大学物理

Frullani 积分

吴崇试

2017, 36(4): 1-5. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.04.001

摘要 ( 2264 )

PDF (347KB) ( 631 )

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从复变函数的角度探讨了Frullani 积分存在条件，并将之尽可能弱化，以覆盖形式更广泛的被积函数，包括多值函数以及特殊函数.

一维谐振子势阱中二全同粒子的空间关联

刘志伟，孙保元

2017, 36(4): 6-11. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.04.002

摘要 ( 1303 )

PDF (1663KB) ( 653 )

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针对一维谐振子势阱中由两个全同粒子组成的体系，假设其空间波函数分别具有以下3 种交换对称性: 1) 没有交换对称性，2) 对于交换是反对称情况，3) 对于交换是对称情况，讨论了二粒子空间相对位置的分布概率.并由此将量子力学教材中自由粒子情况下的结论推广至一维谐振子束缚态情形，即两个全同粒子无论是处于自由态还是束缚态，在空间波函数换对称的情况下，两个粒子靠拢的概率最大，而交换反对称情况下，两个粒子靠近( r→0) 的概率趋于零.论文结论有助于加深对量子力学中全同粒子交换对称性及其物理效应的理解.

质点自由下落和上抛运动的精确解及偏移量和能量的讨论

鲍四元，沈峰，陈留凤

2017, 36(4): 12-16. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.04.003

摘要 ( 1158 )

PDF (301KB) ( 653 )

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基于质点自由下落和上抛在非惯性系下的动力学微分方程，得到质点坐标的精确解，然后获得两类问题的东西方向偏移量.得到了动能和势能的表达式，验证了运动过程中机械能守恒的特点.算例讨论了不同初始高度和不同初始速度下的偏移量值.

对称非线性弹簧振子的振动周期的级数解

王树平

2017, 36(4): 15-16. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.04.004

摘要 ( 1316 )

PDF (158KB) ( 542 )

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用积分法求出了对称非线性水平弹簧振子的振动周期的级数解，并对所得结果进行讨论，得到了线形弹簧振子的振动周期以及x³ 振荡器的振荡周期.

灵敏电流计线圈运动时电磁动量与机械动量的转化

浦天舒，姜若诗，杨波，宫继斌

2017, 36(4): 17-21. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.04.005

摘要 ( 1067 )

PDF (538KB) ( 656 )

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依照场的观点，分析灵敏电流计线圈在临界阻尼、过阻尼和欠阻尼三种运动中电磁动量与机械动量的转化情况.由于电磁动量正比于线圈偏转时的角位移，使难以测量的电磁动量成为宏观上的可测量.

椭球形线圈磁场均匀性的研究

江俊勤

2017, 36(4): 22-27. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.04.006

摘要 ( 1078 )

PDF (2928KB) ( 599 )

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用我们提出的数字图像法研究了载流椭球形线圈内部磁场的均匀性. 利用Mathematica 杰出的计算能力和数字绘图功能，绘制了疏绕旋转椭球形线圈磁场的三维分布图，给出了满足各种指定均匀度所对应的椭球区域，指出了现有文献研究圆柱形均匀区的不合理性.本文为电磁场均匀性研究提供了一种方便可靠的方法.

任意四边形载流线圈的空间磁场计算

邝向军

2017, 36(4): 28-31. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.04.007

摘要 ( 1133 )

PDF (358KB) ( 802 )

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从教材中一个常见例题的结论出发，首先导出了载流直导线磁场的x、y、z 分量表达式.然后，利用这一表达式，采取分段计算然后叠加的方法，对任意形状的四边形载流线圈的磁场进行了计算，并对矩形线圈和方形线圈的特殊情况进行了讨论.

霍尔效应实验数据的新应用 ———提取副效应与螺线管参数

牛中明，汪洪，张子云，王章银

2017, 36(4): 32-35. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.04.008

摘要 ( 1500 )

PDF (902KB) ( 1328 )

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基于霍尔效应测量通电螺线管内部磁场的实验数据，提出了评估霍尔元件副效应的方法，包括霍尔元件的不等势电压降以及能斯托效应和里纪-勒杜克效应引起的附加电势，并详细讨论了它们对结果的影响.进一步，借助Origin 软件，利用通电螺线管磁场分布的理论公式拟合相应的实验数据，非常准确地估测了螺线管的基本参数，包括螺线管总匝数、长度及平均半径等.

