物理与工程

重读《牛顿力学三百年》:经典力学纵深与复杂系统物理开端

牛顿力学三百年

理论物理方向科研课堂的设计与实践

PBL教学模式下力学与热学实验课程数字化建设研究——以桥梁振动实验为例

从基础科学前沿走向工程技术应用——面向人文社科创新人才的诺奖通识课程

新医科下基于医学案例的医学物理教学

国家级线下一流本科课程医用物理学的建设路径与实践探索

自间隙原子理论分析及其在非晶固体研究中的应用举例

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。

基于智能手机的科里奥利加速度的导出与实验验证

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。

蒙特卡罗方法及应用

介绍蒙特卡罗方法的基本原理及其在计算物理中的应用 .

SPOC:结合高校教学的融合创新

从2008年开始,MOOCs经历了一个四年沉淀,两年爆发的发展历程.与以往的网络教育相比,名校名师效应、易学易用性的优势作用于教育资源绝对稀缺、网络环境大幅改善的环境,迅速点燃了人们强烈的学习动机,形成爆发式增长.在基于教学需求的探索过程当中,与传统教育方式的"融合创新"开始兴起,其中有一种非常值得关注的模式就是由Armando Fox教授提出的SPOC模式,哈佛、MIT、加州伯克利都在进行SPOC教学试验.在中国,清华大学出版社率先打造出SPOC平台,推出《大学物理》等课程,配套了完整的教学资源,开启了SPOC模式在中国的应用.

加加速度(加速度的时间变化率)——冲击、乘座舒适性、缓和曲线

介绍加加速度 (加速度的时间变化率 )及其在冲击、乘座舒适性和缓和曲线等问题中的应用

非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求

物理基础课程教学基本要求(含理论教学和实验教学部分)即将由教育部发布.本刊自本期起特设“物理基础课程教学基本要求专栏”,陆续刊登基本要求全文以及有关文章.

同伴教学法在大学物理课程中的应用

按照Eric Mazur著的《同伴教学法——大学物理教学指南》中介绍的同伴教学法的教育理念、使用原则和步骤,我们在大学物理课程中使用同伴教学法,实现了大班课堂上学生的合作学习.发现这个教学方法在物理概念教学、激发学生学习兴趣、培养创造性的思维、高水平的推理和批评性思维能力等方面的积极作用.教学中我们使用了书中部分概念测试题,分析了它在检测学生物理错误概念、激发学生小组讨论方面的有效性.

蒙特卡罗方法及应用

介绍蒙特卡罗方法的基本原理及其在计算物理中的应用 .

关于太空电梯的可行性分析

本文讨论了太空电梯设想的可行性。首先列出了环绕地球做稳定圆周运动卫星以及地球同步卫星的速度、轨道半径和机械能等基本运动公式，作为后续分析的基础。描述了现有星载卫星姿态和位置的调整机构。介绍了太空天梯的设想并计算了地球同步卫星与太空电梯组合系统在维持轨道位置时耗费的燃料。进而引出了配重卫星的必要性、工作原理、轨道半径和运行规则。最后指出太空电梯的设想所面临的两个难题。其一，卫星状态维持所需耗费的化学燃料量可能超出节能预期，其二，在随机的大气和宇宙环境扰动下，上述组合系统可能难以通过有效自动控制，实现在地球同步轨道上的稳定停留。

拓扑绝缘体简介

拓扑绝缘体是最近几年发现的一种全新的物质形态,由于其独特的能带结构,具有零质量的狄拉克费米子及其相关的奇妙物理特性,近些年来引起了人们的广泛关注.同时,它还展现出在自旋电子学和量子计算等领域巨大的应用前景.

球类运动中空气阻力的计算和分析

本文利用Asai等人的工作计算了光滑表面球体 ,速度介于 0～ 3 0m/s之间的空气阻力 ,发现两种或三种不同运动速度都有相同的空气阻力值的现象 ,本文对此做了理论上的解释 .本文并从空气阻力公式的由来、计算空气阻力的意义以及球类运动的若干运动现象 (比如“香蕉球”技术等 )等做了必要的阐述 .所有这一切都对球类运动更具体的研究有一定的意义 .

杨氏弹性模量测量实验综述

杨氏弹性模量(简称杨氏模量)是固体材料的固有属性之一,也是工程技术设计领域常用的参数之一。从实验教学角度而言,杨氏模量测量实验是国内大多数高校大学物理实验课程所开设的必选实验之一,也是全国高等学校物理基础课程青年教师讲课比赛实验题目规范表中的题目之一。本文系统地综述了目前关于杨氏模量测量实验的4大类测量原理,包括静态拉伸法、动态共振法、梁弯曲法,以及超声波测量法等。进一步针对每一大类测量原理,本文还对已报道的各种实验测量方法及其测量精度进行了总结,同时评论了各种方法的优缺点。希望本文的综述结果能对我国高校开展杨氏模量测量实验的教学工作提供参考,同时也为计划参加讲课培训展示的青年教师提供借鉴作用。