大学物理

Select

1. 关于磁荷及其磁场性质的教学拓展讨论

付春娥, 魏少文

大学物理 2024, 43 (8): 7-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.230355

摘要（1557）

在物理学中，因为电与磁的对称性，物理学家们一直坚信磁荷(或磁单极)也如电荷一样存在于自然界中.虽然在实验上尚未发现磁荷存在的证据，但对于它的讨论和探索一直没有停止过.本文初始出发点试图研究含磁荷的Maxwell方程组的协变形式.为此，我们假设磁荷产生的磁场Bh与变化的电场及传导电流所产生的磁场Bt是两种不同性质的场.针对磁荷存在时的Maxwell方程组，我们发现通过对Bh引入一定的约束条件，可以将此时的Maxwell方程组分解成无磁荷时的Maxwell方程组及Bh所满足的3个约束方程. 无磁荷存在时的Maxwell方程组已经被证实天然地满足狭义相对论的协变性,本文将不再详细讨论. 我们将利用所得到的关于Bh的3个方程分析磁荷及其磁场的相关性质.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

2. 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（2849）

PDF（pc）（772KB）（4474）

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.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

3. 声速测量实验原理讨论

宿德志, 张纪磊, 孙晓伟, 段金鹏, 马帅奇

大学物理 2024, 43 (01): 16-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.230031

摘要（1818）

PDF（pc）（1113KB）（4244）

本文针对声速测量实验中接收端声压变化的理论推导还不够完善，尤其是对相位比较法的原理解释不清楚的问题，从振幅与声压的关系出发，建立了基于声压方程的多次反射模型. 该模型利用平面简谐波函数、声压反射系数公式和波的叠加原理，推导出了接收端的声压振幅和相位随距离的变化公式，并利用该公式解释了驻波法和相位比较法测量的原理. 仿真结果表明接收端的声压振幅和相位并不是严格的周期函数，其测量的精度与声吸收系数和声压反射系数等因素有关. 最后进行了实验验证，实验测量结果与本文模型的计算结果吻合较好. 本文的研究为正确理解该实验的物理本质提供理论指导.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

4. 《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（687）

PDF（pc）（1102KB）（4218）

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

5. 流体力学课程思政教学案例设计与实践——以都江堰水利工程为例

申峰, 张杰, 刘赵淼, 逄燕

大学物理 2025, 44 (3): 76-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.240361

摘要（949）

PDF（pc）（475KB）（3680）

流体力学作为物理学的一个重要分支，是高校广泛开设的专业基础课，在弘扬科学精神、塑造价值取向等思政教育方面具有重要作用.如何将思政元素融入课堂教学，以激发学生共鸣，成为教师们实践思政教育的关键.以都江堰水利工程作为思政案例，详细介绍如何设计并实践流体力学思政教学的全过程，包括：案例内容、教学设计、案例特色和教学反馈等，以达到让学生有感触、有共鸣的教学效果，旨在为专业基础课思政教学提供有益的借鉴和启发.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

6. 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（1608）

PDF（pc）（731KB）（3596）

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.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

7. 朗道《普通物理学》评介

鞠国兴

大学物理 2024, 43 (01): 82-.

摘要（654）

PDF（pc）（672KB）（3538）

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

8. d带中心理论探究MoS2电催化氢气析出反应机理的发展

刘世平, 黄晓晓

大学物理 2024, 43 (02): 71-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712. 230220

摘要（1580）

PDF（pc）（674KB）（3136）

二硫化钼(MoS2)纳米片是一种典型的二维材料，因其独特可调的电子结构和优异的氢气析出反应(HER)电催化活性受到研究者的广泛关注.为了进一步提高其电催化性能，科学家深入研究反应的微观机理，以期阐明材料电子结构中影响电催化性能的关键因素，构建合理的电子描述符.本文综述了近年来d带中心理论探究MoS2电催化HER机理的起源、发展和现状，以期为该类催化剂的进一步发展提供指导.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

9. 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（1906）

PDF（pc）（1086KB）（3027）

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.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

10. 蜡烛动力涡旋机扭矩的近似计算

巩伊鸿

大学物理 2023, 42 (11): 48-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.230022

摘要（1869）

PDF（pc）（736KB）（2952）

本文来自2022年IYPT的赛题，主要探究蜡烛周围流场性质并用数学方法研究纸螺旋转动时的扭矩. 蜡烛周围流场性质通过查阅文献得出并由数据验证. 流场用COMSOL Multiphysics仿真模拟并用纹影法可视化. 又用两种方法推导纸螺旋扭矩的影响因素. 积分得到纸螺旋转动惯量的表达式. 用实验数据拟合纸螺旋转动的运动曲线并求出角加速度. 最终计算扭矩，然后分析其与纸张密度、悬挂高度、纸螺旋层数的定性关系. 本文用实验数据还验证了上述方法的合理性.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

