前沿导读

• 真空光镊技术与应用

  田原;郑瑜;郭光灿;孙方稳;

  真空光镊是一种能够在真空环境中稳定悬浮微纳颗粒的技术,在近十年中得到广泛关注并被研究改进,已成为能够进行精密测量、微观热力学研究以及宏观量子性探索等工作的重要物理平台.本文回顾了光镊的发展历史,介绍了真空光镊的原理、关键技术,列举了真空光镊的应用方向,最后展望了真空光镊未来的应用前景.

  2021年01期 v.41;No.365 1-8+21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1832K]
  

近代与综合实验

• 基于变换光学的隐身衣设计

  李恒一;张权;王中平;赵伟;郑虹;朱玲;张增明;

  从阐述麦克斯韦方程组在坐标变换下形式不变性出发,介绍了基于变换光学设计隐身衣的思路,并分别推导了实现二维圆柱形、椭圆柱形、正方形隐身衣的相对介电常量和相对磁导率张量在物理空间的分布公式.利用COMSOL Multiphysics仿真软件,给出了二维圆柱形、椭圆柱形、正方形隐身衣的隐身效果.

  2021年01期 v.41;No.365 9-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 3980K]
  

• 使用mossbSim软件模拟穆斯堡尔实验

  王思广;罗棱尹;贾春燕;

  基于Geant4软件包开发了mossbSim模拟软件,模拟了不同振动速度范围、γ放射源与样品及样品与探测器之间不同距离、不同探测器厚度的穆斯堡尔谱.通过对不同实验参量的模拟及对模拟代码、数据分析代码的研究,学生在加深对穆斯堡尔实验理解的同时,了解Geant4模拟软件包的应用及ROOT数据分析软件.

  2021年01期 v.41;No.365 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2164K]
  

• 椭偏法测量拓扑绝缘体的复折射率

  陆华;李扬武;岳增记;曾为;

  采用椭偏法测量了拓扑绝缘体Bi_2Te_3单晶的复折射率.运用经典的德鲁德和托克-洛伦兹模型分别对拓扑绝缘体的表面态和体态进行拟合,获得了其折射率和消光系数,并且分析了色散曲线的变化规律.实验结果表明:Bi_2Te_3拓扑绝缘体的体态具有类半导体特性(含带隙),折射率在近红外波段可达7以上;表面态具有类金属特性,厚度约为2.52nm.

  2021年01期 v.41;No.365 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1079K]
  

普通物理实验

• 利用Mathematica改进悬丝耦合弯曲共振法测量弹性模量实验

  秦月婷;张贵清;明成国;

  对悬丝耦合弯曲共振法测量金属材料弹性模量实验原理中的基本概念进行了详细描述;运用Mathematica对微分方程进行求解,得出节点位置的数值计算解,拟合出新的固有角频率公式,使实验的理论部分更加完整.提供了可深入理解该实验原理和运用Mathematica解决问题的方法和途径.

  2021年01期 v.41;No.365 27-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1154K]
  

• 使用移测显微镜测量平行平板的折射率

  范海英;贾小文;贺秀良;尹霖;赵云飞;

  依据折射定律,通过移测显微镜测量光线经平行平板产生的位移,确定平行平板的折射率.利用不确定度分析,给出入射角和平板厚度测量范围的建议,并分析了显微镜系统景深对平行平板厚度的限制.实际测量结果与利用阿贝折射仪的测量结果一致,该实验可作为基础物理实验中折射率测量相关实验项目的拓展.

  2021年01期 v.41;No.365 33-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 986K]
  

学生园地

• 对于漏斗拾起乒乓球现象的受力及运动研究

  许英特;王心华;李可意;赵瑞丰;

  针对在漏斗中吹入气流,使漏斗口附近乒乓球被拾起、限制在漏斗内运动的现象,结合流体相似律和Buckingham Pi定理(量纲分析原理),分析了气体流量、漏斗半顶角、导管半径等主要因素的影响,并构造相关无量纲量进行描述.探究了乒乓球静止时的受力和运动的时间-位置关系,通过COMSOL Multiphysics数值模拟对实验现象进行了分析,并用伯努利效应进行了理论解释,从而从实用的、唯象的角度给出了不同因素对该现象的影响情况.

  2021年01期 v.41;No.365 38-44+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 4838K]
  

• 基于虚拟仪器测量动态弹性模量

  徐天凡;向旭杰;严琪琪;陈彦;

  建立了基于计算机声卡硬件以及LabVIEW和Python软件环境的动态法弹性模量测量装置.使用LabVIEW平台上的虚拟信号发生器和操作系统的Recorder音频采集程序替代传统动态法中使用的信号发生器和示波器,并使用Python程序进行音频分析得到试样材料的共振频率,进而计算得到其弹性模量.

  2021年01期 v.41;No.365 45-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1168K]
  

• 粮仓效应的底部与侧壁压力的实验验证

  韩志强;沈仲驰;唐明君;

  为了探究颗粒物质的粮仓效应和验证Janssen模型的正确性,设计制作了侧壁可整体上下移动的实验装置,该装置不仅可以测量粮仓底部正压力,还能够测量任意深度的侧壁压力.理论推导出了方柱体底部正压力随颗粒堆积高度的变化规律,以及侧壁压力随深度的变化关系,并进行了数值模拟.结果表明:实验测量值和理论模拟值符合得较好,当粮仓中的颗粒物质到达一定深度时,仓体底部压力会趋于饱和,同时也验证了Janssen模型的正确性.

  2021年01期 v.41;No.365 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1616K]
  

基础教育

• 基于互联网+教育的中学物理高端备课——以初中人教版“电流与电路”为例

  赵宁;蒋蕊;

  以电流与电路为例,展现了基于互联网+教育的中学物理高端备课的实施途径.基于自主、合作、探究的教学理念,以互联网平台为载体,充分利用电子教材、触摸一体机、平板电脑、无线网络、教育云平台和物理虚拟实验室进行高端备课,构建全方位的现代课堂教学模型,为学生提供丰富的数字化学习资源,达到了高效学习的目的,同时提升了学生独立思考、解决实际问题的能力,逐步培养学生的物理核心素养.

  2021年01期 v.41;No.365 55-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1057K]
  

• 基于学习动机理论的高中物理演示实验教学策略

  王一蓉;田野;

  基于学习动机理论,探究了在演示实验教学过程中影响学习动机的内在因素,提出了激发学生内部学习动机的方法,并在此基础上提出了改进高中物理演示实验的教学策略,在理论上对物理演示实验教学的改进进行了反思和构建.

  2021年01期 v.41;No.365 60-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 487K]
  

• 中国科学技术大学物理实验教学中心

  <正>中国科学技术大学物理实验教学中心的前身是1958年建校成立的中国科学技术大学物理教研室。著名物理学家施汝为、钱临照教授先后担任主任,吴有训、严济慈教授等我国物理学界老前辈在该教研室执教多年。1983年改名为基础物理中心,承担全校的基础物理课程和实验教学任务,同时承担培养研究生的任务。

  2021年01期 v.41;No.365 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 19343K]
  
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