前沿导读

• 应用均匀弯曲波导模拟虫洞潮汐力

  何润秋;祝世宁;刘辉;

  介绍了利用变换光学原理模拟广义相对论的思想,并且介绍了南京大学最近利用变换光学实验系统模拟二维虫洞的工作.进一步分析了虫洞穿越过程中潮汐力对光信息传递的影响,以及弯曲波导实验系统对于模拟引力的优点和重要性.

  2020年04期 v.40;No.356 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 3098K]
  

近代与综合实验

• 激光诱导等离子体在岩石表面的分布

  孟昭晖;詹洪磊;陈儒;张善哲;陈梦溪;赵昆;

  利用激光照射砂岩表面,测得在其表面及周围产生的电压信号,研究等离子体在岩石表面上的分布.根据电压信号在三维空间的分布,可知光照点附近的电压较大,说明其等离子体密度较大.同时,随着探测点与表面距离的增加,信号峰值逐渐减小后趋于稳定.页岩表面的光致等离子体具有相似的分布规律.

  2020年04期 v.40;No.356 8-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 2044K]
  

• 弗兰克-赫兹实验物理分析新视角

  李潮锐;

  弗兰克-赫兹实验的板极电流是积分实验量,不能准确描述弗兰克-赫兹管中热电子能量分布和能量交换规律.采用仿I-V分析法引入弗兰克-赫兹管等效电阻,可直观地体现热电子与管中原子能量交换的共振吸收物理图象.认为管中热电子运动犹如江水奔流"后浪推前浪",在一系列不同G2栅极电位条件下,改变减速电压VG2P测量微分板极电流,深入分析热电子"重聚—共振"周期规律的物理原理.实验发现,处于能量交换区共振激发而失去动能的电子在管中形成负电本底且部分屏蔽G2栅极电场的加速作用.这一现象不仅导致其他电子需要比预期更高VG2K才能获得足以共振激发的能量,而且延缓了下次电子重聚进程.

  2020年04期 v.40;No.356 12-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 2439K]
  

普通物理实验

• 机械示波器的研制与振动合成演示

  林春丹;李秋真;周广刚;杨振清;张万松;

  传统简谐振动合成演示设备很抽象、不直观,为了清晰地演示其具体的合成过程,研制了结构简单、可清晰显示各振动合成过程的机械示波器.利用电磁振子、电动振子和钢尺自由振动振子实现了不同频率、不同方向的振动,同时使用多面反光转筒得到正弦波,通过控制振子及反光转筒直观地显示各振子单独的振动曲线及其合成的拍现象、李萨如图形.

  2020年04期 v.40;No.356 18-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1531K]
  

• 基于无限大平行板的修正模型精确测量真空电容率

  梁燕;孙煜婷;刘凡凡;刘一平;岑剡;

  针对实验教学中平行板电容器测量真空电容率偏差较大的问题,提出了平行板电容器的修正模型.实验对极板的非平行性进行了研究,结合了边缘效应和分布电容.修正后的模型提高了真空电容率的测量精度,其偏差下降至0.6%以下.

  2020年04期 v.40;No.356 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 2168K]
  

专题(学科教学论)

• 新冠肺炎疫情下教书育人的探索与实践

  熊永红;肖利霞;谢柏林;朱鸿亮;陈佳敏;董锡杰;

  面对2020年初的新冠肺炎疫情,结合本校的具体情况,高校教师设计出有特色的宅+实验、仿真实验和SPOC+移动端的混合式教学模式,在线讲解物理实验的基础知识、方法和技术,探索出疫情时期线上物理实验教学的新途径.以霍尔效应、迈克耳孙干涉实验和黑体辐射实验为例,引导学生重温经典,注重科学精神和为人之道的传授,启发学生自主思考,实现全方位育人.

  2020年04期 v.40;No.356 27-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 392K]
  

• 启发式的多层次居家物理实验设计探索

  王槿;朱江;李文华;惠王伟;文小青;张春玲;刘丽飒;李强;刘东奇;牛紫平;钱钧;姚江宏;孔勇发;孙骞;

  居家实验是特殊疫情时期应对基础物理实验教学困境的有效途径.进行多层次的启发式教学设计,是保障学生"停课不停学"、教师"停课不停教",形成特殊时期的师生共同体的必要因素.启发式的居家实验命题设计贯穿于全实验过程中,包括命题、选材、实验设计、数据处理方式和实验优化.以光学为例,介绍了现阶段光学居家实验的内容.在居家实验教学过程中课程育人作用不能忽视.启发式的实验教学不能照本宣科,需要实验教师积极探索.特殊时期的实验教学,亦对实验师资建设、实验室建设和课程建设等提出了有效启示.

