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1. 固体物理教学的若干思考Ⅲ：弛豫时间近似 刘翌, 袁喆 大学物理    2022, 41 (10): 1-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220074 摘要 （714）      PDF （803KB）（428）    可视化    弛豫时间近似是固体物理学中讨论输运问题的重要理论方法，也是凝聚态物理研究中常用的理论工具．很多固体物理学教材中缺乏对弛豫时间近似物理思想的介绍，也未能突出应用弛豫时间近似的优势．本文讨论了弛豫时间近似的物理基础，通过概念性分析得到数学表达形式，并严格求解出弛豫时间近似下非平衡分布函数的形式解，建立一套形式简洁、逻辑清晰的教学内容体系，有助于学生全面深入地理解弛豫时间近似并能够将其应用到凝聚态物理研究． 相关文章 | 多维度评价

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2. 应用张量分析推导柱坐标系和球坐标系中弹性力学几何方程和平衡微分方程 周正峰 大学物理    2022, 41 (11): 4-.   DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.220043 摘要 （937）      PDF （226KB）（389）    可视化    利用正交曲线坐标系与笛卡儿坐标系单位矢量的关系，以及笛卡儿坐标系单位矢量为常矢量的特性，从单位矢量变换的角度，推导柱坐标系和球坐标系中的梯度算子，以及单位矢量对坐标的偏导数. 并根据张量的场论基础，通过微分运算，推导出位移矢量的梯度和应力张量的散度. 再根据几何方程和平衡微分方程的张量表达形式，推导出柱坐标系和球坐标系中的应变几何方程和应力平衡微分方程. 相关文章 | 多维度评价

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3. 光杠杆法测杨氏模量实验的一种改进方法 张莉, 荣振宇, 王晗语, 姜恒钧, 韩玉晶, 陈小艺 大学物理    2022, 41 (10): 29-.   摘要 （960）      PDF （992KB）（351）    可视化    传统的光杠杆法测杨氏模量实验需要测量光杠杆平面镜到标尺的距离，而较大的距离会导致实验操作的不便.本论文在传统光杠杆法杨氏模量测定仪的标尺处安装一个带有读数装置的平移台，通过平移台的读数装置测量光杠杆平面镜到标尺距离的改变量，既可以提高实验测量的便捷性，也可以通过相同实验条件下的多次测量减小测量的随机误差. 相关文章 | 多维度评价

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4. 能带论教学拓展：紧束缚模型的离散形式及应用 申庆徽, 陈兵 大学物理    2023, 42 (1): 1-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712. 220310 摘要 （328）      PDF （627KB）（341）    可视化    紧束缚模型的离散形式具有形式简洁且抓住物理本质等特点,成为科学研究工作中的重要表达形式. 本文主要介绍紧束缚模型离散形式的推导过程,并以固体物理课程中两个常见模型为例进行了相应结果展示. 本文的讨论一方面可以为固体物理课堂教学提供进一步研讨的素材,另一方面还可帮助学生顺利从课本学习过渡到前沿研究. 相关文章 | 多维度评价

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5. 弹簧摆在匀强磁场中的运动分析 孟勇 大学物理    2023, 42 (1): 4-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220312 摘要 （353）      PDF （303KB）（326）    可视化    针对带有电荷的弹簧摆施加在竖直方向的匀强磁场的背景下,通过牛顿力学的方法得到了其运动学方程,从而发现其摆动平面在不停的进行旋转.同时按照初始条件的不同,将其在水平方向上的运动学方程化简为不同的曲线方程,进而得到了其运动的轨迹特征.  相关文章 | 多维度评价

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6. 滚动摩擦成因分析 张马悦, 陈思博, 桑芝芳 大学物理    2022, 41 (11): 11-.   DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.220047 摘要 （294）      PDF （249KB）（269）    可视化    分析了刚体在水平软支承面上做纯滚动和软物体在水平刚性支承面上做纯滚动两种情况下的滚动摩擦成因，分析表明滚动摩擦是一个物体在另一物体上滚动或有滚动趋势时，支承面对滚动物体作用力的不对称分布所引起的一种阻碍滚动的作用，并对滚动摩擦和滚动摩擦力的概念进行了阐释. 相关文章 | 多维度评价

