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当期目录

    2017年 第36卷 第11期 刊出日期:2017-11-20
      
    教学研究
    电场线两大性质是静电场两大定理的形象表述
    梁灿彬,曹周键,陈陟陶
    2017, 36(11):  1-4.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.001
    摘要 ( 1157 )   PDF (493KB) ( 792 )  
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    谁都知道电场线起于正电荷,止于负电荷,在无电荷处不中断.我们称此为电场线的性质1.你知道这是高斯定理的逻辑结果吗?你知道“没有高斯定理就没有性质1吗”?可是有人喜欢用“电场线在无电荷处不中断”这一性质轻易地证明高斯定理,这就犯了因果倒置的逻辑错误.
    引入Mathematica开展原子核物理中α衰变势垒隧穿模型教学的探索
    刘健 王殿生 张立红 刘超卓 亓鹏
    2017, 36(11):  5-11.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.002
    摘要 ( 1235 )   PDF (993KB) ( 613 )  
    相关文章 | 多维度评价
    原子核物理中α衰变是典型的量子隧道效应,势垒隧穿模型能够很好地解释a衰变的实验规律,包含了丰富的物理思想和巧妙的数学处理方法,但势垒隧穿理论模型的数学推导和计算复杂。为了避开繁琐的数学计算,直观地体现物理思想,引入Mathematica数学软件来开展α衰变势垒隧穿模型的教学。通过Mathematica软件强大的符号和数值计算功能,良好的人机交互性,可以方便地完成复杂的数学推导和数值计算,形象地给出不同势垒的理论计算结果,动态展示出a衰变势垒隧穿的物理图像。在核物理教学中引入数学软件,可有效地提高课堂教学的效率,培养学生自主学习能力,提升教学效果。
    类锂原子基态能量的双参数微扰法研究
    吴锋 孟丽娟
    2017, 36(11):  12-14.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.003
    摘要 ( 1073 )   PDF (479KB) ( 411 )  
    相关文章 | 多维度评价
    提出了一种计算类锂原子基态能量的双参数微扰法. 用该方法计算出的类锂原子(质量数Z=3–10)基态一级近似能量与实验值非常吻合,相对误差在0.2%之内.
    次近邻近似下具有在位势的一维双原子链中杂质引起的局域振动
    吕岿 童国平
    2017, 36(11):  15-17.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.004
    摘要 ( 776 )   PDF (378KB) ( 291 )  
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    考虑原子间次近邻相互作用,讨论了具有在位势的一维双原子链中杂质引起的局域振动,得到次近邻互作用力、在位势共同作用下局域模的存在条件及振动的基本特征.
    教学讨论
    单自由度振系固有频率不含弹簧静变形的充要条件
    陈奎孚
    2017, 36(11):  18-24.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.005
    摘要 ( 909 )   PDF (1330KB) ( 282 )  
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    教材示例几乎都使用固有频率表达式不显含弹簧静变形的例子,但确实存在相反的情形。针对单自由度振动系统,研究了弹簧静变形从固有频率表达式中消失的充要条件。笔者采用了能使广义质量为常数的广义坐标,从而只用研究系统的势能。研究发现静变形消失的充要条件是:在静平衡位置弹簧轴线与其运动端点的轨迹相切,且以弹簧运动端点位移为广义坐标所得到广义质量对广义坐标的导数应为0。
    共焦椭圆导体筒间的电场与电容
    贾秀敏
    2017, 36(11):  25-26.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.006
    摘要 ( 1035 )   PDF (230KB) ( 276 )  
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    摘要:根据共焦椭圆函数,将拉普拉斯方程的求解变为积分运算,进而导出了共焦椭圆筒间的电容与电场分布.
    长直带电导体柱的电场及其电荷面密度
    姜宝钧,王福谦
    2017, 36(11):  27-31.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.007
    摘要 ( 993 )   PDF (1053KB) ( 455 )  
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    通过保角变换法及其变换关系,求解长直带电导体柱的电场分及电荷面密度,利用数学软件MATLAB 对其场分布进行数值模拟,并绘制出电荷面密度的分布曲线.
