大学物理

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1. 《大学物理》——我曾为之工作的期刊

曹惠贤

大学物理 2023, 42 (12): 43-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.230420

摘要（156）

PDF（pc）（1102KB）（2114）

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2. 朗道《普通物理学》评介

鞠国兴

大学物理 2024, 43 (01): 82-.

摘要（147）

PDF（pc）（672KB）（1306）

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3. 平方反比有心力作用下质点椭圆轨道运动的若干均值关系

周国全, 唐宇轩, 祁宁

大学物理 2023, 42 (8): 6-. DOI: 10.16854/j.cnki.10000712.220359

摘要（1223）

PDF（pc）（498KB）（1212）

基于平方反比有心力作用下的质点的束缚态椭圆轨道运动的开普勒运动规律，以及机械能守恒律与角动量守恒定律，计算了质点的椭圆轨道运动的一些特征参量（速率、极半径、转动惯量、角速度、动能、势能等）的周期平均值，并证明了若干均值关系，讨论了2个典型的均值特征点. 根据计算所得的椭圆轨道的动能、势能等特征量的周期平均值，直接证实了位力定理，最后讨论和强调了这些均值关系之于物理教学的参考意义.

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4. 从点电荷到场的升华——大学物理中关于电磁学教学的思考

秦吉红, 邱红梅, 许军军, 梁颖

大学物理 2023, 42 (11): 14-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.230021

摘要（376）

PDF（pc）（731KB）（1006）

电磁学是工科大学物理课程的重要内容之一，其中如麦克斯韦方程组等诸多抽象公式对于初学大学物理的一年级新生有一定的难度.本文围绕“场”这一核心内容，通过“实验规律→场的性质→场与物质的相互作用”这条线索将整个电磁学的内容贯穿起来，讨论如何实现从点电荷到场的升华，最终得到关于场的统一理论.并以变速运动点电荷为例，说明场描述下的麦克斯韦方程组的解如何超越静电场的高斯定理，以问题为导向，引导学生在探究和思考中深入理解电磁学的核心内容.

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5. 现代阿拉果圆盘实验在大学物理中设计与应用

郑洽好, 黄瑞轩, 校媛, 卢荣德

大学物理 2023, 42 (10): 44-. DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.220591

摘要（333）

PDF（pc）（906KB）（947）

阿拉果圆盘是发现电磁感应中最非凡的实验，也是大学物理中优质的交叉学科案例.本文介绍了现代阿拉果圆盘实验的数学细节和实验装置简易搭建，在现代模式中使用转速表、转速调节器和电压表可快速地显示电磁阻尼与驱动效应，并选择了可置换不同金属材料圆盘或丝网的便捷模式，可促进其在课堂与实验教学中使用和推广.

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6. 碰撞问题中的动量和角动量守恒辨析

邱红梅, 秦吉红, 徐美, 刘丽华

大学物理 2023, 42 (10): 2-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.230039

摘要（777）

PDF（pc）（772KB）（884）

本文以刚体力学中最典型的物体与直杆的碰撞问题为例，从分析受力的角度，对动量守恒和角动量守恒定律的应用条件进行了讨论，以加深对两个守恒定律的理解，希望对教师教学或学生自学起到一定的借鉴作用.

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7. 大学物理中力学部分课程思政的研究与实践

石国芳, 杨超, 李静玲

大学物理 2023, 42 (10): 38-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220600

摘要（433）

PDF（pc）（906KB）（874）

课程思政是高校实现立德树人根本任务的战略性举措，本文分析了大学物理课程思政的现状，以力学部分为例从4个切入点挖掘探索了一系列思政元素，指出课程思政在实施中把握的原则和技巧. 实践表明大学物理课程思政有益于学生的品格塑造和全面发展，受到学生广泛认可.

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8. 关于格林函数法的注记

杨师杰

大学物理 2023, 42 (8): 1-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220596

摘要（575）

PDF（pc）（564KB）（655）

本文系统地表述了格林函数法的基本思想,证明格林函数倒易关系只适用于自伴算符,格林函数的齐次边界条件也来自于微分算符的自伴性,非自伴算符的微分方程不能直接应用格林积分公式.文章还描述了由格林函数带来的微扰展开法,展示了其与物理学中广泛应用的费曼图技术的关系,以便学生在学习高等物理时理解其内在逻辑.