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7. 刚性球体在转动环形凹槽内的动力学行为 雷家睿, 韩润泽, 王柯人, 黄 敏, 赵芸赫, 马宇翰 大学物理    2022, 41 (10): 55-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210605 摘要 （383）      PDF （1106KB）（254）    可视化    本文研究了刚性球体在绕竖直轴旋转的圆环形槽中的运动情况，发现球体的自转与公转通过摩擦力相互耦合. 理论上，给出了球平衡位置随圆环角速度增加的具体关系，并得到了球在环中具有阻尼振荡特征的动力学行为. 实验上，本文通过3D打印搭建了实验装置，结合所提出的一种测量圆弧面与物体摩擦系数的方法，定量验证了理论的若干预言. 相关文章 | 多维度评价

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8. 浅谈电动力学角域静电场问题 石寰宇, 苗荣欣 大学物理    2022, 41 (11): 65-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220175 摘要 （477）      PDF （446KB）（248）    可视化    角域静电场问题指两块半无限大接地导体板通过一夹角相接，给定所夹区域的电荷分布，求空间各处的电场.简单起见，本文研究源电荷为点电荷时的情况.首先利用镜像法分析了一类特殊夹角的电势分布，然后通过分离变量法求解了一般的角域静电场问题，并验证两种方法得到的结果一致.最后本文讨论了满足第二类边界条件和混合边界条件的角域静电场问题，给出电势通解并得到一系列关于第二类勒让德函数的恒等式. 相关文章 | 多维度评价

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9. 理想气体热力学概率和分子数的关系 刘志国, 张耀辉, 王先杰, 张伶莉, 黄喜强, 王晓鸥, 张宇 大学物理    2022, 41 (10): 15-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220008 摘要 （581）      PDF （763KB）（244）    可视化    热力学概率是统计物理学中的一个重要概念，直接和玻耳兹曼熵相联系. 本文分析了理想气体热力学概率计算中容易忽略的因素，即气体所处状态. 它会对计算施加限制条件，以保证其玻耳兹曼熵为广延量；计算了理想气体绝热自由膨胀、等温膨胀和等温等压条件下分子数变化时的热力学概率的改变.  相关文章 | 多维度评价

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10. 二维、三维无限深环形势阱中波函数的求解与可视化 王玉凤, 付柯, 王跃超, 隋林泓, 姜梦媛, 范亚茜, 李喜彬 大学物理    2023, 42 (1): 55-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220299 摘要 （507）      PDF （313KB）（241）    可视化    利用分离变量法对二维以及三维无限深环形势阱的薛定谔方程求解，径向方向波函数的本征值由贝塞尔函数的交叉乘积组合零点确定. 对于三维的情况，可以求得基态波函数的解析解，而激发态的波函数则由数值方法给出其径向的概率密度分布. 对于二维的无限深环形势阱，基态以及激发态的径向概率密度分布均通过数值方法给出. 相关文章 | 多维度评价

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11. “第二种哲学”：杨振宁科研成功的决定性因素 厚宇德 大学物理    2022, 41 (10): 40-.   DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.220005 摘要 （315）      PDF （829KB）（239）    可视化    杨振宁认为，在他所处的科学时期，“第一种哲学”(即哲学家的哲学)不再能给理论物理学家的研究工作提供有效帮助；与对待“第一种哲学”的态度相反，杨振宁指出理论物理学家自己的“第二种哲学”却对其专业研究具有关键的决定性作用. 研究表明杨振宁的这一思想经历了“风格”说、“taste”说与“第二种哲学”等逐步清晰、愈加准确的3个阶段.辨析杨振宁在不同场合的表述，从哲学视角审视后可以发现，杨振宁的“第二种哲学”是基于物理现象的科学“经验论”；隶属于以归纳法为基础的证实论哲学范畴. 杨振宁强调“第二种哲学”本身不是思想方法，但它却具备选择有价值研究题目及选择相应研究方法的功能；这一功能往往是在潜意识状态靠直觉实现的，是理论物理学家不可或缺的创造之源.“第二种哲学”与“知识世界”相对独立又良性互动，二者不能彼此取代，合理的知识储备是“第二种哲学”发挥作用的重要保障. 相关文章 | 多维度评价

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12. 最概然分布的少粒子修正是必要的吗？ 侯吉旋 大学物理    2022, 41 (12): 1-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220272 摘要 （575）      PDF （315KB）（234）    可视化    统计物理教材中推导最概然分布的过程存在数学缺陷，当粒子数较少时无法自圆其说.于是许多研究者利用更精确的公式对该推导进行少粒子修正.本文通过计算一维谐振子势阱中的理想玻色气体的基态布居数指出，经过少粒子修正后的结果与严格解反而相差更远.因此本文认为计算最概然分布时进行少粒子修正是没有必要的. 相关文章 | 多维度评价

