前沿导读

• 声表面波技术在凝聚态物理研究中的应用

  顾嘉明;牟毅成;张成;

  声表面波是一种在弹性材料表面传播的高度定向机械波，通过压电效应和应变场与材料相互作用，能够实现对准粒子输运、能带结构和电荷自旋等物性的精确调控与探测.近年来，声表面波技术在凝聚态物理前沿研究中崭露头角.本文综述了声表面波技术在凝聚态物理中的应用进展，重点介绍了声波诱导电荷输运、声光伏效应及声波透射探测物性等方面的实验研究成果，并展望了其在凝聚态物理基础研究以及未来声电器件应用方面的前景.

  2025年03期 v.45;No.415 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1059K]
  

近代与综合实验

• 基于一维光子晶体的模块化暗场显微成像系统

  张斗国;赵伟;范泽滔;谢书玥;尤新祥;李成恩;李秀芳;王中平;张增明;

  搭建了模块化、明-暗场模式可切换的显微成像系统，可用于透明生物细胞(如洋葱皮细胞)的暗场与明场无标记成像.基于该光子晶体器件的平面特性，将其与微流控芯片进行有机结合，实现了微流通道中物体运动行为的实时成像.通过搭建光学显微镜，并对采集的图像进行数据分析与计算，可以加深学生对菲涅耳公式、明-暗场成像原理、成像系统放大率、数值孔径等物理概念的理解，锻炼学生的实验动手能力和科研实践能力，开阔其眼界，提升其探索前沿科学的兴趣和能力.

  2025年03期 v.45;No.415 11-17+38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1463K]
  

普通物理实验

• 基于LabVIEW的拉脱法测量液体表面张力系数

  何羽新;陈政延;冯欢;褚红燕;

  液体表面张力系数是描述液体物理性质的重要参量.在拉脱法测量液体表面张力系数的实验中，拉伸液膜由于质量过小往往被忽略不计，从而增加测量误差，且拉力值点的读取也存在争议.针对上述问题，改进实验装置，使用测高仪测量易被忽略的拉伸液膜的高度，计算拉伸液膜的质量；引入LabVIEW上位机程序实时读取传感器拉力值，准确读取拉力最大值点.实验结果表明：改进后的实验装置可将液体表面张力系数的实验误差控制在1%,有效提高了拉脱法测量的实验精度.

  2025年03期 v.45;No.415 18-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 618K]
  

• 多模式刚体转动惯量实验装置的设计与应用

  葛威锋;刘彩霞;连佳辉;王佳琪;杨焙智;

  为丰富大学物理力学实验内容，研制了多模式刚体转动惯量实验装置.采用同轴化、可拆卸式弹簧套筒结构，在1台装置上实现了落体法和扭摆法测量刚体转动惯量的实验方案.扭摆法模式直接测定了弹簧扭转常量，使实验流程更加直观.以标准的塑料圆柱作为待测物体，分别利用落体法和扭摆法测量其转动惯量大小，并与理论值对比，验证了实验装置的精度.

  2025年03期 v.45;No.415 25-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 570K]
  

课程·教材·教法

• 混合现实设备在物理实验教育中的应用

  李兴悦;严祯颋;方恺;

  基于混合现实技术构建的教育资源具有一定的教学优势，能提高教学质量，丰富教学内容，创新教学方式，拓展教学模式，激发学习兴趣.本文探讨了基于混合现实技术的可穿戴式设备在物理实验教育领域的应用，重点关注了其在电磁学、热学和光学等实验教学中的应用，可为大学物理实验教学的发展与改革提供新的思路.

  2025年03期 v.45;No.415 31-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 587K]
  

• 多层次电子技术实验教学平台的实践与探索

  陈羽;唐强;熊小敏;梁飞翔;黄敏;洪澜;车宇;李鹏;刘小伟;蔡志岗;

  中山大学物理学国家级实验教学示范中心开展了多层次电子技术实验教学平台(电子技术2.0)的建设，针对物理类和非电类本科实验的教学背景，以实验物理测控系统为主线，构建了适合本科教学各个阶段的电子技术实验课程体系与教学平台，并与物理实验教学体系内的课程进行了良好的衔接.本文介绍了3个电子技术基础实验中的项目案例及其贯穿整个教学体系的课程建设，包括与基础物理实验相衔接的三极管与场效应管特性测量实验，与近代物理实验和专业实验相衔接的设计性实验，以及强调工程实践的焊接装配类实验.经过几年的教学改革建设实践，平台取得了优秀的教学效果，学生的电子技术水平得到普遍提高.

  2025年03期 v.45;No.415 39-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1497K]
  

学生园地

• 水浸纸张冷冻干燥过程的动力学建模及实验方案优化

  刘禹豪;赵述敏;史成宇;陈宇铭;肖子阳;蒋臣威;方爱平;冯俊;张修兴;王小力;

  建立了基于边界层理论的纸张冷冻干燥动力学模型，探究了影响纸张冻干速率和冻干效果的物理因素.通过引入相态转变对水分子分布的影响，使模型能够很好地适应冷冻干燥过程中的低温情况.研究发现：在干燥过程中低温速冻后的纸张能够更加均匀稳定地汽化，这是冷冻干燥相比其他干燥方式更能保持纸张质量的关键；改变速冻过程中对纸张施加的压力并未对纸张平整度产生显著影响；在冷冻干燥后期升高温度难以避免水汽凝结带来的二次浸湿，对提升干燥速率没有明显效果.

  2025年03期 v.45;No.415 48-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 782K]
  

• 近轴条件下水滴放大镜的放大倍数

  张艳超;王学璟;孙春芳;贾艳;王帅轲;陈宇童;刘帆;赵梓杉;张钰双;戴瑞;

  建立了水滴在亲水/疏水性玻璃表面上的旋转椭球体的几何模型，揭示了其几何形状与水滴体积及玻璃片亲水/疏水性质的定量关系.利用费马原理，在近轴光线条件下推导了旋转椭球面的物像公式和放大倍数的计算公式，实验探究了物距、水滴体积及玻璃片亲水/疏水性质对放大倍数的影响规律.结果表明：基于水滴形状的数学分析，可理论计算并探究水滴的放大倍数随物距、水滴体积及玻璃片亲水/疏水性质的变化规律，通过调节物距、水滴体积及玻璃片亲水/疏水性质等参量实现对成像效果的精确调控.

  2025年03期 v.45;No.415 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 807K]
  
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