强电解质在水中完全离解为自由离子，形成导电性溶液，其电导率与离子浓度密切相关。基于L.Onsager提出的极限定律，离子在无限稀释条件下的迁移率趋于恒定值，主要受水分子热运动的影响。本文以氯化钾(KCl)稀溶液为研究对象，在室温条件下通过低电压高精度电导率测量，获得不同浓度下的电导数据，并对其进行拟合分析，进而求得迁移率极限值及溶剂黏度。结合分子运动理论，本文进一步计算了平均碰撞时间，并采用等效硬球模型估算了离子与水分子热运动的有效碰撞截面。结果表明，离子迁移率随浓度降低而趋于饱和，有效碰撞截面远大于几何截面，表明碰撞过程中存在显著的库仑相互作用。本文所采用的实验方法和分析模型建立在大学物理与统计物理的基础之上，具有良好的教学价值，适用于相关课程中热运动、电解质输运等内容的实例拓展，帮助学生理解抽象物理模型与实际过程之间的联系。
2025年05期 v.35;No.229 228-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K] [下载次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 王振宇;吴诗阳;夏敏恒;刘伟;
随着信息技术的迅猛发展，物理实验教学仪器正加速向数字化转型。物理实验的数字化改进对提高实验效率、聚焦物理本质和激发学生兴趣具有重要意义。本文基于先进测量平台Moku:Go和图形化编程语言LabVIEW,对传统太阳能电池实验进行了数字化改进，实现了伏安特性、负载特性和光照特性的数字化测量，并创新性地拓展了光源频闪特性的测量内容。该系统简化了实验中烦琐的数据采集过程，使学生可以投入更多的精力进行实验数据分析和物理问题探究，有利于加强学生创新能力的培养。
2025年05期 v.35;No.229 235-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 2182K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 宁鲁慧;王芳;陈君青;赫文豪;郑宁;刘鹏;刘伟;
当前，高阶大学物理实验在力学、光学、电磁学等领域已建立了丰富的实验资源，然而，针对统计物理的大学物理实验仍较为稀缺。为此，本文结合玩具机器人实验的最新科研成果，创新性地设计了一系列围绕统计物理的实验项目。这些实验不仅具备低成本、简便操作和较强扩展性的优点，而且通过反常现象的出现，要求学生进行更精确的数据统计分析，深化对物理原理的理解。通过这些实验，学生能够直接体验并掌握统计物理中的基本概念和方法。该系列实验尤其在高阶及开放性实验教学中具有极大潜力，能有效激发学生的探索欲望及创新思维。本研究的贡献不仅在于提供了与统计物理相关的实验教学新范式，还有效地将前沿物理研究转化为实际的教学项目，为大学物理教学注入了新的活力。
2025年05期 v.35;No.229 241-247+256页 [查看摘要][在线阅读][下载 1646K] [下载次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] - 宋鑫东;陈秋宏;杨利建;唐一文;
针对传统应力仪可视化程度低、定量分析不足等问题，本文设计了一种基于光弹效应与数字图像处理的可视化应力测量装置。该装置通过偏振光场显现环氧树脂材料的光弹效应，利用软件对干涉图像进行处理，实现了应力分布的可视化重构与定量解析。实验分别测量了受外压的环氧树脂圆盘和悬链线拱桥的应力分布。对于圆盘，实验测得应力值与理论解相对误差小于5%;对于拱桥，实验测得应力分布均匀，验证了悬链线结构在均匀载荷下压力线沿轴线方向的理论特性。本装置兼具应力场动态可视与静态定量分析功能，为工程应力分析与实验教学提供了直观、可靠的工具，适用于本科生物理实验中对复杂结构应力传递路径的观察与研究。
2025年05期 v.35;No.229 248-256页 [查看摘要][在线阅读][下载 1854K] [下载次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 王峥;安炜;徐平;
本文基于2023版《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》,结合学校的定位和工程师专业的人才培养要求，对迈克耳孙干涉仪实验的教学内容进行了分层次设计。同时，本文参考法国教育部颁布的物理类基础课程能力评价量表，探索了以能力评价为导向的迈克耳孙干涉仪实验分层次教学新模式，对教学效果和学生的学习目标达成情况进行了评价和分析，提出了进一步改进建议，以期为大学物理实验课程的建设和更好地开展分层次教学提供借鉴和参考。
2025年05期 v.35;No.229 257-263页 [查看摘要][在线阅读][下载 1504K] [下载次数：193 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 陈勤妙;倪一;吕昭月;