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13. 基于相对性原理的多普勒效应公式推导 陈静, 郑春华, 肖萌, 何南燐 大学物理    2023, 42 (1): 11-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220199 摘要 （282）      PDF （163KB）（228）    可视化    “大学物理”旨在向学生传递“联系”与“统一”的思想，但众多的教材在推导多普勒效应公式时却没有深入探寻“相对运动”与“频率变化”之间的联系和统一．作者从波长的定义着手，基于相对性原理，应用伽利略变换式对机械波的多普勒效应公式进行推导和应用验证；采用洛伦兹变化式对电磁波的多普勒效应公式进行推导．通过推导机械波和电磁波的多普勒效应公式，揭示了多普勒效应的频率变化实际是在不同惯性系中的测量结果． 相关文章 | 多维度评价

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14. 黑体空腔中热平衡条件的导出 黄永义, 张淳民 大学物理    2022, 41 (11): 9-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220018 摘要 （278）      PDF （172KB）（223）    可视化    通过黑体空腔中原子的电偶极振子辐射阻尼损失的能量和该振子从电磁波获得能量相等的事实导出热平衡条件.  相关文章 | 多维度评价

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15. 一维均匀势场中含时薛定谔方程的求解 任喜军, 刘祥瑞 大学物理    2023, 42 (7): 3-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220552 摘要 （136）      PDF （661KB）（221）    可视化    本文详细讨论了一维均匀势场中含时薛定谔方程的求解．求解的思想是以均匀势场中经典粒子的运动作为参考，从经典粒子的运动轨迹出发，构建出量子情形下描述粒子运动的高斯波包形式的演化波函数，进而借助含时薛定谔方程确定波函数的具体形式．在上述思想指导下，推导得出了坐标表象和动量表象下均匀势场内一维粒子的传播子函数．同时，作为比较，狄拉克态矢量符号提供了另一种得到上述传播子函数的途径． 相关文章 | 多维度评价

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16. 半导体电导有效质量的各向同性问题探究 许杰 大学物理    2023, 42 (7): 1-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220570 摘要 （165）      PDF （753KB）（221）    可视化    本文利用多元函数微积分和张量分析手段，给出了三维k空间中等能面非球面时半导体电子有效质量的表达式，进而讨论了硅和锗等半导体中电导有效质量的各向同性问题．对这一问题的探讨有助于促进学生理解半导体能带结构及其对导电性的影响． 相关文章 | 多维度评价

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17. 石墨烯中非均匀单轴应力产生的赝朗道能级的解析计算 孙俊松, 马女森, 郭怀明 大学物理    2022, 41 (11): 1-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210602 摘要 （339）      PDF （215KB）（219）    可视化    石墨烯是凝聚态物理学中的前沿研究内容.本文介绍了石墨烯在非均匀单轴应力产生的赝磁场下的赝朗道能级的解析求解.我们详细展示了应力下低能有效哈密顿量的导出，相关微分方程的求解.该赝朗道能级的求解，综合运用大学生所学的数理和物理基本知识，对相关理论课程很有参考价值. 相关文章 | 多维度评价

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18. 电动力学四个“识”的教学实践 胡响明 大学物理    2022, 41 (10): 4-.   DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.220060 摘要 （308）      PDF （880KB）（214）    可视化    德识才学是科学人才的必备素养，其中“识”是指见识、见解、眼光，是一种高瞻远瞩、预见事物发展方向的能力.本文介绍电动力学教学中四个“识”的引导，一是善于大胆设想并小心求证，二是善于用实验检验科学设想，三是善于从矛盾中发现新事物，四是善于运用数学进行物理逻辑推理．这四个“识”基于科学史实，借助科学巨匠的榜样力量，有机融入麦克斯韦方程理解和应用的教学实践之中，旨在引导学生的科学观．在华中师范大学“国家基础科学研究与教学人才培养基地”（物理学）实施的情况表明，四个“识”的引导可以帮助学生增强电动力学学习的兴趣和毅力，提升未来综合发展的信心和潜力． 相关文章 | 多维度评价

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19. 动量在现代物理中的作用 王海军 大学物理    2023, 42 (6): 1-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220463 摘要 （148）      PDF （823KB）（208）    可视化    公众目前对经典动量的熟悉程度几乎可以和能量相媲美了，动量守恒定律深入人心，等质量小球的对心碰撞效果甚至应用在娱乐节目和舞蹈中.本文通过对量子理论中几个典型物理实例的估算来展示量子动量的应用，带领读者一步步揭露动量本质的同时，也同读者一起思考量子力学中波函数的物理内涵.  相关文章 | 多维度评价

