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1. 论角动量的态空间 闫二斌 大学物理    2021, 40 (10): 18-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210071 摘要 （661）      PDF （182KB）（1905）    可视化    对于自旋量子数为二分之一的自旋角动量态空间中的任何一个纯态，皆可找到自旋角动量在某一个方向上的分量算符，使得此纯态是这个分量算符的本征态.但是对于量子数为 1 或更大的角动量的态空间中的纯态，发现只有一部分态有相应的结论.由此便可把纯态分为两类.进而可对这两种不同的纯态的存在性、制备方法进行探讨.发现对于不能成为角动量某一方向上分量算符的本征态的态，没有很好的试验方法对其进行制备，这便为实验物理学家提出了一个棘手的问题. 相关文章 | 多维度评价

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2. “韦氏摆”振动规律研究 姜付锦, 韩 灿 大学物理    2021, 40 (11): 15-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210083 摘要 （1919）      PDF （685KB）（1129）    可视化    本文先根据韦氏摆振动特点猜想其一种可能的振动模型，再由这种模型写出韦氏摆的动力学微分方程组，然后求解出振动的简正频率和振动的解析解，最后对解析解进行数值模拟并与实验数据进行比对，证明了猜想的合理性. 相关文章 | 多维度评价

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3. 居家实验:“ 揉纸团”中的分形现象 罗 洁, 钱 钧 大学物理    2021, 40 (10): 73-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.200522 摘要 （2148）      PDF （267KB）（968）    可视化    在疫情期间，我校大学基础物理实验课程开设了学生居家实验，其中“揉纸团”实验由于制备简单、测量容易，选做的同学较多. 本文讨论了“揉纸团”实验中的分形现象，引入内部无规则纸团中分形维数的定义，并通过实验测量了普通 A4 打印纸的分形维数，研究了不同纸张硬度以及纸张层数等因素对纸团分形维数的影响. 相关文章 | 多维度评价

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4. 测量不确定度分析在大学物理实验中的应用——单摆测重力加速度 张竺立, 陈鑫磊, 逯美红 大学物理    2022, 41 (2): 31-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.200521 摘要 （6797）      PDF （826KB）（831）    可视化    重力加速度是物理学中一个重要的力学常量，其测定方法有很多，在大学物理实验中常用到的测量方法是单摆法. 但实验原理仅研究了单摆摆球的运动，忽略了摆球大小、浮力、摆线质量等因素的影响，因此测量结果不够精确. 通过对引起单摆法测定重力加速度的相关系统误差进行修正，得到相对精确的重力加速度公式和相应的合成标准不确定度公式. 最后对测得的数据进行合理地分析和计算，最终得出较为精确的实验结果. 相关文章 | 多维度评价

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5. 与月球有关的引潮力 金咸宜 大学物理    2022, 41 (1): 11-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210110 摘要 （742）      PDF （203KB）（786）    可视化    从简化的地月系统力学模型出发，严格推导出地表物体动力学方程在转动坐标系下的表示形式，通过对称性的分析，得到引潮力，从而有助于加深对引潮力和潮汐成因的理解. 相关文章 | 多维度评价

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6. 相位型光栅的衍射及分光功能 邹意蕴, 林佳丽, 卢悦媛, 阎晓娜 大学物理    2021, 40 (11): 64-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210104 摘要 （2220）      PDF （407KB）（766）    可视化    利用相干叠加思想推导了平面波通过相位型光栅的衍射表达式. 结果表明，相位光栅衍射可以实现将最大衍射光强集中在具有分光功能的±1 级，克服了振幅光栅衍射中具有最大衍射光强的 0 级无分光功能的缺陷. 讨论了相位层引入的相位、光栅占空比对±1 级衍射光强的影响. 利用相干叠加思想得到的衍射公式物理意义明确，便于掌握，并可应用于其他衍射结构. 相关文章 | 多维度评价

