前沿导读

• 笼目超导体的角分辨光电子能谱研究

  李岱宸;牟家民;支颜;刘德发;

  笼目晶格是典型的量子几何阻挫系统，其特殊的晶格结构会诱导一系列丰富的新奇物性和量子物态，如量子自旋液体、非常规超导电性和拓扑物态等.近几年，笼目晶格135超导体AV_3Sb_5(A=K,Rb, Cs)表现出一系列新奇的物性，如巨大的反常霍尔效应、手性电荷密度波和超导电性等，该系列材料目前已被广泛研究.本文回顾了角分辨光电子能谱技术在笼目晶格AV_3Sb_5系列超导体上的最新进展，包括对电子结构、电荷密度波、超导电性和拓扑物态的测量等，为人们理解其中的新奇物性提供了参考.

  2025年05期 v.45;No.417 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 2493K]
  

近代与综合实验

• 基于锁相放大器的微弱磁场测量系统

  黄臻成;李菁彤;林煜森;唐健;

  介绍了基于锁相放大器和硅光电倍增器(SiPM)提升灵敏度的磁光调制磁场测量方案，搭建了基于磁光效应的微弱磁场测量系统，依靠待测磁场内放置的旋光晶体，测量旋光晶体后的弱偏振光振荡信号，结合锁相放大器提取SiPM待测信号.实验表明：该装置在磁场强度为0～4mT范围内，测量精度可达10μT.该装置为宽动态、强干扰环境下的磁场测量提供了可行方案，并为磁致旋光效应的教学和展示提供了示范.

  2025年05期 v.45;No.417 13-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 676K]
  

• 乙醇液相等离子体放电的研究性实验

  游慧玲;杜京伦;王长华;张昕彤;

  在高等教育物理学科教学体系中，等离子体理论教学与实验课程建设存在结构性失衡，涉及微观物理化学协同作用机制的实践性教学模块较为薄弱，导致学生难以建立系统的认知框架.为突破这一教学瓶颈，构建了乙醇介质双模式等离子体放电实验平台，通过持续通氮与氮气触发双模式对比，结合光谱诊断和产物分析技术，揭示了高能电子与乙醇分子间相互作用频率对反应中间体及产物的调控规律.实验表明，提升电子-乙醇分子碰撞频率可使含碳活性物质占比显著增加，碳产物合成量提升5.87倍.通过建立放电模式-微观作用-宏观产物的关联性教学模块，为等离子体的实验教学实践提供方案.

  2025年05期 v.45;No.417 21-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 818K]
  

课程·教材·教法

• 面向三级师范认证的“预习汇报+结果答辩”近代物理实验教学模式

  符斯列;唐吉玉;刘朝辉;彭力;顾敏;丁格曼;黄巍;吴先球;

  在三级师范认证的背景下，传统的近代物理实验教学模式难以承担培育物理卓越师范生的科学素养和教学素养的双重任务.为此，本文采用基于OBE教育理念、以学生为中心、以培养卓越师范人才为导向的“预习汇报+结果答辩”教学模式代替传统的实验教学模式.该实验教学模式通过预习汇报培养师范生的教学素养，通过实验结果答辩培养师范生的科学素养，从传统实验教学模式的“写”升级到“写+说”,帮助学生完成从被动学习到主动学习的蜕变.多年的教学经验和系列的教学成果表明，“预习汇报+结果答辨”的实验教学模式达到了同步培养卓越师范生的科学素养和提升教学素养的目的.

  2025年05期 v.45;No.417 29-34+48页 [查看摘要][在线阅读][下载 606K]
  

• 面向大中衔接的“生活中的物理实验”教学探索

  赵伟;王中平;胡勇;谢宁;赵霞;韦先涛;张增明;

  自2019年起，中国科学技术大学物理国家级实验教学示范中心针对大学物理基础实验教学中的关键问题：大中衔接，建设了“生活中的物理实验”实验室，该实验室围绕日常生活中的物理现象，引导学生从简单的观察体验开始，逐步深入到对物理量的测量、分析和探索，实验内容涵盖力、热、光、电等多个分支.该实验采用任务式学习和小组讨论相结合的教学模式，帮助学生从高中应试教育向大学自主探索学习顺利过渡，同时促进学生观察、记录和思考分析能力.本文可为国内理工科高校的大中衔接物理实验室建设提供参考.

  2025年05期 v.45;No.417 35-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 656K]
  

AI+物理

• 基于渲染管线的波动光学仿真

  宋叶;刘斌;赵鹏林;王增旭;李永涛;

  通过整合计算机图形学的高效渲染机制，为光学仿真提供了全新的视角和工具集，通过对光学现象的建模和基于物理原理的计算，实现逼真的视觉效果.以衍射、干涉等光学现象为例展示了仿真结果，验证了该方法的有效性，适应不同研究与设计的需求.

  2025年05期 v.45;No.417 42-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 467K]
  

学生园地

• 基于布朗运动测量玻尔兹曼常量

  谢昀城;张世范;娄捷;俞熹;

  通过矩形毛细管营造封闭的液体环境，在金相显微镜下拍摄直径为0.96μm的SiO_2颗粒的布朗运动，使用Python粒子追踪库trackpy完成对粒子轨迹的提取和平方平均位移(MSD)的计算，由MSD与时间的关系获得玻尔兹曼常量.进一步分析了不同直径SiO_2颗粒和聚苯乙烯颗粒测量结果的准确性和可靠性，实验误差主要来源为颗粒沉降导致的斯托克斯阻力公式成立所需的无限深广条件失效，合理选择颗粒的密度和直径，在使得竖直方向布朗运动不至于影响测量可靠性的同时，减小颗粒直径以减小系统误差，提高观测的准确性.

  2025年05期 v.45;No.417 49-54+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1056K]
  

• 联合多种标准器的数字全息测量系统标定实验

  郝云舒;宋雨航;李修杭;曾庆伟;

  利用数字全息技术测量粒子场的过程中，全息图质量、有效采样空间、测量分辨率以及形状检测准确性等多种因素均影响测量准确性.搭建同轴数字全息实验系统，研究了联合USAF分辨率板、分划板、定制圆点标定板以及标准粒子悬浮液等多种标准器的系统性能参量标定方法.实验结果表明：该同轴数字全息系统的放大倍率为1,记录距离为150 mm时分辨率达到9.84μm;测量分辨率和精度均随距离增加而降低，采样空间中粒径测量误差在5%左右；测量误差和标准差随着被测粒子的尺寸增大而减小，系统对50μm圆点识别率达92.1%.该同轴全息实验系统具有较高的分辨率，对于球形粒子具有较高的识别率与测量精度，采用联合多标准器的标定方法能够较为准确地确定实验系统的性能参量.

  2025年05期 v.45;No.417 55-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1095K]
  
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