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20. 大学物理线上线下混合式教学探索与实践 其木格 大学物理    2022, 41 (10): 51-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220099 摘要 （323）      PDF （1007KB）（207）    可视化    后疫情时代，线上线下混合式教学正逐渐成为课程教学的主要趋势. 混合式教学可以按内容分，部分内容放在网上，部分内容放在线下；也可以按空间分，部分学生在网上学习，部分学生在线下学习；也可以按功能分，讲授部分在线下，作业、测验、答疑在线上. 本文以大学物理课程教学为例详细阐明了线上线下混合式教学的完整教学过程，与传统教学进行对比,线上线下混合式教学在应对疫情、考核评价、教学效果方面具有明显优势. 相关文章 | 多维度评价

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21. 偏振表象和偏振表象变换理论以及应用 张晓光, 席丽霞, 崔楠, 张虎, 肖晓晟, 唐先锋 大学物理    2023, 42 (05): 1-.   DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.220373 摘要 （147）      PDF （477KB）（204）    可视化    借用量子力学中的表象与表象变换概念，本文系统地提出了偏振光学中的偏振表象和偏振表象变换理论，可以加深对琼斯空间的琼斯矢量、琼斯矩阵描述偏振光和偏振光变换的理解，更加深刻认识其中的物理机理. 本文还利用偏振表象和表象变换理论解读了光纤通信中的光纤偏振模色散和偏振相关损耗对传输的偏振光的作用和影响. 相关文章 | 多维度评价

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22. 惠更斯原理与空间维度 杨师杰 大学物理    2022, 41 (12): 4-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220107 摘要 （286）      PDF （282KB）（204）    可视化    本文根据无界空间波动方程的解析解,从数学上探讨波动学的惠更斯原理,揭示该原理仅对于一维和三维空间成立,而对于二维空间不成立.我们能够通过声音传递信号,并不是像初看起来那么理所当然,它决定于惠更斯原理适用于三维空间. 相关文章 | 多维度评价

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23. 基于智能手机和Matlab的居家悬滴法表面张力测量实验 陆怿璠, 金子程, 任文艺 大学物理    2023, 42 (1): 48-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220196 摘要 （255）      PDF （430KB）（204）    可视化    本文基于智能手机和Matlab软件设计了一种居家环境下可实现的悬滴法水滴表面张力测量实验. 借助智能手机拍照功能获得水滴图像，利用Matlab进行边缘检测及计算，从而得出表面张力系数. 对于不同清晰度的情况提出了对应的分析和处理方法，实验结果表明该方法稳定可靠. 为后疫情时代开展居家大学物理实验教学提供了一个典型案例. 相关文章 | 多维度评价

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24. 轨道角动量算符与矢量算符及标量算符对易关系的严格证明 秦绪明, 康东彪, 郝红军, 赵冬秋, 张希威 大学物理    2022, 41 (12): 12-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220022 摘要 （412）      PDF （275KB）（196）    可视化    本文利用矢量算符和标量算符在空间发生旋转时的变换特性，证明了轨道角动量算符与矢量算符及标量算符的对易关系，并构造了几个具体的标量算符和矢量算符，对此对易关系进行验证. 最后还讨论了矢量算符和标量算符的定义.  相关文章 | 多维度评价

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25. 韦氏摆的弹性力学分析：圆柱螺旋弹簧模型的特色推导与验证 刘天恒, 曹博星, 张福林 大学物理    2022, 41 (12): 43-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210589 摘要 （454）      PDF （364KB）（194）    可视化    韦氏摆又称威尔伯福斯摆，是一种特殊的耦合摆，由竖直悬挂的圆柱螺旋弹簧和固连在弹簧末端的物块组成.物块有两个自由度：沿弹簧轴线拉伸的位移，绕弹簧中轴线扭转的角位移，在运动时，物块的平动动能和转动动能会发生周期性转化. 本文研究了IYPT2021第12题的韦氏摆，给出了系统的拉格朗日函数，得到了描述耦合现象的运动方程.利用圆柱螺旋线的自然坐标系，建立了圆柱螺旋弹簧模型.从弹性力学角度出发，进行了微元分析,将圆柱螺旋线的曲率和挠率变化的几何意义与弹簧材料应变的物理意义联系，得到了弹簧弹性势能的解析解.其数学计算是严格的，具有一定的普遍性，可推广应用于各类与均质弹簧力学有关的精密计算.文中还进行了静力学实验，弹性系数的理论值落在实验值合成标准不确定度的范围内，验证了圆柱螺旋弹簧模型的正确性. 相关文章 | 多维度评价