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7. 利用电荷量子比特促进矩阵力学的教学 涂 涛, 李传锋, 郭光灿 大学物理    2021, 40 (12): 1-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210108 摘要 （626）      PDF （386KB）（742）    可视化    在量子力学教学中，矩阵力学的表示和计算是一个非常重要的内容. 二能级体系作为典型而又简单的例子，可以加深学生们对矩阵力学的理解. 然而目前教材中对二能级体系的重视比较有限. 本文引入量子信息前沿研究中的一个体系: 电荷量子比特作为教学案例. 在教学中，首先利用哈密顿量对体系建模，描述单电子在两个量子点中的占据和隧穿过程. 然后，通过能量本征函数表示、求解含时薛定谔方程和求解力学量平均值的运动方程等 3 种方法，得到体系状态和测量概率随时间变化的关系. 最后与相干实验结果比较，发现理论结果能很好的描述实验现象，而且有清晰的物理图像. 这样的教学方式有助于学生更加直观和深入地掌握矩阵力学表示下的量子力学规律与计算方法. 相关文章 | 多维度评价

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8. 量子力学的数学基础 杨师杰 大学物理    2022, 41 (9): 4-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210619 摘要 （904）      PDF （2439KB）（674）    可视化    本文系统地表述量子力学的数学基础，讨论了线性内积空间、希尔伯特空间完备性、函数空间以及连续基表示，以及自伴算符、施图姆-刘维尔系统的本征值问题和自然边界条件等，并以量子力学具体对象为例，讨论了非正规奇点情形下的自然边界条件.这些条件不是附加的，而是薛定谔方程本身所具备的. 相关文章 | 多维度评价

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9. N 维势箱函数量子特性的可视化研究 郑兴荣, 郑燕飞 大学物理    2022, 41 (1): 19-.   DOI: 10. 16854 / j.cnki.1000-0712.210250 摘要 （603）      PDF （436KB）（653）    可视化    运用量子理论推导和数值计算相结合的方法，本文首先得到了一维势箱函数的示意图及其模型. 接着，全面、系统地研究了量子理论中 N 维势箱函数的波函数、能级和概率密度. 最后，运用MATLAB 软件对势箱函数的所有特性进行了仿真模拟. 我们发现: N 维势箱中粒子的能量是量子化的、不连续; 量子数 n 不能为零，且 n 越大对应的能级越高，而质量 m 越大，对应的能级越低.一般条件下，一维势箱长度 a 越大( 粒子运动范围越大) ，对应的能级越低; 节点数为 n- 1，节点越多，波长越短，频率越高，能级越高. 二维势箱函数波函数的峰值个数为 nₓ ×ny ，且与Ψ = 0 平面的交线数也为 nₓ ×ny ; 概率密度分布的极大值个数也为 nₓ ×ny . 对于简并度，一般情况下，二维势箱模型下的粒子的简并度是不确定的;但对于二维正方势箱函数模型，其箱内微观粒子的能级简并度分为特殊和一般两种情况. 三维势箱函数的简并度为 nₓ +ny +nz . 最后，首次借助 MATLAB软件的色彩实现了四维表现，得到了三维势箱函数的四维空间切片图. 这种可视化的结果与理论结果完全一致，这对于抽象性概念的理解具有重要意义. 相关文章 | 多维度评价

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10. 课程思政在电磁场与电磁波课堂教学中的设计与实践 宋玲玲, 黄 文 大学物理    2021, 40 (11): 36-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210201 摘要 （1507）      PDF （448KB）（647）    可视化    本文基于专业基础课程“电磁场与电磁波”中高斯定理这一内容，开展了以“教”为主的教学活动设计，提出了引、立、破、拓、结 5 个教学环节，实现了知识传承、能力迁徙的教学构想.同时，从 3 个维度有机融入课程思政元素，不仅破解了决定立体角的大小、正负的关键要义、闭合曲面立体角的计算等教学难点，而且还引导学生多角度看问题，助推学生正确的人生观、价值观和世界观树立，实现了“在价值传播中凝练知识底蕴，在知识传播中实现价值引领”的课程育人目标. 相关文章 | 多维度评价

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11. 一维j原子链晶格振动的色散关系 郑世燕, 袁怡圃, 常斗亮 大学物理    2022, 41 (5): 13-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210340 摘要 （605）      PDF （454KB）（601）    可视化    本文以一维j原子链晶格振动为理论计算模型，在简谐近似和最近邻近似下获得其晶格振动方程组，并分别令j=1, 2, 3得到了一维单原子、双原子以及三原子链晶格振动的色散关系，获得了与现有教材及文献中已有的相同结论. 结果表明，本文所获得的一维j原子链晶格振动方程组具有一般性. 紧接着以该组晶格振动方程组为出发点，通过数值模拟法分析原子间距、恢复力系数及原子质量等晶体结构参数对一维四原子链晶格振动色散关系的影响，进而加深了对固体物理学晶格振动相关内容的理解，并可为工程上带通滤波器的研发提供一定的参考. 相关文章 | 多维度评价

