大学物理

晶体X射线衍射模型和布拉格方程的一般推导

胡建民王蕊王春婷张超王月媛

2015, 34(3): 1-1.

摘要 ( 2003 )

PDF (192KB) ( 2486 )

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在多光束晶面反射模型的基础上采用单光束晶面反射模型推导了晶体X射线衍射的布拉格方程,并给出更具普遍意义下布拉格方程的推导过程.

椭球型等能面电子回旋共振有效质量的计算

朱瑞华刘红玉

2015, 34(3): 3-3.

摘要 ( 914 )

PDF (279KB) ( 662 )

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计算了椭球型等能面的回旋共振有效质量.证明了回旋共振有效质量与垂直于外磁场的截面选取无关.当外磁场的方向确定时,椭球型等能面上所有电子的回旋共振有效质量相等.

平面质点系绕质心轴转动惯量的一个定理及应用

鲍四元[] 邓子辰[]

2015, 34(3): 6-6.

摘要 ( 1765 )

PDF (333KB) ( 644 )

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提出如下定理：平面质点系对过质心且与质点系所在平面垂直轴的转动惯量在数值上等于任意两质点的质量与它们距离平方乘积之和除以质点系的总质量.该定理不需要确定质点系质心的位置,而是基于各质点间连线距离.给出该定理在杆系和板问题中的若干应用,如多边形杆边框、杆板混合结构、分形板等.所给定理具有一定的理论意义和实用价值.

庞加莱代数在不同符号约定下的不同形式

李雪松[] 张宏浩[]

2015, 34(3): 10-10.

摘要 ( 732 )

PDF (399KB) ( 860 )

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分析比较了庞加莱代数在数学家的约定和物理学家的两种约定等三种常用符号约定下的不同形式,在确定符号的过程中用到了无穷维表示和群表示方法等两种较为简便的推导方法,给出了不同符号约定之间的比较和转换关系.

基于保角映射的镜像法的应用

王福谦

2015, 34(3): 14-14.

摘要 ( 934 )

PDF (997KB) ( 721 )

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将镜像法与保角变换法相结合,求解复杂形状边界的二维边值问题,得出电场分布规律,并通过Matlab数据处理软件的数值计算功能进行数值模拟,绘制出其电场线与等势线（面）分布图,验证了所得结论的正确性.此方法拓展了镜像法的应用范围,为求解边界形状复杂的二维静电场的边值问题提供了一种新的思路和途径.

共焦椭圆导体柱板间的电场分布

贾秀敏

2015, 34(3): 17-17.

摘要 ( 663 )

PDF (156KB) ( 430 )

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根据椭圆柱板间的等势线方程,利用解析函数的性质,导出了共焦椭圆柱板间的电场分布.

圆形薄板二维驻波的研究

方奕忠王钢沈韩崔新图廖德驹冯饶慧

2015, 34(3): 19-19.

摘要 ( 1324 )

PDF (1222KB) ( 1512 )

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在理论上和实验上对圆形薄板二维驻波波节图形（克拉尼图形）进行了研究,通过在极坐标下对圆形薄板的竖向小振动方程进行分离变量,求解出圆形薄板小振动方程在自由边条件下的解析解的简正模式,并进行了数值模拟.发现通过调节圆形薄板上点振动源的位置和频率,可精确控制薄板上出现的克拉尼图形.实验上观察到了仅有圆形波节线,仅有辐射状波节线,以及两种波节线同时存在3种情形,且波节线的数量可严格控制.并在此基础上计算了圆形薄板上二维振动的波矢和波速,以及弹性模量等物理量,且理论结果跟实验符合得很好.

磁滞回线实验图形畸变现象的讨论与分析

野仕伟郝军华王云峰

2015, 34(3): 25-25.

摘要 ( 1690 )

PDF (311KB) ( 679 )

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对铁磁材料的磁滞回线进行了三次函数拟合,并用拟合参数给出了Hm、Bm、Hc、Br的表达式.计算出了励磁线圈和探测线圈中的电流强度随时间的变化关系,并依此结果对实际测量中出现的磁滞回线形状失真畸变作出了解释.

基于半导体位移传感器的磁致伸缩系数计算机测量

方运良[] 崔娟[] 郑源明[]

2015, 34(3): 29-29.

摘要 ( 655 )

PDF (1102KB) ( 486 )

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应用压敏电阻构成的桥式高灵敏度位移传感器把测量磁致伸缩系数的微位移量转化为电量输出,计算机通过STM32微控制器对电量信号同步采集与显示,实现对磁致伸缩系数测量的实时监测.测量的结果准确度较高、样品更换方便、效率高.

瑞利散射演示实验的改进

张海君张程穆良柱

2015, 34(3): 33-33.