太阳能是当今能源短缺和环境污染问题的有效解决方案之一。大学物理实验中的“太阳能电池实验”对于学生理解太阳能利用具有重要意义，获得了国内外高校的青睐。但受制于仪器设备等因素，传统的“太阳能电池实验”教学内容往往局限于伏安特性的测量，缺乏对太阳能利用的核心参数(如太阳能电池转换效率)的测量。此外，伏安特性测量得到的开路电压和短路电流是太阳能电池板的参数，并非单体太阳能电池的参数。本文对太阳能电池板(组件)和太阳能电池(单体)两者间的联系与区别进行了分析讨论。在太阳能电池转换效率求解方面，本文从太阳能电池转换效率的本质出发，对系统光路进行了调整优化，利用光强探测器获得了太阳能电池的入射光功率密度5.654mW/cm~2。通过太阳能电池板的输出特性分析获得了太阳能电池的输出功率密度1.2903mW/cm~2。采用光功率密度比值计算了卤钨灯辐照下的太阳能电池转换效率22.821%。此外，本文还提出了一种简化的显著缩短实验时长的测量方法，可为太阳能电池实验中光电转换效率评估测量提供教学参考。本文旨在为丰富太阳能电池实验教学内容、提升学生对太阳能利用效果的完整认识和科学评判能力提供参考。
2025年05期 v.35;No.229 264-271页 [查看摘要][在线阅读][下载 1578K] [下载次数：32 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 张一鸣;李欣泽;李炳杉;李宸昱;曾奕陶;赵伟;曲广媛;王中平;张增明;
光纤布拉格光栅(FBG)作为一种高精度、强抗干扰性的温度传感器，在现代测温领域具有广泛的应用潜力。本文设计并制作了一种基于FBG的温度测量实验仪，通过理论分析、实验设计与数据处理，实现了单点测温及二维温度场的实时重建。实验利用FBG的布拉格波长随温度变化的线性关系，结合自适应寻峰算法和高斯拟合技术，有效提高了测温精度和多峰光谱分析能力。结果表明，该实验仪在一定温度范围内具有良好的线性响应，温度灵敏度系数为10.54～10.98pm/℃。在该平台的基础上可方便地进行实验教学内容分层次设计，能够满足新工科背景下物理实验课程对学生创新实践技能的培养需求。
2025年05期 v.35;No.229 272-280页 [查看摘要][在线阅读][下载 2550K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 吴玥;颜子翔;高健;杨胡江;王新刚;肖井华;
人工智能技术与大学物理实验的结合已成为物理教学发展的重要趋势，探索二者深度融合的路径对于实现数智化教学新模式具有重要意义。本研究聚焦于一种广泛应用于非线性实验教学的机器学习方法——储备池计算(Reservoir Computing, RC),探索其在耦合蔡氏电路实验教学中进行同步预测的应用。研究表明，利用储备池计算对耦合蔡氏电路三个非同步状态下的四路电压信号进行学习，可以实现达到同步状态所需电阻值的准确预测。这不仅为学生提供了一种便捷的同步调节方法，还使他们能够直观感受到人工智能技术在物理实验中的巨大应用潜力，从而丰富了大学物理实验教学的数智化内容。
2025年05期 v.35;No.229 281-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 1707K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ]
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<正>期刊撷英1981年,《工科物理教学》创刊号,东南大学恽瑛教授署名文章《美国五所高等院校物理教学情况概貌》(摘登):教学研究也是一种科学研究,并有一定的研究班子。例如在栾斯里尔工学院,瑞斯尼克与哈立德合著的《物理学》是美国大学中较为通用的一种教材,已译成30种文字;曼纳尔斯和爱本斯坦从事实验教学与表演实验的研究,他们二位虽无博士学位,却因教学研究成绩卓著被任命为正教授,为美国国内同行所赞许。创刊背景和历史沿革1980年6月,在高等工科学校物理教材编审委员会扩大会议上决定出版《工科物理教学》内部刊物,经当时的高教部二司主管同意,先后经南京工学院、上海交通大学、天津大学等高校主办发刊。其中,1985年起改刊名为《工科物理》,主管单位为国家教委高教司。1991年委托北京地区八所高校联合办刊,清华大学为主办单位,国家教委高教司为主管单位,获国家科委批准,公开发行。2000年变更刊名为《物理与工程》。
2025年05期 v.35;No.229 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 674K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] <正>《物理与工程》是由教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会直接领导的学术性期刊,历任主编和编委随教指委的换届而同步更新。期刊主要围绕大学物理/大学物理实验课程教学中的热点难点问题展开研究,力争在高校人才培养、课程建设、教学研究以及提高物理教师教学水平等方面起到服务和促进的作用。《物理与工程》期刊倡导学术研究的科学精神和规范方法,鼓励对大学物理课程教学和大学物理实验教学进行创新性理论探究和教改经验交流。期刊的重点栏目是“教学研究”和“物理实验”。
2025年05期 v.35;No.229 343页 [查看摘要][在线阅读][下载 818K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ]