前沿导读

• 人工光子微结构中非厄米量子现象的实验研究

  刘艳红;孙凯;

  真实世界中的开放体系大都是非厄米体系，研究非厄米体系在基础研究和前沿应用等方面都具有重要的价值．人工光子微结构为探索非厄米量子现象提供了研究平台．介绍了宇称-时间对称系统和奇异点的基本理论，概述了基于光子晶体、超材料、表面等离子激元等人工光子微结构系统中非厄米量子效应实验研究的最新进展，并展示了其相关的应用前景．

  2022年11期 v.42;No.387 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1464K]
  

近代与综合实验

• 基于共模电感的RLC电路非线性动力学研究

  苏籍;白在桥;

  基于共模电感搭建了非线性RLC电路，该电路的非线性来自共模电感的饱和与磁滞特性．通过调节驱动信号的幅度或频率，电路表现出倍周期分岔、阵发、激变和多吸引子共存等丰富的动力学现象．建立了简化的共模电感模型，发现忽略共模电感的磁滞，该电路可以用含周期驱动项的二阶常微分方程描述．数值模拟仿真结果表明：基于该简化模型，可以复现绝大部分实验现象．

  2022年11期 v.42;No.387 13-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1381K]
  

• 加速度传感器的实现与检测

  刘骅锋;杨正;严世涛;刘金全;

  传感器实现和检测过程中涉及多种精密测量手段．介绍了加速度传感器的基本原理，包括加速度机械敏感结构、位移-电容转换、调制-解调信号提取、闭环反馈控制等内容，并给出了加速度传感器输入-输出模型和基本测试方法．设计了加速度传感器实验装置，包括加速度传感器组装的零部件、前放电路、用于信号检测的锁相放大器、传感器静态/动态标定仪器及其他辅助设备．加速度传感器的实现与检测结果表明：在开环和闭环工作模式下，对于微弱加速度信号的传感性能均符合实验设计和预期．

  2022年11期 v.42;No.387 20-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1071K]
  

专题(竞赛、演示实验)

• 增压条件下浮沉子不可逆下沉的动力学研究

  欧阳严严;陈靖;陈宗强;孔勇发;

  研究了浮沉子在增压条件下发生的不可逆下沉现象，发现浮沉子在液体中存在不稳定平衡的临界位置．从受力的角度解释，浮沉子完全浸没时无法依靠增大气体的体积来增大浮力；从势能的角度解释，临界位置是浮沉子的不稳定平衡点，改变压强会导致不可逆平衡点改变，出现不可逆下沉现象．实验研究了浮沉子不可逆下沉的临界深度与浮沉子未置入水中时的气柱长度、液体的密度、试管的外径与内径之比以及总长度之间的关系，并对实验现象给出了直观的解释．

  2022年11期 v.42;No.387 27-31+36页 [查看摘要][在线阅读][下载 984K]
  

• 基于驻极体麦克风的光压力演示装置

  韩献祺;吴丽君;李嘉欣;平宇哲;

  基于驻极体麦克风设计制作了验证及演示光压力的实验装置．将机械调制后的激光照射在驻极体麦克风的膜片上，膜片产生有规律的形变，产生的电压信号由麦克风输出．电压信号经过放大，通过观察示波器的波形变化或万用表的指针摆动，验证并演示了光产生压力的现象．该演示装置将光压转换为声压，间接实测量光压，而且无需真空条件，零件模块化，操作简单．

  2022年11期 v.42;No.387 32-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1038K]
  

• 基于光敏电阻的太阳能板光源自动跟踪演示装置

  李加定;万若楠;曾庆瑞;

  从大学物理传感器类实验出发，以光敏电阻的应用为例，设计研究光敏电阻在亮光和暗光下的特性实验，利用光敏电阻模拟控制路灯“晚上亮灯、白天不亮”的效果，并制作了太阳能板光源自动跟踪演示装置．在太阳能板4个方位对称地安装光敏电阻，并置于二维转动云台上，实现在手动模式下，通过按键调节太阳能板转动；在自动模式且弱光环境下，自动跟踪手机点光源位置变化．

  2022年11期 v.42;No.387 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1252K]
  

基础教育

• 电动机与发电机相互转换的实验装置

  刘信生;陶士金;傅求宝;张大明;

  初中物理教学中电动机与发电机的结构与工作原理是2个独立的单元知识，根据二者核心装置的相似性是实现相互转换的客观事实，制作了电动机与发电机相互转换装置演示教具．该装置操作简单，可视性强，能够帮助学生理解电动机与发电机之间的联系和区别，培养学生的逆向思维与实验综合素养．

  2022年11期 v.42;No.387 42-45+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1099K]
  

• 自制低成本涡流演示球

  董井林;冯少安;

  利用泡沫塑料和铝箔纸制成能产生涡流的小球，并用细线悬挂，通过移动强磁铁让小球发生转动的现象判断涡流的产生，并通过不同电阻小球的转动快慢说明涡流与电阻的关系，即电阻越大，涡流越小．该演示装置取材简单，成本低廉，易于制作，学生能够动手参与，可以培养学生的动手能力、创新能力，从而达到培养学生学科核心素养的目的．

  2022年11期 v.42;No.387 46-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1056K]
  

专家论坛

• 高中物理探究型实验设计能力测评框架的构建与应用

  张军朋;范亚辉;吕辰祎;邓浩仪;

  实验是科学探究的重要方式，实验设计能力是实验探究中必备的关键能力．基于国际实验能力评价标准，确定了高中物理探究型实验设计能力的3个测评要素与7个具体指标．以SOLO分类理论为指导划分实验设计能力的水平层次，构建了高中物理探究型实验设计能力的测评框架，应用测评框架开发了情境化纸笔测试工具，这对于高中物理探究型实验的教学与评价具有启示作用．

  2022年11期 v.42;No.387 50-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1147K]
  

• 教育部大学物理实验课程虚拟教研室举办“同课异构”系列活动暨讲课比赛获奖选手示范展示活动纪实

  <正>教育部首批虚拟教研室建设试点“大学物理实验课程虚拟教研室（东北师范大学）”（以下简称教研室）于2022年秋季学期起开展大学物理实验课程“同课异构”教学交流系列活动．教研室组织国内不同高校的大学物理实验课程任课教师讲授相同实验题目并展开教学研讨和交流．本项活动由教育部首批虚拟教研室建设试点“大学物理实验课程虚拟教研室”主办，物理学师范专业国家级实验教学示范中心（东北师范大学）、物理实验杂志和东北师范大学物理学院协办，由教育部首批虚拟教研室建设试点“大学物理实验课程虚拟教研室”师资培训团队负责人、物理学国家级实验教学示范中心（复旦大学）主任乐永康教授推进．“同课异构”首次活动于2022年9月24日在虚拟教研室平台（A版）举办，腾讯会议同步直播，活动主题为“获奖选手示范展示”．教研室邀请进行课程分享的教师分别为哈尔滨工业大学物理学院教授娄秀涛、国防科技大学理学院实验师罗剑、厦门大学物理科学与技术学院高级工程师高娜以及南开大学物理科学学院教师张思遥，他们均是“全国高等学校物理基础课程青年教师讲课比赛”的一等奖获得者．

  2022年11期 v.42;No.387 60-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1309K]
  
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