摘要 ( 964 )

PDF (1032KB) ( 943 )

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蛋白玻璃的主要成分为二氧化硅,内部含有大量无规则分布的纳米气泡,其尺寸远小于可见光的波长.以蛋白玻璃为散射介质,对现有的瑞利散射演示实验进行改进,可以演示介质厚度改变对散射光和透射光的影响,并对比分析瑞利散射光的偏振特性.实验装置简单,易于操作,实验现象直观.

维纳的哥廷根情缘及其与玻恩的彼此评价

厚宇德[] 韩小菊[] 张德望[]

2015, 34(3): 36-36.

摘要 ( 635 )

PDF (1185KB) ( 601 )

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维纳是20世纪著名的数学家、控制论创立者.哥廷根大学对维纳的学术生涯影响巨大.玻恩是20世纪伟大的物理学家.维纳与玻恩有过一段合作的经历.在维纳看来,这是值得骄傲的研究,但是在玻恩看来这一合作充满遗憾.维纳一直对于玻恩评价极高,但是玻恩对维纳的评价,正如他自己所说,存在偏见、有失公允.

新型霍尔元件物理特性实验装置的制作

黄阳琨[] 唐芳[] 张蔚航[] 郭昭君[]

2015, 34(3): 41-41.

摘要 ( 766 )

PDF (1103KB) ( 437 )

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设计并制作了一套新型实验装置,通过线性和开关型霍尔元件特性测试的巧妙组合,得到开关型霍尔元件开关磁感应强度的大小及其磁滞回特性曲线.该实验装置可帮助学生加深对霍尔元件物理特性的认识.

基于RLC谐振电路研究非接触弹性摆受迫振动的运动特性

吴静[] 姚宇峰[] 常晓雅[] 王鑫磊[]

2015, 34(3): 46-46.

摘要 ( 828 )

PDF (362KB) ( 554 )

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实验通过电磁激振方式驱动弹性摆作受迫振动,并巧妙利用RLC谐振电路中电容值在适当频率范围内的微小变化会导致电阻R上产生较大压降变化这一现象,把弹性摆与电容特性联系起来,间接得到电压变化与弹性摆运动变化的关系,进而实现通过改变激振频率来研究摆受迫振动的幅频特性与相频特性的研究目的.

倒扣在水中的容器内燃烧蜡烛的熄灭及相关现象的研究

念达[] 于润泽[] 王引书[] 刘斌[] 李兰秀[]

2015, 34(3): 50-50.

摘要 ( 1221 )

PDF (589KB) ( 1287 )

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将一支蜡烛置于水中,点燃后在其上倒扣一只量筒,观察到倒扣量筒之后蜡烛逐渐熄灭,并伴随着量筒内水面的上升,进入量筒的水的体积约为其中气体体积的20%.我们从理论上分析了物理因素和化学因素对蜡烛熄灭和量筒内水面上升的影响,其中化学因素带来的量筒内气体体积的改变量约为3.2%-7.16%,认为液面上升最主要的原因是物理因素的贡献,即蜡烛燃烧放热导致空气从量筒中溢出,蜡烛熄灭后温度降低使量筒内外产生压强差所致.进一步设计实验证实了蜡烛熄灭后,由物理因素导致进入量筒内水的体积为原来量筒内气体体积的10.65%-12.98%,而化学因素带来的改变量不足2%,量筒内液面上升的主要原因为物理因素的贡献所致.

高频通电导线间电磁感应及趋肤效应系列实验研究

张晴[] 倪敏[] 郑源明[] 马丽娜[]

2015, 34(3): 56-56.

摘要 ( 930 )

PDF (394KB) ( 1174 )

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设计一组通电导体间电磁感应及趋肤效应实验,可观测通电导线间和同轴电缆线的共模干扰现象;利用自制的高频电磁感应综合实验仪观测高频载流导线的趋肤效应,并利用串联谐振测量因趋肤效应引起的良导体损耗电阻随频率增大的特性,证实趋肤效应是由电磁感应现象引起的,并对电磁感应能量无线传输进行验证,上述系列实验有利加深对电磁感应原理及作用的理解.

玻尔兹曼分布的严格推导

陈凌蛟[] 侯吉旋[]

2015, 34(3): 60-60.

摘要 ( 1717 )

PDF (531KB) ( 1040 )

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在运用较高精度的斯特林公式基础上,利用拉格朗日不定乘子法,结合带拉格朗日余项的n元泰勒展开式,以兰伯特W函数的形式,给出了精度更高的一种玻尔兹曼最概然分布及其严格的理论推导,并附带给出较低精度的斯特林公式下的推导结果.此方法可以很容易推广到玻色分布和费米分布中去.

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