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26. 电磁学课程思政资源的挖掘——以渗透辩证唯物主义思想为例 黄桂芹, 张安然, 伊静慧 大学物理    2023, 42 (1): 35-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220083 摘要 （200）      PDF （261KB）（192）    可视化    本文通过深入挖掘电磁学课程所蕴含的辩证唯物主义思想元素，结合丰富的具体教学案例，阐述如何将辩证唯物主义观点和方法潜移默化地渗透到电磁学的教学中,从而推进电磁学课程思政的内涵建设. 这不但使学生深刻理解和掌握电磁现象的本质和规律，而且有助于学生树立辩证唯物主义的世界观，增强辩证思维能力. 相关文章 | 多维度评价

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27. 基于高斯基展开法研究氢原子能级和波函数 潘亚文, 耿立升 大学物理    2023, 42 (05): 18-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220263 摘要 （180）      PDF （389KB）（188）    可视化    本文采用高斯基展开法精确求解氢原子能级，并且研究高斯基展开法中变分参数的选取对于结果精确度的影响.程序采用Python语言编写，这一求解方法为计算物理、量子力学等课程的教学提供了参考. 相关文章 | 多维度评价

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28. 磁偶极子源电磁场代数解与积分解的数值计算 洪德成, 王海军 大学物理    2022, 41 (10): 18-.   摘要 （259）      PDF （814KB）（186）    可视化    近年来计算物理在大学物理教育中愈加受到关注.本文由麦克斯韦方程出发，通过引入赫兹势，推导出磁偶极子源在均匀介质中激发的电磁场的代数表达式及其相应的积分表达式.采用三次样条拟合与高斯-勒让德数值积分方法联合求解其积分解，并与其代数解进行数值验证，为学生提供一个既有物理背景又有数值计算方法的电动力学计算案例. 相关文章 | 多维度评价

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29. 暗物质和修正引力理论的研究进展 郑雪瑶, 康现伟, 张丰收 大学物理    2022, 41 (10): 80-.   DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.220041 摘要 （354）      PDF （901KB）（182）    可视化    本文介绍并比较了暗物质模型和修正牛顿引力理论.一方面，介绍了暗物质模型的提出背景和支撑暗物质模型的证据，接着讨论了暗物质备选粒子和现有暗物质探测的方法.另一方面，阐述了修正牛顿引力理论的发展历程，进而总结了该理论现有进展以及未来研究方向.本文最后综合讨论了这两种理论各自的优势和局限，评述了各种研究的意义以及未来的发展方向. 相关文章 | 多维度评价

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30. 傅里叶变换、拉普拉斯变换和伽博变换的关系 曹贞斌 大学物理    2023, 42 (7): 21-.   DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.220294 摘要 （100）      PDF （469KB）（177）    可视化    傅里叶变换、拉普拉斯变换和伽博变换，作为三种常见的积分变换，无论在数学物理的理论研究中还是在各种工程应用中，都有着极重要的价值.本文以傅里叶变换为中心，从逐级修正的角度，详细阐明了三者的理论渊源. 相关文章 | 多维度评价

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31. 利用诺特定理和泰勒展开引入薛定谔方程 杨晓宁, 王锋, 李军刚 大学物理    2023, 42 (4): 13-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712. 220257 摘要 （173）      PDF （200KB）（175）    可视化    在量子力学中，薛定谔方程用于描述微观粒子运动状态随时间变化的规律，其重要意义不言而喻.在传统教学中薛定谔方程一般作为定义直接被引入或者由实验事实波粒二象性出发逐步导引建立从而被引入，但传统的导引建立方法具有一定跳跃性，逻辑不严谨，缺乏深层原理支撑，不利于部分学生的深入理解.本文旨在从对称性和守恒量存在一一对应关系的深层原理架构出发，以泰勒展开为基础进行数学推导，在学生已经具备一定量子力学和数学知识的基础上循序渐进地引入薛定谔方程.首先，文中介绍了传统的引入方法.其次，在回顾泰勒展开的基础上引入了泰勒平移的概念，形成新旧知识的有机结合并进一步激发学生创造性思维.最后，利用泰勒平移概念结合诺特定理自然引出了薛定谔方程. 相关文章 | 多维度评价

