前沿导读

• 非弹性中子散射谱仪

  李历斯;王猛;

  非弹性中子散射是利用中子与材料晶格或自旋散射发生能量和动量交换来测量材料动力学性质的实验技术.非弹性中子散射谱仪可以直接测量声子谱、自旋波、晶体场等性质,且能量和动量分辨率高,在物理、材料、化学、生物等领域有广泛应用,是前沿科学研究中重要的实验仪器.本文概述了非弹性中子散射的发展过程、基本理论、散射谱仪及应用范例.

  2021年09期 v.41;No.373 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2659K]
  

近代与综合实验

• 基于奇异谱分析的γ能谱降噪算法

  赵思文;吴怡;王崇杰;

  针对传统频域滤波法无法有效解决γ能谱中噪声频谱与谱成分频谱的重叠问题,本文提出了基于奇异谱分析的γ能谱降噪方法,阐述了奇异谱分析降噪方法的基本原理,给出了降噪算法.通过分析γ能谱的奇异谱特征,给出了最优嵌入维数和γ能谱重构阶数的选取方法.实测~(60)CoHPGe γ能谱的降噪结果表明:奇异谱分析法可有效分离和消除γ能谱的加性噪声和乘性噪声,从而大幅提高了能谱信噪比.与传统方法相比,该方法算法简单,具有较强的降噪能力,且待定参量少,是有效的γ能谱降噪方法.

  2021年09期 v.41;No.373 11-17+22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1204K]
  

• 相干态的海森堡不确定关系验证实验

  蒋佳彤;陈煜;陈鑫;吴媛;尹亚玲;陈丽清;

  由于量子理论和实验的微观特性,导致海森堡不确定性原理的实验验证十分困难.针对这一问题,本文从光量子化入手,介绍了量子正交算符的海森堡不确定关系,通过平衡零拍技术探测了量子正交算符的方差,验证海森堡不确定性原理.实验结果表明:光场正交算符在相干态中具有最小不确定关系.通过该实验,学生在掌握海森堡不确定性原理的同时,了解量子实验技术,为深入开展量子技术研究奠定了基础.

  2021年09期 v.41;No.373 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1195K]
  

专题

• 拔尖人才培养背景下开展英才物理实验教学试点的总结和展望

  赵伟;王中平;韦先涛;代如成;曲广媛;张宪锋;张增明;

  大学物理实验是理工科院校培养学生实践创新能力的核心基础课程,根据教育部拔尖人才培养计划要求,大学物理实验课程需要进行课程体系和教学模式的调整.中国科学技术大学物理实验教学中心在大学物理综合实验课程体系中引入英才实验小班教学,英才实验教学面向学有余力且喜爱物理实验的学生.实验中心为这部分学生准备了专门的多类型探究实验项目、专有实验空间和指导教师.本文从课程体系、教学模式、教学内容、思政元素挖掘和课后反馈与反思几方面介绍了英才实验试点情况,并对在大学物理实验课程中开展英才实验教学进行了总结和展望.

  2021年09期 v.41;No.373 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1419K]
  

• 饱和吸收光谱实验的教学定位与教学设计

  孙文博;王合英;郑盟锟;陈宜保;郭旭波;张留碗;

  饱和吸收光谱是冷原子物理研究领域的重要实验,是磁光阱等复杂前沿实验的技术基础,展现了量子力学原理、精密光谱技术、激光控制技术、数理实验思想等众多近代物理实验层级的教学要点.本文详细介绍了清华大学近代物理实验课程中,饱和吸收光谱实验的教学定位、教学设计思路和课堂实践情况,并展现了该实验在层进式教学、学生认知规律研究、学生创新能力养成方面的作用和价值.

  2021年09期 v.41;No.373 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 2424K]
  

• 虚实结合的核物理综合实验系统的设计与教学实践

  刘海林;吴奕初;杨智慧;王晓峰;段琛;成斌;

  为解决核物理教学实验安全难题,设计了虚实结合的核物理教学实验仪器.采用先进的虚拟放射源、可重构理念和技术,通过虚实结合开发了放射源模拟器、教学通用型的多功能数字多道和实验控制系统,可对放射源及探测分析系统仪器及参量进行灵活的重构配置,拓宽传统核物理实验教学的内容.利用该系统可开设放射性测量的统计规律、闪烁体探测器与γ射线吸收、康普顿散射等10余个实验项目,学生可以重构实验系统,研究射线(粒子)与物质相互作用的规律.