    关于量子力学中波函数复数表示的讨论
    向梅 马晓栋 路俊哲 魏蔚
    2017, 36(11):  32-34.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.008
    摘要 ( 1999 )   PDF (258KB) ( 758 )  
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    本文以自由粒子为例,分别从薛定谔方程、时间和空间的平移对称性以及波函数的物理意义三个方面,讨论量子力学中平面简谐波应该是复数形式的。
    物理实验
    基于迈克尔逊干涉仪的自相关仪
    刘文军 任守田 潘玉寨 孙正和 郭冠军 高仁喜
    2017, 36(11):  35-37.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.009
    摘要 ( 1750 )   PDF (627KB) ( 673 )  
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    根据大学物理光学中迈克尔逊干涉仪的基本原理,设计实现了基于迈克尔逊干涉仪的自相关仪。分析了利用自相关仪的干涉自相关进行超快激光脉冲测量的原理;进行了实验测试,实现了对超快激光脉冲时间宽度的测量
    微米级圆孔孔径的光电检测
    张成云 刘佐濂 程朗 马浩 周斌
    2017, 36(11):  38-40.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.010
    摘要 ( 995 )   PDF (721KB) ( 523 )  
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    工业生产中经常需要测量微米级圆孔孔径的大小.基于圆孔的夫朗禾费衍射原理,激光经过圆孔衍射在接收屏上形成圆环型条纹分布,孔径改变时,艾里斑区域的激光能量密度随之改变,利用光电池作为光电探测器,只接收大部分艾里斑中心光强信号而屏蔽其它高级次的衍射亮环,光电池输出的电压值反应了孔径直径大小.单片机作为控制系统,采用双光路的光电检测方法,搭建了检测系统.利用已知孔径的圆孔标定系统后,获得电压信号与孔径大小的对应关系,通过拟合可以得到检测系统的函数关系式.实验表明,可以实现50-300 μm孔径大小的检测.
    基于压电传感器的一维弹性碰撞恢复系数测量系统研究
    闫向宏 李辉 亓鹏 林亚宁
    2017, 36(11):  41-44.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.011
    摘要 ( 725 )   PDF (479KB) ( 338 )  
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    利用压电传感器、高速数据采集卡设计了小球与平板之间弹性碰撞恢复系数测量系统,并对该测量系统进行了实验验证。该测量系统采用USB-1616HS高速数据采集卡实时捕捉小球与平板之间的碰撞信号,通过对采集到的碰撞波形序列进行处理,获取相邻两次碰撞时间间隔,从而实现对弹性碰撞恢复系数的测量。实验表明,所设计的弹性碰撞恢复系数测量系统具有结构简单、原理清晰、测量精度高的特点。
    物理学史与物理学家
    黄昆的创新思想与科学贡献
    厚宇德,马青青
    2017, 36(11):  45-49.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.012
    摘要 ( 838 )   PDF (220KB) ( 305 )  
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    黄昆是我国著名物理学家,也是国际著名物理学家.他的学术生涯不同凡响,值得学界研究,值得物理界年轻学人借 鉴; 他的科学创新方法以及严谨的科学态度值得深入系统研究、学习; 他的科学贡献,尤其对于新中国物理界的突出奉献,应 写入中国物理学史册.
    索尔维物理学会议百年历程及其启示
    胡雨宸,陆建隆
    2017, 36(11):  50-57.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.013
    摘要 ( 1133 )   PDF (282KB) ( 531 )  
    相关文章 | 多维度评价
    1911 年开始的索尔维物理学会议是最早的国际著名的系列性学术会议之一,因对物理学发展产生重要影响而在物 理学史上占据了重要地位.本文将百余年举办的26 届索尔维物理学会议分成4 个核心主题进行了较为系统深入的探讨,勾勒 出百余年物理学的发展特点,由此也丰富了物理学史的教育功能.