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32. 平面运动学的欧拉公式描述和分析 郑拯宇 大学物理    2022, 41 (12): 8-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220001 摘要 （281）      PDF （325KB）（170）    可视化    针对平面运动学相关问题，采用复函数平面代替传统的Oxy坐标系的实数平面并引入以复指数形式表达的欧拉公式，进行描述和分析，避免了传统的实数平面矢量分析中点积和叉积运算规则所带来的困惑以及繁琐的矢量分析. 并引入了瞬时坐标系，其结论与经典理论完全一致.  相关文章 | 多维度评价

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33. 平面运动刚体上爬行小虫的运动图像 顾志琴, 梁佩佩 大学物理    2022, 41 (11): 18-.   DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.220072 摘要 （190）      PDF （314KB）（168）    可视化    运用动量守恒定律和角动量守恒定律研究并讨论了小虫在平面运动刚体上的爬行问题,导出了刚体转角与小虫在转动坐标系中角坐标间的微分关系式,给出了小虫相对刚体的轨迹为直线时刚体的转角公式,并举例给出了公式的应用. 相关文章 | 多维度评价

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34. 无限深势阱中粒子动量概率分布的数值分析 陆法林, 陈昌远 大学物理    2023, 42 (2): 10-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220343 摘要 （165）      PDF （281KB）（166）    可视化    一维无限深势阱中本征态粒子的动量呈现负无穷到正无穷且有无数个节点的对称连续分布.本征态粒子的无量纲动量概率密度分布一般由两个主峰和无数的次峰组成,经典动量和最概然动量都分布在主峰区域内.数值计算结果表明动量谱在两个主峰区域内的概率极限值约为0.902 8,测量所包含的次峰数量越多则粒子出现的概率越接近1.粒子经典动量分布是量子动量分布在高测量精度和大量子数条件下的极限. 相关文章 | 多维度评价

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35. 橡皮筋热力学性质的教学探讨 屠飞泉, 杨友昌, 万 猛, 孙斌, 黄启洪 大学物理    2023, 42 (2): 6-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220088 摘要 （198）      PDF （231KB）（163）    可视化    本文基于热力学第一、二定律及麦克斯韦关系，系统讨论了橡皮筋的热力学性质，并简单介绍了橡皮筋弹性的微观模型.与传统热学教学中以理想气体为例相比，这些方法与结论既有利于学生理解与掌握热力学基本知识与研究方法，又有利于学生自主设计实验去验证这些结论的正确性. 相关文章 | 多维度评价

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36. 基于对比学习的分析力学教学方案——以两个典型物理问题为例 王晓云, 张纪元, 林青勇 大学物理    2023, 42 (7): 6-.   DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.220545 摘要 （165）      PDF （642KB）（158）    可视化    针对分析力学教学环节中学生普遍存在的问题，本文从2个典型的物理问题——降落伞与双摆模型入手，通过一题多解与对比学习的形式，呈现2种力学在处理相同物理问题时的差异. 引导学生思维从经典牛顿力学向分析力学过渡，使其能够尽快融入到分析力学的学习中去.同时在教学过程中引入适当的数值计算，进一步加深学生对具体物理问题的理解. 相关文章 | 多维度评价

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37. 论向心力概念的发展 刘宁 大学物理    2023, 42 (2): 32-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220227 摘要 （193）      PDF （208KB）（156）    可视化    向心力是力学中的重要概念，本文通过分析三个不同的历史时期对于向心力的认识，清晰地展示出向心力概念伴随着人们对于运动学和动力学定律的理解，经历了曲折却又不断深入的历程. 我们展示了向心力作为一个桥梁概念，强调其在运动学向动力学的发展中起到的重要作用. 尤其从离心力到向心力概念的发展是革命性的突破，促进了惯性系下力学三大定律的建立，是牛顿发现万有引力定律的关键一步.  相关文章 | 多维度评价

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38. COMSOL仿真在声波谐振管实验中的应用 李春熠, 胡安琦, 张格格, 白在桥, 俞骁翀 大学物理    2022, 41 (11): 58-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220159 摘要 （627）      PDF （626KB）（155）    可视化    本文以声波谐振管为例介绍了COMSOL数值仿真软件在基础物理实验教学中的应用.在简要说明COMSOL软件的使用方法之后，本文介绍了3个具体的实验.首先计算了管口附近的声压分布，揭示了一维声波模型与实际情况的差别；然后仿真了管内声探测器（麦克风）对谐振频率的影响，发现探测器的尺寸和位置都会影响谐振频率的移动；最后计算了一端部分封闭管的谐振频率，所得结果与实测值符合很好，验证了仿真实验的准确性.以上实验表明将数值仿真引入基础物理实验教学，不仅可以加深学生对实验的理解，还锻炼了学生处理实际问题的能力. 相关文章 | 多维度评价

