近代与综合实验

• 驻波腔集成锁定系统的设计开发

  王崇阳;龚盖勒;李鑫;宋丹;周海涛;

  为了保证激光器与驻波腔的平稳运行，抑制环境因素对激光器频率与驻波腔腔长的影响，以LabVIEW软件为设计平台，开发了激光器与驻波腔集成锁定系统.该软件系统通过数据采集卡的模拟输入通道，可对多路信号如塞曼分裂光谱、腔反射偏振透射谱等探测信号进行实时监测与保存，还能实现双路信号的差分放大.同时，基于比例-积分-微分(PID)控制算法，结合数据采集卡的模拟输出通道，可实现对激光器频率与驻波腔腔长的实时锁定.与利用传统的PID硬件仪器锁定相比，该系统完全满足实验需求，并节约了仪器成本，极大地提高了实验效率.

  2025年12期 v.45;No.424 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2258K]
  

普通物理实验

• 基于不变性特征匹配的迈克耳孙干涉图样相似性检测方法

  章文欣;刘宁;刘晓艳;喻春雨;

  针对迈克耳孙干涉实验中干涉图样的识别依赖人工判断，易引入主观误差的问题，提出了基于相位对称性与不变性特征匹配的干涉环识别方法.该方法用希尔伯特变换提取图像相位，通过最小化相位梯度高精度定位干涉图样圆心；结合极值检测，计算相邻干涉环直径比，构建具有旋转与缩放不变性的相似度指标，以判定图样相似性.结果表明：该方法在图像缩放、纵横比变化以及剪切变形等条件下，仍能稳定准确地识别干涉图样.该技术可有效解决因拍摄视角变化带来的图像匹配问题，为干涉实验的客观化评价提供了新方案，并为光学实验的数字化处理提供了可行路径.

  2025年12期 v.45;No.424 11-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1555K]
  

• 基于光声效应的声波无损探伤实验设计

  韦维;杨川灏;孙嘉晨;唐琼;

  为了丰富大学物理实验中声波探伤的内容，利用光声效应采用压电光声技术的电学检测法和迈克耳孙干涉技术的光学检测法设计了2套光声探伤实验方案，分别对铝合金、不锈钢和硅片等样品的表面和内部缺陷进行了检测定位，均呈现了较好的探伤效果，即在有伤处光声信号的幅值能够明显高于无伤处光声信号的幅值，通过比较有伤和无伤处光声信号幅值的大小即可进行缺陷的探测和定位. 2种实验方案的结合既可以互相验证，提高检测效果的可信度，又可以形成优势互补，扩大对样品种类和缺陷部位的测量范围.

  2025年12期 v.45;No.424 17-23+50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1561K]
  

课程·教材·教法

• 物理学育人模式改革虚拟教研室与实验教学示范中心的协同发展探究

  王槿;李川勇;孔勇发;潘崇佩;张思遥;

  2022年，由南开大学物理科学学院牵头，依托国内大学、中学物理专业教师共同组成的“物理学育人模式改革虚拟教研室”入选首批国家级虚拟教研室建设试点.本文针对目前大中衔接、中西部区域协调发展、科学教育、国际化视野培养等问题，分析了物理学术竞赛育人模式的特点，介绍了物理学育人模式改革虚拟教研室和实验教学示范中心协同发展的系列实践探索.旨在发挥协同发展模式的跨地域、跨学科、大中衔接和重实践的优点，助力基础教育发展和未来拔尖创新人才培养.

  2025年12期 v.45;No.424 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1039K]
  

• 支架式教学+PBL教学模式在大学物理实验教学中的应用

  宋连鹏;周丽;孙瑜;

  针对当前大学物理实验课程教学中存在的问题，将支架式教学和PBL教学相融合，构建出支架式教学+PBL教学模式，解决了学生在自主学习过程中不会思考和不善于思考的问题.设计了以实验问题为主线的6步教学流程，给出相应的教学案例，并应用于大学物理实验课程教学实践，总结了该教学模式的教学效果.“支架式教学+PBL教学”模式通过搭建问题支架指导学生自主学习，以问题为导向引导学生自主探究，有效促进了大学物理实验课程教学的能力培养方式变革.

  2025年12期 v.45;No.424 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1129K]
  

AI+物理

• 金属纳米材料的泵浦探测虚拟仿真实验

  范光华;陈佑铭;刘钰康;张远达;

  泵浦探测(Pump-probe)技术实验由于成本等问题，难以在教学中大规模开设，因此开发了泵浦-探测虚拟仿真实验.本虚拟实验介绍了泵浦探测技术原理、光路调节方法、双温度模型、德鲁特-洛伦兹模型以及金属纳米材料介电函数尺寸效应理论.软件界面可以调整光路、校准延迟时间零点、选定材料类型和尺寸、设置脉冲激光参数.实验数据可以导出Excel格式，方便后续数据处理和绘制图像.本实验利于学生理解金属纳米材料在短脉冲激光作用下的激发和弛豫过程，教学效果显著.

  2025年12期 v.45;No.424 37-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1598K]
  

学生园地

• 旋笛式气动声源的声学特性研究

  尹慧聪;李红梅;孙诗文;巴合提古丽;郭汇媛;吴文彬;

  设计了简易、低成本的旋笛式气动声源，并通过实验和数值分析方法，系统研究了影响旋笛频率和振幅的关键因素，并解释了强气流压强下谐波形成“桥拱”形状的原因.研究结果表明，振动频率由转盘同一阵列孔密度和转速决定，转盘孔密度越大或转速越快，声波频率越高；气流压强只影响谐波振幅，压强越大，振幅相对强度越大；利用傅里叶分量分析振动谐波特性发现，振动谐波形成“桥拱”形状的原因是基波与高阶谐波波谷的叠加.

  2025年12期 v.45;No.424 43-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 2461K]
  

• 超表面消色差透镜的设计

  郭宇辰;李卓飞;汤睿;李恒一;

  基于超表面结构的消色差透镜可以解决传统光学系统中的色差问题.本文介绍了超表面透镜的原理，包括传输特点和相位调控方式.仿真过程涉及单元结构设计，特别是传输相位的设计，通过改变亚波长柱体结构的半径来调控相位延迟，并通过多项式拟合得到半径与相位延迟的函数关系.通过采用时域有限差分仿真方法，研究了不同波长光的聚焦效果，并探讨了通过超表面微结构的调控消除多波长下的色差方法.仿真结果表明：所设计结构在可见光范围内均能实现良好的聚焦性能和一定程度的消色差效果.

  2025年12期 v.45;No.424 51-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1466K]
  

• 物理实验2025年总目次

  <正>~~

  2025年12期 v.45;No.424 59-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 610K]
  

• 北京航空航天大学物理教学与实验中心

  <正>北京航空航天大学物理教学与实验中心承担着学院路和沙河两校区物理教学实验室和实验课程的建设及教学运行工作,面向全校理工类学生开设基础物理实验、物理学实验、近代物理实验、自主创新物理实验、研究生物理实验以及演示物理实验等课程,现有“基于AFM的物质表面微观结构及力学性质表征仿真实验”、“基础物理实验”及“近代物理实验”等国家级一流本科课程3门。系列实验教材先后获评国家级规划教材、工业和信息化部规划教材、北京市精品教材、北京高校优质本科教材。

  2025年12期 v.45;No.424 63页 [查看摘要][在线阅读][下载 2485K]
  
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