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12. Monte-Carlo 法模拟二维 Ising 模型———Metropolis、Swendsen-Wang 与 Wolff 算法的对比 徐 琳, 陈雨泽, 刘家昊 大学物理    2022, 41 (1): 79-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210101 摘要 （1371）      PDF （336KB）（589）    可视化    Ising 模型是一种应用广泛的磁自旋相互作用模型，其二维情况严格求解极为复杂，实际应用中通常利用 Wolff 算法进行模拟.Wolff 算法目前被认为是最好的聚类翻转Monte-Carlo 算法. Metropolis 和 Swendsen-Wang 算法同 Wolff 算法类似，理论上也适用于Ising 模型的模拟，却未有文章将三者系统对比来说明 Wolff算法的优越性，本科课程对于 Monte-Carlo 算法的介绍也较少.本文分别利用三种算法模拟了二维 Ising模型，介绍了其算法原理、参数选择及实现方式，分析对比了三种算法的模拟效果和适用范围，从而总结说明在二维 Ising 模型的模拟中 Wolff 算法效果更好的原因. 相关文章 | 多维度评价

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13. 探究撒克逊碗的下沉: 对简谐振动的修正 王 幸, 黎秋航, 侯吉旋, 陈 乾 大学物理    2021, 40 (11): 80-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210095 摘要 （849）      PDF （654KB）（586）    可视化    本文从简谐振动的修正出发，对 2020 年青年物理学家锦标赛( IYPT2020) 的第六个课题“撒克逊碗( Saxon Bowl) ”进行了理论分析和实验探究.该课题描述了古代撒克逊人利用底部有孔的碗计时这一史实，且这样一个碗下沉的模型可以作为生动案例，增强学生对简谐振动、阻尼振动的理解.本文的研究方式避免了冗杂的公式推导，得到了简洁方程，利用计算机求解微分方程，并用实验结果验证，证实了理论的可行性，并定性研究了若干因素对下沉时间的影响. 相关文章 | 多维度评价

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14. 钠原子 s、p 能级量子缺的普通物理实验粗测法 丁又也, 张三军, 尹亚玲 大学物理    2021, 40 (12): 62-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210080 摘要 （905）      PDF （241KB）（560）    可视化    “分光计的调节与三棱镜折射率的测量”是普通物理实验课程中的一个经典实验.在该实验中，学生在进行三棱镜折射率测量时可以观测到汞灯光谱，直观形象，但是未深入探究原子谱线的产生机理.“钠原子光谱实验”是近代物理实验中的经典实验，学生通过计算量子缺、绘制能级图，认识谱线和原子性质.本实验将二者的思想和方法结合，并贯通拓展，使用学生熟悉的分光计直接观测钠原子光谱，再利用内插法计算钠原子 s、p 能级的量子缺，从而深入认识谱线和原子性质. 根据分光计实验，s、p能级量子缺的最终计算结果为 1.348、0.882，和精确计算值相符，证实本实验方案切实可行. 相关文章 | 多维度评价

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15. 矩形薄膜受迫横振动问题的求解及可视化 周纪晨, 郭琴 大学物理    2022, 41 (3): 56-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210203 摘要 （626）      PDF （1039KB）（558）    可视化    膜的横振动分析在乐器膜、耳膜以及植物细胞膜中有着广泛的应用价值．相比自由振动，受迫膜振动问题的研究更符合应用实际．本文采用数学物理定解问题的傅里叶级数法与冲量定理法，对四周固定的均匀矩形薄膜振动问题进行了研究，得到了此类问题在受迫振动下的解析解，并对其振动状态进行了可视化分析． 研究发现：一维弦振动解法同样可为二维有界膜振动问题提供简便的求解途径，且膜振动将呈现更加丰富的特点．本文的二维非齐次振动问题的冲量定理解法还可推广到二维有源(汇)输运问题中去．  相关文章 | 多维度评价

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16. 关于量子力学原理的注记 杨师杰 大学物理    2021, 40 (11): 1-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210122 摘要 （774）      PDF （244KB）（555）    可视化    本文从高等量子力学的角度，讨论介绍量子力学的基本原理、基本概念、经典对应等，讨论了普朗克常量与表象变换的关系. 相关文章 | 多维度评价