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39. 坐标、动量表象的不对称积分投影算符与宇称测量 王帅, 张建东, 王凤飞, 朱小芹 大学物理    2022, 41 (10): 12-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210464 摘要 （350）      PDF （799KB）（153）    可视化    量子态和算符可以完整地描述系统的量子性质，它们在量子理论中起着重要作用. 本文基于量子力学中最基本的坐标、动量表象，构造了一类新颖的不对称积分型投影算符，其为厄米算符. 利用有序算符内的积分技术，得到了该厄米算符的正规乘积形式.  进而证明了该厄密算符恰好对应于光学MachZehnder干涉仪相位估计中的宇称测量方案，给出了其物理对应.  相关文章 | 多维度评价

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40. 基于解析结果的拉格朗日陀螺运动特性分析 熊永建 大学物理    2023, 42 (2): 1-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712. 220367 摘要 （182）      PDF （314KB）（149）    可视化    本文建立拉格朗日陀螺运动方程的解析方法．导出拉格朗日陀螺做规则进动的条件，用级数展开技术得到规则进动附近的小角度章动和进动的解析解．给出陀螺自转轴运动的简明图像，即重力引起绕竖直轴的规则进动和无重力的自由进动的叠加．利用解析结果对陀螺不倒之谜给出解释. 相关文章 | 多维度评价

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41. 圆偏光与石墨烯超表面相互作用的数值仿真 胡莉, 席锋, 代洪霞 大学物理    2022, 41 (10): 33-.   摘要 （173）      PDF （902KB）（145）    可视化    借助有限元分析方法模拟了圆偏光与石墨烯超表面的相互作用，揭示了圆偏光激发下石墨烯超表面的远场和近场响应特性.模拟结果显示：圆偏光可以在中红外波段激发石墨烯超表面的表面等离激元共振，其共振吸收谱与入射光的极化方向无关，无远场手性响应.但其表面电荷分布、局域电场和局域手性场却和入射光的极化方向息息相关.这种数值仿真，有利于形象直观地展示圆偏光与电磁学的相关知识，加深学生对知识的理解，培养学生的创新意识. 相关文章 | 多维度评价

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42. 理解相对时空观的一个简单例子 陈宏斌 大学物理    2023, 42 (2): 15-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220282 摘要 （284）      PDF （174KB）（135）    可视化    绝对时空观正确则伽利略速度变换公式成立. 本文从世界观角度分析一个常见的伽利略速度变换不成立的例子，指出其中世界观的冲突，引导重建自洽的包含相对时空观的世界观. 相关文章 | 多维度评价

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43. 相对论感应电动势及其在参考系变换下的计算 李一杰, 张成园, 石薇, 许广智 大学物理    2023, 42 (05): 38-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220206 摘要 （178）      PDF （237KB）（133）    可视化    本文考察相对论情况下动生、感生电动势之间的相对性.分析不同参考系总感应电动势数值改变的原因.给出参考系变换下计算总感应电动势的普遍公式.计算了无线长直导线电流外运动矩形及圆形线圈的感应电动势.最后指出运动观者测出的总感应电动势等于静止观者不同时刻在导体不同位置测量电动势的总和. 相关文章 | 多维度评价

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44. 关于纵波能量的分析 周越, 张国锋 大学物理    2022, 41 (11): 15-.   DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.220045 摘要 （232）      PDF （214KB）（133）    可视化    计算了弹性介质中传播的简谐纵波的能量密度和能流，对普通物理教材中的相关公式做了进一步讨论，并分析了能流的组成和成因. 相关文章 | 多维度评价

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45. 自转多方球的内部结构 罗昕睿, 余聪 大学物理    2022, 41 (10): 59-.   DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.210402 摘要 （179）      PDF （1053KB）（130）    可视化    本文将多方球内部的引力势能与自转带来的离心势能一并考虑进流体静力学平衡方程，并利用多方关系得到一个自转情形下可以描述恒星内部结构的微分方程，然后考虑自转较慢的情况，利用微扰展开和分离变量的方法进行近似求解，最后讨论自转多方球模型的外边界、内部密度分布及质量半径关系. 相关文章 | 多维度评价