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9. 浅谈热学课程思政的探索与实践

韩文娟, 刘海, 强睿

大学物理 2023, 42 (9): 44-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220489

摘要（368）

PDF（pc）（899KB）（652）

本文介绍热学课程思政的探索与实践. 先介绍热学课程思政建设的背景，再介绍本课程的思政理念及目标、以往的教学问题、所做的教学策略、课程思政元素的挖掘与融入以及教师如何做好热学课程思政育人的主体. 最后介绍热学课程思政的实施效果，为教师们做好专业课程思政提供一些借鉴.

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10. 量子机器学习简介及其在特定场景中的应用

朱钦圣, 杨世璐, 刘恒宇, 滕保华

大学物理 2023, 42 (8): 27-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220509

摘要（433）

PDF（pc）（551KB）（623）

近些年来，机器学习对各行各业产生了深远影响，特别是把量子计算的特性与机器学习相结合而形成的量子机器学习，实现了对传统算法的加速. 目前，量子机器学习在物理、化学、金融和生物医药等领域的应用引起了人们的极大关注. 本文首先介绍了量子机器学习的基本概念和目前的前沿进展. 其次以氟化氢分子为例子，利用量子机器学习计算了该分子系统的基态能量.

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11. VirtualLab Fusion虚拟仿真辅助的菲涅尔波带法教学与探索

何文奇, 崔跃鹏, 王智勇, 李贵君

大学物理 2023, 42 (8): 15-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220424

摘要（354）

PDF（pc）（1190KB）（581）

在教学实验中，由于受到衍射物加工精度和相机灵敏度的限制，常常不能明显地观察到与理论相匹配的菲涅耳衍射图样. 本文先利用VirtualLab Fusion虚拟仿真平台计算出不同尺寸圆孔与圆屏在不同位置的菲涅耳衍射图样，再进一步针对特定尺寸圆孔与圆屏分别进行了光学实验、仿真计算以及理论预测，并对结果进行了对比分析，这将有助于增强教学效果.

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12. 一道双导体球静电感应题的引申与探究

李照宇

大学物理 2023, 42 (8): 11-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220435

摘要（391）

PDF（pc）（956KB）（562）

介绍了一道关于双导体球静电感应的题目及其解法，并从中引申出几个问题.基于镜像法的基本思想，设计出一种适用于求解任意多个带电导体球静电感应的镜像电荷构造方法，对上述问题进行数值求解，分别得到在对称情形和非对称情形下的空间电势和电场，绘制出导体球面上的电荷密度分布曲线，并讨论了其物理意义.

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13. 柱坐标系下亥姆霍兹方程解的分类及典型应用

马子寅, 陈文琼, 梅中磊

大学物理 2023, 42 (10): 15-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.230065

摘要（686）

PDF（pc）（931KB）（551）

亥姆霍兹方程是一类用以表征电磁波传播规律的椭圆偏微分方程．对于圆柱坐标系下亥姆霍兹方程的求解问题，大部分教材都使用了分离变量的方法，但是多数内容并没有对分离变量结果做详细的分类和讨论，也没有结合其实际应用加以解释，使得初学者难以理解和掌握．本文对亥姆霍兹方程在柱坐标系下采用了分离变量法进行求解，系统讨论了其解的形式，并通过数值计算和电磁仿真分析了各类解的形式所对应的典型的电磁应用，对电磁场理论教学与研究具有一定的参考意义．

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14. 浅谈变分原理及其一些应用

郑神州, 于海燕

大学物理 2023, 42 (10): 1-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.230014

摘要（511）

PDF（pc）（783KB）（539）

给出了变分原理的基本形式以及变分极值的欧拉-拉格朗日方程的推导，其次以短程线、测地线、最速降线和等周问题为例，分别推导出各具体形式的欧拉-拉格朗日方程表示式，并对相应原问题给出求解过程以及各种相关的推广.

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15. “水螺旋”现象的二维液滴形状相变模型

孙钰雯, 施维佳, 匡砚斌, 张杰, 王春梅, 夏成杰

大学物理 2023, 42 (8): 43-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220515

摘要（380）

PDF（pc）（801KB）（530）

众所周知，表面张力对液滴或水柱的形状及其演化规律起到关键作用，但由于流体力学模型的复杂性，一些常见的螺旋状水柱现象的具体机制并不明晰. 在这里，我们研究柱状射流的二维液滴模型，通过分析转动中二维液滴的离心势能、表面能、以及表面波振动的特征模式，解释了链状与带状水螺旋的形成原理. 理论模型表明，这两种水螺旋现象各自对应于一个普适的液滴形状“相变”前后的不同状态. 我们用简单的实验验证了此模型在一定参数范围内的合理性.