    物理·自然·技术 ·社会
    多负载谐振耦合式无线输电的传输特性研究
    刘冰 张立红 陈文娟 袁顺东 徐胜男
    2017, 36(11):  58-63.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.014
    摘要 ( 744 )   PDF (1754KB) ( 450 )  
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    针对多负载谐振耦合式无线输电系统中选择最佳负载个数的实际需求问题,利用电路模型建立了系统总效率和负载个数的理论关系式,在多个接收线圈采用对称式和非对称式的排布方式情况下,定量计算得到系统总效率饱和时对应的最佳负载个数;详细研究线圈半径和传输距离对选择最佳负载个数的影响,分析出最佳负载个数主要决定于线圈半径。最后利用ADS2015搭建了仿真实验平台,验证了理论分析的正确性。
    教学改革
    医学类专业物理理论课教学状况比较分析
    童家明 喀蔚波 王晨光 邓玲 韦相忠 江键 屈学民 吉强
    2017, 36(11):  64-69.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.015
    摘要 ( 782 )   PDF (223KB) ( 419 )  
    相关文章 | 多维度评价
    基于2016年、2004年两次调查,比较分析了普通高等学校临床医学、麻醉学、医学影像学、口腔医学、预防医学专业的物理理论课教学状况,指出了当前存在的主要问题与对策.
    大学生园地
    三体问题的一种初等解
    杨洁 姜付锦 邱为钢
    2017, 36(11):  70-72.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.016
    摘要 ( 907 )   PDF (560KB) ( 870 )  
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    质量不同的三个质点,只在相互之间的万有引力作用下,可以选取合适的初始条件,使得运动过程中,三个质点始终保持在旋转变化正三角形三个顶点上。数值计算验证了理论预言,并给出这种三体运动周期解轨迹图形。
    利用布拉维摆测量地球自转的实验研究
    杨阳,谢丽坤,刘桑,徐菲,李多
    2017, 36(11):  73-77.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.017
    摘要 ( 1997 )   PDF (603KB) ( 370 )  
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    地球自转会带来许多非惯性系效应,利用这些效应定量测量地球的自转角速度,是物理学实验研究的一个重要方面,其中,布拉维摆不仅可以定性地体现出地球自转的效应,更是一种精密测定其自转周期的一种方法. 深入研究了利用圆锥摆顺时针和逆时针旋转的周期不同测量地球自转角速度的实验,分析了实验中影响测量精度的关键因素并探讨了控制实验误差的方法,最终得到了与标准值偏差2.3%的结果. 由于地球自转所导致的顺逆周期的差十分微小,而影响周期测量的因素   很多,如何控制其中关键因素的误差就成为实验成功的重要环节. 介绍了如何控制实验条件,以及一些重要的误差来源的分析和控制,对于在普通物理实验条件下成功进行地球自转角速度的测量具有借鉴意义.
    电解质溶液中超声光栅衍射特性的研究
    贾麒霏 雷宏彬 吕林正 崔丽彬
    2017, 36(11):  78-81.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.11.018
    摘要 ( 826 )   PDF (711KB) ( 273 )  
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    实验探究超声光栅衍射在电解质溶液与非电解质溶液中的区别,结果表明电解质溶液中的衍射光强比非电解质溶液的光强明显降低,且电解质溶液中电解质浓度越高,光强越弱。通过求解麦克斯韦方程,在二级近似下得到电解质溶液中超声光栅透射光的0级、1级振幅表达式,理论上证明了由于在电解质溶液中由于存在大量带电离子,因此使衍射光强有明显的下降,理论结果与实验现象一致。
    信息与动态
    欢迎订阅2018 年《大学物理》
    2017, 36(11):  81. 
    摘要 ( 369 )   PDF (103KB) ( 92 )  
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    《大学物理》是中国物理学会主办的、以高校物理教学研究为主要内容的学术性刊物,连续多年被评为中文核心期刊.本刊为月刊,开本为大16 开,页数64 页.国内由邮局发行,可在全国各地邮局订阅,邮发代号: 82 – 320; 国外由中国国际图书贸易总公司发行,发行代号: M 679.国内定价: 16.00 元/期,192.00 元/年.
    封面说明
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    穆良柱
    2017, 36(11):  82. 
    摘要 ( 426 )   PDF (171KB) ( 150 )  
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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.