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17. 固体物理教学中电子态密度的计算 杜林, 田宏玉, 任重丹 大学物理    2022, 41 (4): 77-.   DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.210438 摘要 （1595）      PDF （887KB）（539）    可视化    电子态密度是指单位能量范围内的状态数，是与电子能带结构密切相关的一个物理量.为了计算电子的比热和晶体的输运性质，必须用较精确的方法计算出晶体的电子态密度.大多数教材中对该部分的处理通常采用简化模型，并不能反映一般情况下态密度的计算思路.本文从电子态密度的公式出发，详细说明了二维石墨烯和三维面心立方晶格态密度的计算步骤，并且对其中细节给出了基于数值计算的详细解释. 相关文章 | 多维度评价

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18. 大学物理课程思政设计与实践———以质点力学为例 龙晓燕, 谢海燕, 吴 实, 张亦勋, 李加定 大学物理    2022, 41 (1): 50-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210166 摘要 （1682）      PDF （563KB）（520）    可视化    在教学过程中加强课程思政教育具有重要意义、势在必行. 为了深化大学物理课程教学改革，在混合式教学模式下，借鉴传统教学针对达成知识目标的有效教学方法，对课程思政进行教学设计.通过线上、线下、考核“三位一体”的思政设计与实践，结合期末课程思政名师讲座提升，初步形成课程思政育人模式. 该模式应用以第一章“质点力学”为例，实践表明课程的育人质量得到提升. 相关文章 | 多维度评价

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19. 量子速率极限时间 徐 凯, 张国锋 大学物理    2021, 40 (10): 1-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210015 摘要 （741）      PDF （174KB）（497）    可视化    系统从初始态演化到目标态所需要的最短时间被定义为量子速率极限时间. 此概念可以被用来估量由给定量子态到期望目标态的最大演化速率. 本文主要回顾了从封闭系统量子速率极限时间过渡到开放系统量子速率极限时间的发展历程，并讨论了非马尔科夫环境对开放系统量子速率极限时间的影响. 希望能对今后量子速率极限时间的发展有所帮助. 相关文章 | 多维度评价

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20. 从时间演化角度讲解光电效应 何峰 大学物理    2022, 41 (5): 6-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210300 摘要 （563）      PDF （243KB）（496）    可视化    光电效应是光和物质相互作用的最基本过程之一.一般地，光电效应的讲解是基于爱因斯坦的光电效应公式，是从能量的角度讲解光 电子发射.本文提出一种从时间演化角度讲解光电效应的方法，揭示光电子在任意时刻吸收任意能量的光子，但不同时刻的量子跃迁 振幅相互干涉，时间演化完成后不符合爱因斯坦光电效应公式的事件恰好干涉相消，而符合光电效应公式的事件干涉加强.文章还将 这一理解与费曼路径积分理论相结合，并指出其关联性.有了从时间演化角度对光电效应的理解，可以引导学生设计时域杨氏双缝干 涉实验. 相关文章 | 多维度评价

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21. 大学物理设计实验: 李萨如图形演示装置研究 吴 晗, 于 瑶, 游胤涛, 唐永军, 张锦龙 大学物理    2021, 40 (10): 36-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210147 摘要 （1700）      PDF （276KB）（485）    可视化    本文介绍了一种大学物理综合设计性实验，自制李萨如图形演示装置. 首先理论上分析了由薄膜受迫振动形成李萨如图形的原因. 实验结果表明，李萨如图形的形状和大小会随着驱动声源频率的增加做周期性的变化; 最后根据测得的共振频率值计算出乳胶气球表面积扩大一倍时的等效表面张力值约为 46.00 N /m，表明该装置具有一定的实际应用性 相关文章 | 多维度评价