  2021年09期 v.41;No.373 35-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1733K]
  

互联网+物理

• 激光全息微结构制作的虚拟仿真与实体实验融合的教学实践

  梁文耀;戚志明;

  利用多光束全息干涉法设计了全息微结构制作实验,综合运用Unity,3Ds Max,C#等开发了虚拟仿真实验平台,并搭建了相应的实体实验平台.将上述实验纳入近代物理实验教学,在教学过程中按照课前、课中、课后3个阶段开展虚拟仿真和实体实验相结合的教学实践和教学方法探索,该虚实融合的实验教学方法对于同类实验课程教学具借鉴意义,依托该实验开放性强的优势可以进一步开展大学生课外创新性研究.

  2021年09期 v.41;No.373 40-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2053K]
  

学生园地

• 冲击波位置传感器的电路分析

  吕闻龙;徐全余;冯元;马小娟;

  利用Matlab软件的Simulink模块对冲击波位置传感器实验电路进行设计和仿真,详细分析了连接线电感、电阻寄生电感、电缆线长度和电阻阵列阻值设定等因素对电阻阵列电压信号下降沿弛豫时间的影响.其中连接线电感过高和电阻阵列阻值过低是造成电压下降沿弛豫时间延长的主要因素,可通过使用更粗、更短的电探针导线及合理设计电阻阵列来优化实验结果.

  2021年09期 v.41;No.373 47-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1864K]
  

• 利用静态空气柱测量重力加速度

  徐捷;张姿;莫凤秀;金三梅;汪海;

  在一端封闭的细管中装入一定的液体,形成一段封闭的空气柱.测量细管在正立和倒置状态下稳定共存的液体柱和空气柱的高度,计算得出重力加速度.对实验进行理论推导和实验验证,重力加速度的测量值与标准值进行了比较,测量结果符合学生实验要求.

  2021年09期 v.41;No.373 52-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1184K]
  

基础教育

• 基于科学探究素养的学生分组实验教学过程探讨

  张国平;

  突破传统"菜单式"教学方式,以科学探究素养中问题、证据、解释和交流四大要素为目标的教学方式,结合教学实践对分组实验教学过程进行了探讨,并对实验教学过程的应用策略做了详细说明.

  2021年09期 v.41;No.373 55-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1841K]
  

• 圆孔衍射中心显现亮暗斑的实验设计与实施

  王雁;邴辉;

  根据半波带法的理论推导,发现了在圆孔衍射实验中难以观察到衍射图样中心为暗斑的原因,并利用几何画板软件进行了模拟实验,快速找出了合理的实验参量.根据这些参量,采用简单的实验器材在课堂上为学生演示出了丰富的衍射现象.

  2021年09期 v.41;No.373 60-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1473K]
  

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  <正>《物理实验》是由教育部主管、东北师范大学主办的学术期刊,是教育部高等学校物理学类专业教学指导委员会会刊,是中国高等学校实验物理教学研究会副秘书长单位,是高等学校物理演示实验教学研究会常务理事单位.本刊宗旨主要是交流物理实验研究成果,介绍国内外物理实验教学经验,培养读者的科学精神与创新能力,引领我国物理实验教学的改革与发展.杂志着重刊载对物理实验教学改革与发展具有前瞻性,对实验教学的具体问题具有指导性,对新科技成果应用于实验教学具有深度融合性,对传统实验内容具有拓展性和创新性的论文.目前开设的主要栏目有:前沿导读、近代与综合实验、拓展与创新、普通物理实验、教学论坛、专题、互联网+物理、学生园地、基础教育等.《物理实验》适合于物理实验工作者、理工科学生以及教学仪器研制技术人员阅读.

  2021年09期 v.41;No.373 63页 [查看摘要][在线阅读][下载 920K]
  
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