前沿导读

• 高精度量子点荧光成像定位技术

  陈星宇;苏榕彬;韦玉明;刘顺发;姚北萌;喻颖;刘进;李俊韬;王雪华;

  自组装半导体量子点是目前研究的类原子系统中最有可能实现理想量子光源的物理系统.由于量子点位于高折射率材料中,只有约2%的单光子能从上半空间射出,严重制约了量子点光量子技术的发展.通过设计微纳结构可以控制光子流的出射方向,提高收集效率.但是在没有预先定制图案的片子上生长的量子点,其位置和光谱都存在一定随机性.为了最大效率利用腔的作用,需要将量子点置于腔模场强最大处,并让量子点发光光谱与腔谐振峰重合.本文设计了高精度量子点荧光成像定位系统,可实现10nm的定位精度,极大地提高了单光子的提取效率.

  2021年10期 v.41;No.374 1-10+28页 [查看摘要][在线阅读][下载 4554K]
  

近代与综合实验

• 基于数字锁相放大器的电阻噪声特性研究

  郑远;姚星星;郭红丽;鲍德松;王业伍;

  基于SR830型锁相放大器,设计了以LabVIEW软件实时通信测量的电阻噪声特性研究实验,验证了热噪声与闪烁噪声的主要特征,评估了实验系统的本底噪声,并从信噪比特点分析了适合测定散弹噪声的实验条件,提供了降低电阻噪声的方法.结合RC低通滤波原理对1～4阶低通滤波器的滤波带宽、带边斜率和阶跃响应等特性做了分析,讨论了2种调节动态储备的方法.通过电阻噪声实验探究了时间常量、陡降和动态储备对测量噪声的影响,提供了优化测量参量的思路.

  2021年10期 v.41;No.374 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 2029K]
  

• 燃料电池极化特性曲线分析及其在实验教学中的改进

  刘安平;杨东侠;张选梅;韩忠;郭莉杰;徐巧英;

  质子交换膜燃料电池是一种极具前景的清洁能源.本文介绍了质子交换膜燃料电池的工作原理和经典极化特性曲线,分析了实验教学中非理想极化特性曲线的成因,并提出了在实际教学中的改进方案.通过燃料电池极化特性曲线的学习,可以帮助学生理解燃料电池的工作机制,了解能源方向的前沿技术.

  2021年10期 v.41;No.374 19-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 942K]
  

普通物理实验

• 双光子荧光显微系统中波前像差对三维点扩散函数的影响

  靳程;孔令杰;

  双光子荧光显微系统被广泛应用于神经科学、免疫科学等生物医学研究,但由于生物组织的固有光学属性、样品放置等因素造成波前像差,使得显微成像质量易受影响.本文通过数值仿真分析了各泽尼克多项式所描述的像差及其对三维点扩散函数的影响,并以球差为例进行了实验验证.

  2021年10期 v.41;No.374 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 2113K]
  

• 利用视频追踪法测量运动的加速度

  赵霞;张增明;

  在居家环境中通过容易置备的器材搭建斜面,将普通5号电池作为待测对象,研究其在斜面上从静止开始的匀变速运动过程.通过手机拍摄视频,结合视频追踪软件Tracker,拟合二次函数得到电池在不同斜面上运动的加速度值,并讨论斜面能够实现纯滚动的条件.构造对称斜面研究了电池沿上、下不同方向运动的加速度及能量损失特点.总结了居家实验课程的线上教学模式以及实验教学效果.

  2021年10期 v.41;No.374 29-32+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 958K]
  

专题(竞赛、学科教学论)

• 圆盘塔倒塌的动力学分析

  朱世栋;黎秋航;侯吉旋;陈乾;

  从理论力学的角度,对2020年国际青年物理学家锦标赛的第14题"下落的塔"进行了理论分析和实验验证,给出了抽出圆盘塔最下方圆盘后,上方圆盘是否倒塌的判别方式,并分析了影响塔稳定性的因素.研究结果表明:圆盘数量、尺寸、初速度、摩擦系数都会影响圆盘塔的稳定性.当满足某些条件时,抽出过程会出现溜坡、破碎等特殊情况.

  2021年10期 v.41;No.374 33-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1956K]
  

• 第51届国际物理奥林匹克竞赛实验试题介绍与解答

  郭旭波;蒋硕;宋飞;安宇;阮东;张留碗;

  第51届国际物理奥林匹克竞赛实验试题为非理想电容器和发光二极管,测量不同温度下非理想电容器的微分电容,研究LED电压与电流以及芯片温度之间的关系.本文详细介绍了实验试题的内容和竞赛组织者给出的标准解答.

  2021年10期 v.41;No.374 39-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 2643K]
  

• 以小见大：大学物理实验课程思政教育的放大法

  叶超;

  在低年级大学生的物理实验课程中开展思政教育,对于塑造大学生的理想责任信念、求真务实品格具有基础作用,对于后续实验课程中的思政教育具有引导作用.通过从触摸历史树立理想责任,从强化能力造就大国工匠,从仪器进步建立文化自信,从严格管理培养品德修养4个方面,探索了落小、落细、落实的课程思政教育途径,提出了"以小见大"的大学物理实验课程思政教育放大法以及课程思政自觉、为人师表自律、"以小见大"自寻的课程思政教师要求,实践了在无声中润物育人的教学理念.

  2021年10期 v.41;No.374 46-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 377K]
  

• 物理实验类通识课程教学模式的探索与实践——以“探究物理现象”为例

  师玉荣;马君;

  介绍了通识教育理念下的核心通识课程"探究物理现象"的教学模式,课程的设计理念强调引导学生探究式学习,重视培养学生的动手能力,形成了4F引导探究和项目任务驱动2种教学策略相结合的教学模式,旨在培养学生的创新实践能力、自主学习能力和团队合作能力.实践表明:该教学模式提高了学生的学习参与度,激发了学生的学习兴趣,提高了学生分析问题、解决问题的能力.

  2021年10期 v.41;No.374 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 600K]
  

学生园地

• 铁磁材料居里温度测量的近似分析及居里转换的意义

  王昊;何春娟;

  采用热磁曲线来测量铁磁材料居里温度,原理上通过一系列物理量(U-B-M_H-M_S-M_0)的近似替换来完成.本文从理论上分析了这些物理量近似替换的依据以及由此所引起的实验误差,并通过对实验数据的处理,阐述了采用不同的居里转换所对应的居里温度的意义.

  2021年10期 v.41;No.374 55-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1042K]
  

• 镍钛合金发动机的性能探究

  徐蕾;李可妤;钟鸣;

  将镍钛合金线圈套在2个滑轮上,把较小的滑轮浸入热水中,滑轮会转起来,从而构成了简易的发动机.本文建立微元模型对此现象进行了理论分析,通过实验对该发动机性能进行了深入研究,确定了金属丝变化的"敏感期",并以此解释了相关参量对发动机性能的影响.

  2021年10期 v.41;No.374 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1561K]
  
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