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22. 单摆周期的系统误差分析 邵 云 大学物理    2022, 41 (1): 32-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210247 摘要 （2705）      PDF （353KB）（467）    可视化    文章逐个分析计算了单摆的摆角、摆球的自转、摆线质量、空气浮力以及空气阻力对于单摆周期的影响，以 1 m 长5°小幅单摆为例，得到这 5 种因素带来的系统相对误差分别为+ 0. 45‰、+ 0. 02‰、- 0. 45‰、+ 0. 07‰、- 0. 14‰，合计仅为-0.05‰，即这 5种误差因素几乎相互抵消，小幅单摆实验在理论上的系统误差极小.文章给出了较为详细的推理、计算和分析过程，尤其空气阻力矩的推理过程以及图、表等，意在提供较为完整和准确的认识.文末，针对人们在空气阻力认识上可能存在的某些不足，文章给出了几点必要的说明. 相关文章 | 多维度评价

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23. 无限大非接地导体平板的静电感应 付全红, 郑建邦, 樊元成, 张富利 大学物理    2021, 40 (11): 5-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210041 摘要 （886）      PDF （239KB）（465）    可视化    利用静电场边值问题的唯一性定理，严格分析无限大非接地导体平板的静电感应问题，利用 COMSOL 多物理场仿真软件对理论计算结果进行验证. 相关文章 | 多维度评价

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24. 一维束缚态粒子无简并定理的证明 高思杰 大学物理    2022, 41 (4): 1-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210493 摘要 （1349）      PDF （614KB）（463）    可视化    本文对量子力学中的一维束缚态无简并定理进行了讨论，指出一般教材中对该定理的证明适用于波函数不存在节点的情况. 通过分析波函数在节点附近的行为，我们证明了该定理在波函数存在节点时仍然成立. 相关文章 | 多维度评价

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25. 基于电磁感应原理的单摆法测量重力加速度 魏杰, 易家乐, 喻慧琴, 杨帆, 田勇, 何小风, 里霖, 胡晓军 大学物理    2022, 41 (5): 52-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210435 摘要 （492）      PDF （265KB）（448）    可视化    本文将单摆法与电磁感应原理相结合，用永磁球体作为摆球，并且在其正下方放置多匝线圈.当摆球做简谐运动时，线圈内部磁通量对应地发生周期性变化，从而产生周期性的感应电动势. 使用滤波器模块过滤噪声，并利用示波器采集周期性信号. 通过判读电动势信号即可准确获取单摆的周期信息. 进一步通过改变摆球和线圈之间的相对高度衡量电磁阻尼对于测量的影响，发现测量的周期与相对高度无关，说明电磁阻尼是可以忽略的，这与半定量分析结果是一致的.本文测量的重力加速度实验值与本地参考值有很好的一致性. 相关文章 | 多维度评价

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26. 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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27. 光纤温度传感器实验的改进与分析 冉 露, 廖红波 大学物理    2022, 41 (1): 73-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210258 摘要 （435）      PDF （558KB）（426）    可视化     本文利用价格低廉的 1 310 nm商用光纤分束器、铝箔导热等对光纤温度传感器实验装置进行了改进，并测量了改进后传感器的温度系数，发现改进后的温度系数更加稳定，导热条件对温度系数的测量影响较大. 最后对此实验的教学提出了建议. 相关文章 | 多维度评价

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28. 蜃景形成的原理及实验验证 韩润泽 大学物理    2021, 40 (11): 74-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210046 摘要 （488）      PDF （620KB）（424）    可视化    本文研究了非线性折射率梯度流体中蜃景形成的原理. 基于菲涅耳定律建立了光路模型，在此模型基础上借助 Matlab 模拟出光路以及蜃景成像规律.配置了一种竖直方向上折射率负指数梯度变化的溶液，用激光照射该溶液得到实际光路; 借助 Tracker 软件提取光路数据点，利用 Matlab进行数据分析，实验光路函数和成像位置与菲涅耳定律预测结果一致.我们还分析了在实验中忽略掉次要因素的合理性，说明了菲涅耳定律解释蜃景形成的正确性. 相关文章 | 多维度评价

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29. 再论光速不变原理和洛伦兹变换 余勇 大学物理    2022, 41 (6): 37-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210391 摘要 （566）      PDF （147KB）（418）    可视化    根据相对性原理和光速不变原理不仅可以得到洛伦兹变换关系，而且可以证明运动的相对性条件，即爱因斯坦条件成立. 同时表明在相对性原理假设下，光速不变原理、间隔不变性和洛伦兹变换关系这三者等价. 相关文章 | 多维度评价