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16. 对载流圆线圈所激发磁场的新解法

王韵朗, 张天一, 游彪, 万建国, 王寅龙

大学物理 2023, 42 (8): 59-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220514

摘要（379）

PDF（pc）（777KB）（473）

在大学物理的电磁学教学中，求解载流圆线圈激发的磁场是一个非常经典的问题.处理这类问题时，传统的方法是利用Biot-Savart定律进行矢量积分运算.该种方法得到的积分式无法用初等函数表示，仅在远场情形下能通过近似化为偶极子形式.本文提出了一种创新解法，在剔除了自由电流的空间中引入磁标势，求解拉普拉斯方程；并用轴线上的场强定解，避免了匹配边界条件的繁琐过程，成功得到了磁感应强度的级数解.通过数值计算，验证了此方法得到的解与矢量积分法得到的结果是吻合的，在电磁学教学中具有较大的启发意义.

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17. 六角密积晶格中紧束缚电子的能带结构

于凤连, 胡建民, 王月媛

大学物理 2023, 42 (9): 5-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220595

摘要（313）

PDF（pc）（684KB）（470）

本文采用紧束缚电子模型计算六角密积晶格的能带．结果表明，六角密积晶格的能带为特殊的复数形式，产生复能带的原因是由于其独特的晶格结构导致近邻原子的对称性破缺造成的．在倒空间kz=0的平面上，实部关于kx轴和ky轴对称，而虚部则只关于ky轴对称，关于kx轴不对称，这是由直角坐标空间六角密积晶格中次近邻的两个密排层原子的不对称性决定的．本文相关研究结果既是固体物理教学内容的拓展，同时也可为分析晶体材料相关物理性质提供理论依据．

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18. 偏振光测量之理论溯源及数据处理

梁钰林, 邢燕霞

大学物理 2023, 42 (10): 31-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220593

摘要（282）

PDF（pc）（1086KB）（468）

偏振光有椭圆偏振、线偏振和圆偏振之分，但偏振实验测得的光强分布并非直线型或椭圆型，所谓“线偏不线，椭偏不椭”.这种直觉和实验的错位，给初涉光学的本科生带来无尽的困扰.本文从偏振的物理本质出发，追溯偏振的基础理论，用偏振的数学表现定义线偏振和椭圆偏振，用严谨的理论推导预测各种偏振的实验指征.最后再从实验数据出发，利用理论公式还原偏振光的线性和椭圆性，通过理论-实验、实验-理论的双循环模式构建理论和实验互通的桥梁.

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19. 稳态法测量冰导热系数的实验研究

黄嘉豪, 王英连, 廖旭辉, 雷霆, 万烨然, 赖文标

大学物理 2023, 42 (11): 28-. DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.220588

摘要（336）

PDF（pc）（487KB）（460）

测量固体导热系数的方法有很多，但能直接应用于冰的测量方法并不多. 考虑到冰的零下低温环境等问题，本实验基于稳态法，根据傅里叶导热定律对相关细节进行了设计与改进，先后研究了待测冰直径与厚度的比值、环境温度和含盐率对冰的导热系数的影响. 结果表明待测冰的直径厚度比值为12时，导热系数有最佳值2.25 W/m·K，且最佳测量环境温度为-10℃；不同浓度盐水冰的导热系数相比于纯水冰显著下降，且随着含盐率的升高降幅逐渐减小.

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20. 一种亥姆霍兹线圈轴平面三维磁场测量装置

万世荣, 高文磊, 丁嘉文, 张计才

大学物理 2023, 42 (8): 49-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.220416

摘要（373）

PDF（pc）（670KB）（456）

本文基于研制的一套亥姆霍兹线圈轴平面磁场测量装置，结合PASCO实验平台，利用二维磁传感器测量轴平面上任意一点三维磁场分量. 通过MATLAB编程计算亥姆霍兹线圈磁场，获得的数值计算结果与实验测量数据进行对比分析显示误差均小于3.0%. 本实验装置精确度高，通过精细的实验测量可验证数值计算的结果. 本文的工作进一步优化和拓展了大学物理实验内容.

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