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46. 带电粒子在地磁场中的运动及Mathematica数值模拟 董顺成, 郭芳侠 大学物理    2023, 42 (7): 53-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220290 摘要 （83）      PDF （1562KB）（130）    可视化    基于单粒子轨道模型和地磁场偶极子模型，考虑相对论效应，对近地球区域磁场中运动的带电粒子轨迹使用Mathematica软件中六阶龙格—库塔算法进行数值计算和模拟，并对极光现象的产生进行了解释，同时讨论了带电粒子在地磁场中运动的引导中心近似.结果表明：1） 从地球北极方向观察，被地球磁场捕获的质子沿顺时针方向漂移，电子沿逆时针方向漂移；2） 粒子各个分运动的运动周期数值模拟结果与文献中理论值非常吻合；3） 从(4Re,0,0)入射的粒子投掷角小于7.38°时，带电粒子将会与地球表面大气层碰撞而沉降，存在产生极光现象的可能.大于7.38°时，粒子将会被束缚在地磁场中，形成辐射带；4） 其他条件相同时，带电粒子投掷点距离地球越远，其漂移速度越大；投掷角越大，其漂移速度也越大；5） 对于能量较低的粒子，一阶近似下引导中心轨迹能很好地代表粒子实际运动轨迹. 相关文章 | 多维度评价

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47. 留数定理在拓扑相变中的应用 蒙雅, 关欣 大学物理    2023, 42 (1): 7-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220149 摘要 （191）      PDF （254KB）（130）    可视化    留数定理是高校物理专业必修课程数学物理方法中的一个重要定理．传统教学中关于该定理的讲授着重于数学公式的推导和数学思想的传达，而对于其在具体物理问题上的应用鲜有涉及．本文以一维Su-Schrieffer-Heeger模型的拓扑相变问题为例，阐明了如何利用留数定理解析得到二阶位移量的表达式并用该物理量表征拓扑相变．在讲授留数定理的教学过程中引入具体物理问题的分析实例，可以使学生更深刻地理解数学定理中的物理内涵． 相关文章 | 多维度评价

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48. 阻力对下滑时间影响的动力学分析 张会均, 张艳, 吴杰, 冯学超, 王世卓 大学物理    2023, 42 (05): 31-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220280 摘要 （141）      PDF （569KB）（128）    可视化    本文主要讨论了滑动摩擦、风阻对物体沿斜面、圆弧和最速降线等轨道下滑时间的影响，定量分析了下滑时间与阻力相关参数的依赖关系，以及圆弧轨道半径最速优化的相关问题. 最速降线是基于物体在无阻力条件下得到的最快下滑轨道，而考虑滑动摩擦力和风阻的数值结果表明，下滑时间与摩擦系数、风阻表达式、始末位置连线的斜率都有关，当风阻大小与速度平方成正比时，圆弧或直线轨道在一定条件下更快. 另一方面，以圆盘和球壳为例，定量讨论了滚动和质量分布对下滑时间的影响，滚动下滑总时间与物体沿光滑轨道下滑总时间的比值决定于圆环和球壳的质量密度分布函数和内外半径之比，与半径的绝对大小无关. 相关文章 | 多维度评价

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49. 等势条件下两带电导体球的电荷分布 吴志勇, 曹秀凤 大学物理    2023, 42 (7): 61-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220454 摘要 （89）      PDF （713KB）（126）    可视化    本文通过多重镜像法求解了等势条件下两个带电导体球的电荷分布问题，主要关注两球的电荷量以及平均面电荷密度随两球半径和两球间距的关系. 通过选择合适的坐标，给出两导体球接触时，n级镜像电荷电量和位置的通式，及总电量的解析表达式. 研究发现，当两导体球直接接触时，两球所带的电荷量可以严格求解，并给出了两球的电荷量之比表达式. 随着两等势导体球间距的增大，两球所带的电荷量之比趋于半径之比. 本文还讨论了一个导体球的半径趋于0的极限情况，小球与大球的电荷量之比趋于0，平均面电荷密度之比在两球不直接接触时趋于无穷大，而在两球直接接触时趋于π2/6. 相关文章 | 多维度评价

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50. 法塔莫干纳现象的形成机理及再现实验 陈佳彬, 徐 强, 王 巍, 钟 鸣, 陆建隆 大学物理    2022, 41 (10): 23-.   摘要 （259）      PDF （1078KB）（126）    可视化    法塔莫干纳（Fata Morgana）现象是由于光线在一定条件的流体中发生折射和全反射而呈现出的美丽而又复杂的幻象.本文分析了法塔莫干纳现象形成的物理机理，定性分析了法塔莫干纳现象单个像的伸展、收缩、倒立及多像重叠的成像机理；通过实验再现了法塔莫干纳现象；利用激光显示光路，从理论上推导了单层介质内的光线轨迹方程，分析了各种复杂现象的形成原因，并给与实验验证. 相关文章 | 多维度评价