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30. 均匀磁化永磁棒的磁场 陈伊涵, 张译文, 张艳芳, 黄飞 大学物理    2022, 41 (4): 81-.   DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.210462 摘要 （456）      PDF （1009KB）（416）    可视化    本文综合运用分子电流观点及磁荷观点，系统地计算了沿轴向、横向及其它任意方向均匀磁化的有限长永磁棒在轴线上的磁场以及无限长永磁棒在全空间的磁场. 相关文章 | 多维度评价

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31. 计算物理课程的本研协同建设 吕广宏, 梁林云, 姜 寅, 周洪波, 胡 地, 竺礼华, 耿立升, 满兴坤, 李 博, 周 苗, 张玉洁, 刘利民, 金 硕, 宋春艳, 张 颖, 舒小林 大学物理    2022, 41 (1): 1-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210162 摘要 （668）      PDF （330KB）（414）    可视化    随着信息技术的快速发展和学科间不断交叉渗透，作为与理论物理和实验物理并列的第三种研究物理现象和规律的方法，计算物理变得越来越重要.然而，由于学科发展相对较晚以及学科自身的一些特点，本科生和研究生的计算物理课程教学尚未形成较成熟的体系.本文主要介绍北京航空航天大学本科生和研究生计算物理课程协同建设的探索和实践情况.本科生课程定位于掌握计算物理的基础理论知识和解决物理问题的案例实践，课程教学小班化;研究生课程定位于构建计算物理坚实的专业基础和宽广的知识结构，突出专业性和前沿性，重视计算实践能力，并开设计算物理二级学科平行课.本文主要介绍了从课程内容、教学方式和考核手段等方面进行的协同建设的探索与实践，这项探索使得本科生和研究生课程在内容、结构和方式上具有连续性和统一性. 相关文章 | 多维度评价

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32. 下落的塔稳定性条件探究 肖向君, 陈可鉴, 刘天奇 大学物理    2021, 40 (12): 74-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210076 摘要 （745）      PDF （705KB）（413）    可视化    把相同的圆盘摞起来以形成一个自立式的塔，底部的圆盘能通过施加一个突然的水平力来去除，同时保持塔的剩余部分立着坐落在桌面上.本文将探究此现象并确定允许塔保持站立的条件.理论方面，分阶段进行了动力学分析，发现判断塔是否发生坍塌的关键在于塔触地瞬间的位形.实验方面，创新地采用电机转轴带动绳子拉圆盘以施加水平力，提升了实验的可控性和可重复性;探究了水平力作用点高度、圆盘厚度与半径之比、塔层数对塔稳定性的影响.理论与实验趋势大体较好符合，两者差异处有合理的分析与解释. 相关文章 | 多维度评价

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33. 眼镜轴距与人眼瞳距便捷测量方法 周思颖, 常凯歌, 毛胜春, 高 博 大学物理    2021, 40 (12): 55-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210044 摘要 （1521）      PDF （708KB）（413）    可视化    当人眼的瞳距与其所戴眼镜的轴距不匹配时，看到的景物会变形、失真和模糊，造成视觉疲劳，对眼睛造成不可逆的伤害. 本论文提出了采用激光笔、尺子和手机拍照的人眼瞳距与眼镜轴距的自主测量方案，通过分析光学成像原理，建立激光笔四种位置模式的眼镜轴距测量模型，给出眼镜两镜片度数相同和不同时的计算公式.搭建实验平台进行了实验，分析了影响精度的因素，并采用 Tracker 视频分析软件来进一步减小测量误差.最后，采用手机拍照来准确测量人眼的瞳距，从而实现了人眼瞳距与眼镜轴距的便捷测量，以及它们是否匹配的准确判别. 相关文章 | 多维度评价

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34. 从波动光学角度解析彩虹 贾嘉琪, 黄 振, 许清滢, 吴青林 大学物理    2021, 40 (11): 69-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210114 摘要 （984）      PDF （883KB）（410）    可视化    彩虹是一种常见的自然现象.在光学教学中，通常用费马原理推出彩虹角.而本文从波动光学出发探究彩虹的原理与特征，运用菲涅耳公式定量计算出主虹与副虹的光强，从而给出彩虹角的理论解释，并利用计算结果证明彩虹是高度偏振的部分偏振光. 相关文章 | 多维度评价