利用电子自旋共振测量自由基未成对电子的朗德g 因子和超精细结构

杨楠，汤勉刚

2017, 36(4): 36-39. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.04.009

摘要 ( 1935 )

PDF (807KB) ( 875 )

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应用了电子自旋共振技术来研究有机半导体1，1 -二苯基-2-三硝基苯肼( DPPH) 中自由基未成对电子的超精细结构和塞曼劈裂.通过测量共振磁场大小和微波频率，我们得到了自由基未成对电子的朗德g 因子.在实验中，一种混合接头 ( magic-T) 波导管被用来提高信噪比.朗德g 因子的测量结果为2.033±0.0003，与其他实验中测得的期望值2.0036 相吻合.这方法可以用以研究各种材料、生物系统中自由基未成对电子，并可进一步应用于研究电子芯片微电感上的自由基.

将物理学史引入大学物理教学的实践方法研究

宁长春，陈天禄，汪亚平，胡海冰

2017, 36(4): 40-45. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.04.010

摘要 ( 1354 )

PDF (770KB) ( 909 )

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根据具体的教学内容去搜集相应的物理学史料，将之融入教学过程; 寻找典型的物理学史事件，以之为线索来串联和粘合散见于教学内容中的物理学知识，以及在平时有意的开展一些物理学史研究，用来支持大学物理教学等3 种手段，是我们认为将物理学史引入大学物理教学当中比较切实可行、且容易形成规范化的一种实践方法.介绍了这种实践方法的实践过程.认为将物理学史引入大学物理教学，对培养和提高学生的科学素养和科学方法起到了积极作用.

基于智能手机的迈克耳孙干涉自动计数系统

崔大钧，宋宇航，熊畅，唐芳，陈彦，李朝荣

2017, 36(4): 46-49. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.04.011

摘要 ( 1122 )

PDF (1126KB) ( 880 )

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在迈克耳孙干涉测波长实验中，计数干涉圆环的吞吐数量历来是实验者头疼之事，本文开发了一种基于智能手机的自动计数软件系统.该软件通过智能手机自带摄像头采集干涉环图像，经滤波分析自动计算干涉圆环吞吐数.该系统操作简单，计数精度可以达到0.5 环，大大提高了测量准确度.随着智能手机的普及应用，该系统具有广阔的应用前景.

基于开尔文滴水起电器的废水处理系统

苏晓煌，郑集文，施展，钟映宜，张紫莹，蔡志岗，王嘉辉

2017, 36(4): 50-56. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.04.012

摘要 ( 1371 )

PDF (1899KB) ( 550 )

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基于开尔文滴水起电原理提出了一种利用高压静电场对废水进行氧化的废水处理系统.为了提高对废水的氧化杀菌效率，研究了影响起电效果的因素，并根据实验数据优化了废水处理系统的结构.经过验证实验表明，提出的高压静电场废水处理系统，能有效将亚甲基蓝溶液氧化，体现了氧化杀菌的能力，且无需输入外界能源，具有环保、无二次污染的优势.

开尔文滴水起电机优化研究

袁伟丽，陈杏梅，苏艳霞，黄森，郭超明，李栋宇

2017, 36(4): 57-60. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.04.013

摘要 ( 1303 )

PDF (1495KB) ( 1113 )

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开尔文滴水起电机具有丰富的物理思想而倍受物理工作者的关注.由于开尔文起电机起电效果影响因素诸多，其中湿度的影响尤为显著.如何在湿度较高环境下，提高开尔文滴水起电机的起电性能成为当前的研究热点.本文对开尔文滴水起电机的制作材料、水滴流速、感应环匝数、滴嘴到感应环距离和滴落距离等方面进行优化.改良后的开尔文滴水起电机的起电时间大幅度缩短，且在空气相对湿度达85%的环境中，起电现象也非常明显.

分层进阶探究题在“电磁学”教学中诊断功能及其应用

卢荣德，程福臻

2017, 36(4): 61-65. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.04.014

摘要 ( 1163 )

PDF (641KB) ( 655 )

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介绍“分层进阶探究题”在“电磁学”教学实践中的应用，以案例的形式把三类不同类型的分层进阶探究题应用到诊断或研究学生“错误概念”中，有效地展示了教学实践中趣味思考、分层进阶、情景探究的教学思想.

封面说明

穆良柱

2017, 36(4): 66.

摘要 ( 534 )

PDF (171KB) ( 210 )

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今年是路德维希·玻尔兹曼( Ludwig Boltzmann)发表划时代著作[1]140 周年.在此文中，玻尔兹曼明确提出了一个封闭热力学体系处于平衡状态的熵与其微观状态数的关系，用今天习惯的记号，即S=k ln Ω.这一公式揭示了自然界的一个重要规律，对于之后物理学，特别是统计物理学的发展起到了奠基的作用.

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