  2020年04期 v.40;No.356 31-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 525K]
  

互联网+物理

• 线上线下混合式大学物理实验教学设计——以示波器使用实验为例

  欧阳建明;彭刚;何焰兰;罗剑;郑浩斌;

  线上线下混合式实验教学将以MOOC、虚拟仿真实验为代表的线上资源与线下实体实验教学相结合,形成以实为主、以虚为辅的教学模式.在教学过程中"教""学""做""研"相结合,同时设置控制节点,控制教学质量.以示波器使用实验为例介绍了线上线下混合式物理实验教学设计.

  2020年04期 v.40;No.356 38-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2234K]
  

• “停课不停学”背景下大学物理实验及仿真在线开放课程的实践与拓展

  蒋逢春;吴杰;张艳萍;石开;

  突发疫情,在教育部"停课不停学"的总体安排下,郑州轻工业大学快速启动大学物理实验及仿真在线开放课程,运用爱课程、超星、虚拟仿真3个平台,充分发挥各平台的优势功能,打破时空限制,在线开展虚拟仿真实验,让学生宅在家也能做实验.精心设计在线教学方案,巧妙运用直播,实现师生即时交互.利用课堂讨论区和QQ群互动,与学生充分交流沟通,答疑解惑,保障校内学生学习效果.同时兼顾其他高校参与合作培养的学生学习效果,实现跨校区认证学分,对物理实验开展在线教学及跨校区认证学分有很好的借鉴意义.

  2020年04期 v.40;No.356 42-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1153K]
  

学生园地

• 光弹性颗粒的线扫描测力方法

  陈福星;杨朝宇;邵荣生;黄旋格;张兴刚;

  提出了基于对光弹颗粒的应力光图进行加载点至圆心的线扫描以测接触力大小的办法.在正交圆偏振光场中获取了光弹颗粒的应力光图的等差条纹图案后,通过数字图像的处理,获取颗粒模型边界,得到颗粒圆心,半径等信息.并从应力光图的平方灰度梯度分布图出发,提出一种能够自动检测颗粒的接触点位置信息的方法.由多点加载的二维圆盘颗粒的光弹性原理,结合接触点位置信息,在力范围内,模拟得到每一种的接触力情况的每一加载点至圆心连线上光强灰度变化.将其与实验光强结果对比,可反推出颗粒接触力的大小.

  2020年04期 v.40;No.356 47-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 2811K]
  

• 基于粒子图像测速技术的涡旋简易测控

  吴佩芳;张润生;杜淼;吴利灿;刘宇帆;邵志刚;

  基于立轴涡旋理想模型结合漏水及水泵冲击方法精巧设计了抽水进水平台,利用该装置生成稳定且可控的流体涡旋.采用跟踪流体运动的示踪粒子、激光器、CCD相机等器材构成本实验的测量系统,利用Virtual Dub软件处理视频得到连续分帧的清晰像,通过PIV粒子图像测速技术对摄取图像进行处理,得到不同高度、距离涡旋中心不同距离的三维平面内的涡度、速度环量等涡旋相关物理量的具体数据.结果表明:对于同一稳定流体涡旋,越靠近涡旋中心,流速越小,涡度越大;涡旋高度越高,涡旋表面速度越小.

  2020年04期 v.40;No.356 54-58+61页 [查看摘要][在线阅读][下载 5314K]
  

基础教育

• 向心力影响因素探究仪

  江华;张伟林;

  为了弥补传统向心力实验仪的不足,根据向心力原理,利用步进电机、力传感器、无线发射器、刻度尺等材料改进了向心力演示仪,并通过实验探究了向心力影响因素.

  2020年04期 v.40;No.356 59-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 488K]
  

• 利用手机压强传感器开展玻意耳定律实验

  黎扬飞;郑永青;洪陈超;马颖;

  介绍了利用手机压强传感器开展验证玻意耳定律的教学实验,该实验把手机放进真空罩,通过推拉活塞改变抽气筒-真空罩密闭空间的气体压强和体积,计算压强和体积的乘积以及绘制相应图像,进而验证了玻意耳定律.

  2020年04期 v.40;No.356 62-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 639K]
  
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