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35. 元激发和准粒子 郭星原, 杨鹤佳, 开来, 梁军请 大学物理    2022, 41 (3): 32-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210410 摘要 （542）      PDF （806KB）（403）    可视化    元激发或准粒子用于描述宏观物体处于低激发态时的物理性质.不同物理模型对应着不同准粒子,这些独立的准粒子的集合体，使本来复杂的多体问题变得易于处理.在三维及以上的空间中，按照粒子的自旋属性，自旋为半奇数的符合费米-狄拉克统计，自旋为整数的符合玻色-爱因斯坦统计.1977年，Leinaas和Myrheim在研究二维空间拓扑性质后，提出一种遵循分数统计规律的准粒子——任意子，随着二维物理系统的发展，任意子从纯理论研究成为实际研究对象. 相关文章 | 多维度评价

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36. 基于 LabVIEW 的电位差计虚拟实验系统 李文韬, 孙茜茜, 陆辰凌, 余茗舟, 张红光, 王增旭 大学物理    2021, 40 (11): 59-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210194 摘要 （615）      PDF （791KB）（395）    可视化    为了帮助学生进行线上物理实验课程的学习，同时实现实验操作的上机考试，在 LabVIEW平台上设计开发了“十一线电位差计测量电动势”的虚拟仿真实验软件，它完全仿真实际仪器，虚拟实验仪器的操作步骤与实验精度与教学使用的实验仪器一致，同时虚拟仪器配有操作提示和说明，帮助学生在电脑上进行实验原理和实验过程的预习和复习. 软件可完全脱离编程平台，可以在不需要预装软件的情况下在其他计算机上使用. 本文详述了虚拟仪器的设计方法和参数的选择依据，并提供了系统的编程框图. 相关文章 | 多维度评价

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37. 《大学物理》2021 年总目次 大学物理    2021, 40 (12): 85-.   摘要 （268）      PDF （170KB）（393）    可视化    相关文章 | 多维度评价

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38. 旋转纸牌轨迹的近似理论计算 朱世栋, 黎秋航, 侯吉旋, 陈 乾 大学物理    2021, 40 (10): 56-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210097 摘要 （423）      PDF （613KB）（392）    可视化    从刚体力学和空气动力学的角度，对 2020 年国际青年物理学家锦标赛的第 17 题“玩纸牌( Playing Card) ”进行了理论分析和一定的实验验证，计算出了一个水平扔出旋转纸牌的轨迹方程，并通过参数分析讨论了纸牌运动的一些规律.研究发现，影响纸牌运动的主要力是下表面的空气阻力，它一方面导致了纸牌的进动，一方面通过进动产生了三个方向的分力，从而影响了纸牌的轨迹.本文最后通过自主设计的纸牌发射器验证了理论的合理性. 相关文章 | 多维度评价

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39. 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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40. 狭义相对论教学中的几个问题 王 雷 大学物理    2022, 41 (1): 24-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210190 摘要 （629）      PDF （273KB）（387）    可视化    本文讨论了相对论教学中几个方面的问题，包括常见例子的问题，洛伦兹变换的方便形式，同时相对性例子在另一参考系的讨论，长度测量在另一参考系看到的现象，时间延缓及运动参考系各点时间不同和光的多普勒效应的简单推导.通过不同过程在不同参考系中的讨论，掌握在运动系讨论问题的方法，以及同一过程在不同惯性系内的不同表现，而所有现象的测量结论在洛伦兹变换下保持不变. 相关文章 | 多维度评价

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41. 光的概念与本质 葛葆安 大学物理    2022, 41 (5): 25-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210406 摘要 （519）      PDF （173KB）（383）    可视化    光是人类最早从宇宙感受到的实惠.光学是物理学研究中最古老分支之一. 对光的本质认知的最大挑战应该是光是否遵循“熵”增原理. 相关文章 | 多维度评价

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42. 低成本改进一种简易测定水的汽化热实验装置 李金英, 刘霜, 王萌, 杨雨馨 大学物理    2022, 41 (3): 23-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210215 摘要 （379）      PDF （803KB）（378）    可视化    针对大学物理实验手动测定水的汽化热装置存在蒸汽冷凝严重、冷凝水混入量热器、蒸汽温度测量不准确从而导致较大系统误差、影响实验教学效果的问题，本文对实验装置结构进行了适当改进，通过自制四口瓶蒸汽过滤器代替传统简易蒸汽过滤器，对实际蒸汽温度进行了测定，从而降低了系统误差；通过在蒸汽输气管上加装可调温电热加热套，减少了水蒸气冷凝对实验结果的影响. 实验结果表明，该改进装置稳定可靠、成本低且测定精度高，可以使测量结果与公认值的相对偏差从未改进前的10.4%降低到3％以内. 相关文章 | 多维度评价

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43. 极坐标下椭圆环和椭圆盘刚体的转动惯量 黎磊, 蔡粤, 李文军, 刘婷婷, 万慧军 大学物理    2022, 41 (4): 14-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210273 摘要 （606）      PDF （1140KB）（363）    可视化    本文在平面极坐标下计算了匀质椭圆环和椭圆盘刚体对过焦点和过中心且垂直于环、盘平面的转轴的转动惯量，并研究了转动惯量随椭圆离心率的变化关系． 相关文章 | 多维度评价

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44. 新工科背景下建筑类高校大学物理教学改革探究 刘艳玲, 古金霞, 梁春恬, 田 维, 宋 峰 大学物理    2022, 41 (1): 56-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210132 摘要 （592）      PDF （467KB）（362）    可视化    大学物理是高等院校理工类各专业大学生的一门重要的公共基础必修课.本文结合新工科背景和时代特点，以天津城建大学大学物理教学为例，介绍了其所进行的一系列探索性教学创新改革，并对创新效果和存在的“痛点”问题进行了分析总结，探索了培养具有扎实物理功底的建筑类人才的有效途径. 相关文章 | 多维度评价

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45. 光由光密介质射向光疏介质时半波损失的条件 邱慧斌, 吴俊杰, 肖东华, 胡天一, 钟乘杰, 李晓彬 大学物理    2022, 41 (6): 40-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210465 摘要 （3101）      PDF （475KB）（355）    可视化    本文通过对反射波和入射波振幅的比值关系进行详细解析推导、作图呈现和分析讨论，给出反射光和入射光相位差在折射率-入射角空间的详细分布图，并指明半波损失发生的各种条件，其中包括光由光密介质射向光疏介质时反射光发生半波损失的条件. 研究表明当光束由光密介质射向光疏介质时反射波也可能发生半波损失，而当光束由光疏介质射向光密介质时反射波也不是一定会发生半波损失. 澄清和补充了一些现有教科书中不很明确的结论.  相关文章 | 多维度评价

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46. 基于电磁感应法测量亥姆霍兹线圈磁场的改进 徐林超, 向文丽 大学物理    2022, 41 (1): 68-.   DOI: 10.16854 / j.cnki.1000-0712.210195 摘要 （890）      PDF （457KB）（353）    可视化    本文在电磁感应法的基础上，通过与亥姆霍兹线圈串联使电容达到谐振的改进方法，测量了不同电容参数下的亥姆霍兹线圈磁场分布，并利用 Origin软件拟合分析了亥姆霍兹线圈磁场与中心轴线位置的关系.实验结果表明，基于电磁感应的改进方法测得的亥姆霍兹线圈磁场精确度在一定程度上均大于传统电磁感应法的测量结果，3 种电容选择中，串联电容为0.099×10-⁶ F时，精确度最高，拟合的亥姆霍兹线圈磁场与中心轴线位置的关系式与理论状态下的公式基本吻合.改进方法的实验效果明显，精确度高，科学可行，是一种值得推广的测量亥姆霍兹线圈磁场的改进方法. 相关文章 | 多维度评价

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47. 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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48. 信息技术融入电动力学课程建设的思考与实践 谢双媛, 王祖源, 倪忠强 大学物理    2022, 41 (3): 1-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210349 摘要 （488）      PDF （1110KB）（344）    可视化    电动力学是物理学专业的专业核心课，是培养新时代物理学人才重要的支撑课程．本文围绕课程教学目标、教学内容、教学方法、教学评价等方面，阐述了融入信息技术、采用线上线下混合式教学模式，建设电动力学课程的思考和实践研究． 相关文章 | 多维度评价

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49. 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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50. 通过完整的麦克斯韦方程导出电磁场的相对论变换 黄永义 大学物理    2022, 41 (5): 19-.   DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.210390 摘要 （513）      PDF （179KB）（335）    可视化    通过完整的麦克斯韦方程和相对性原理导出电场强度、磁感应强度、电位移矢量、磁场强度、电荷体密度和电流密度矢量的相对论变换.  相关文章 | 多维度评价