11. 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（2153）

PDF（pc）（906KB）（2886）

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.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

12. 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（2601）

PDF（pc）（931KB）（2656）

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．

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

13. 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（1983）

PDF（pc）（906KB）（2506）

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.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

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（1864）

PDF（pc）（783KB）（2375）

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.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

15. 3π莫比乌斯环形超导磁悬浮演示装置

陈柑宇, 王淼, 杨程文, 毕翔宇, 秦峰, 邱彩玉, 袁洪涛

大学物理 2023, 42 (10): 50-. DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.220535

摘要（1788）

PDF（pc）（1546KB）（2294）

超导磁悬浮是利用超导体的抗磁性实现其在磁场中悬浮的力学现象，其物理本质是超导体在永磁体轨道产生的非均匀磁场中受到的电磁约束力与其重力处于稳定平衡状态.本文报道了一种基于3π莫比乌斯环的闭合钕铁硼永磁体轨道，由此实现钇钡铜氧高温超导体的悬浮、平动、回旋以及悬挂的超导磁悬浮实验演示装置，优化了磁铁及轨道几何尺寸等参数对磁场分布及电磁约束力的影响，实现了长达10分钟的静止悬浮展示效果，为科普展示和大学物理实验教学提供了全新平台.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

16. 将第一性原理计算方法引入大学物理仿真实验教学

周梦, 陶应奇, 程才

大学物理 2024, 43 (04): 40-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.230058

摘要（968）

PDF（pc）（816KB）（2294）

本文通过探究，给出了适合于大学物理仿真实验教学的第一性原理计算相关的内容，即在导体、半导体以及绝缘体材料中各选取一种典型物质，分析其在零温零压下的最优结构，并在此基础上计算分析能带结构，找到导电性的微观机理. 将计算物理知识引入教学，不仅可以引导学生探究物质微观结构，也可通过对高新技术的了解拓宽视野,有助于培养创新型人才.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

17. 基于磁共振弛豫时间实现加权像和压脂技术

尹朝阳, 孙骏力, 姚红英

大学物理 2024, 43 (01): 70-. DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.230025

摘要（900）

PDF（pc）（949KB）（2272）

磁共振成像是根据生物磁性核在磁场中表现的共振特性进行成像的新技术，其中弛豫时间是实现和控制成像的重要物理量. 本文使用磁共振成像实验仪，对相关样品的纵向弛豫时间T1、横向弛豫时间T2进行测量，并且基于不同弛豫时间采用自旋回波序列实现T1、T2加权像，用反转恢复成像序列实现磁共振成像对脂肪的抑制.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

18. 3D Max建模在医学物理学课程中的应用案例分析

黄翠莺, 李发波, 陈晓青, 郑海波

大学物理 2024, 43 (01): 26-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.230130

摘要（866）

PDF（pc）（962KB）（2242）

医学物理学课程中的抽象概念模型和复杂数学公式推导向来是教学过程中的重点和难点．如何将其空间结构和动态过程进行直观的呈现是提升授课效果的关键．本研究通过调查问卷筛选了杨氏双缝干涉、简谐振动方程、眼睛屈光不正和矫正三个案例，运用3D Max构建其三维动态模型，并对相应的课堂教学进行设计．以此辅助虚拟实验教学，可丰富抽象物理过程的表现形式，创新课堂知识呈现方式，为更新医学物理学教学模式、深化课程改革提供参考．

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

19. 再谈半波损失和薄膜干涉

刘家明

大学物理 2024, 43 (02): 16-. DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.230052

摘要（2767）

PDF（pc）（627KB）（2225）

本文的主要内容有四点.一是对近期本刊发表的《光由光密介质射向光疏介质时半波损失的条件》作补充讨论，给出一些数学公式上的解释和相应的物理情景. 二是讨论该文中谈到的一些关于半波损失的看法，并指出当偏振平行于入射面的光从光密介质入射到光疏介质、且光密介质折射率远大于光疏介质折射率时，一般不会有半波损失. 三是给出薄膜干涉的定量计算结果，展示了在通常情况下，教科书上的薄膜干涉公式结果与按菲涅耳公式计算的结果是非常接近的. 四是指出，教科书上的薄膜干涉公式所指示的暗纹条件恰好是正确的，但对于亮纹条件，在某些情况下，该公式会得出完全错误的结果.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

20. 固体物理学中的贝里曲率

袁喆, 周仕明

大学物理 2024, 43 (5): 1-. DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.230289

摘要（2653）

PDF（pc）（808KB）（2165）

固体中周期性势场和布洛赫定理赋予贝里曲率新的内涵，对于布里渊区k点处第n个能带，其布洛赫函数的调幅因子为unk(r)，则相应贝里曲率Ωnk=×Ank，其中贝里联络Ank=〈unk|ik|unk〉.如果晶体同时存在中心反演和时间反演对称性，贝里曲率在倒空间处处为零.若上述对称性被打破，或者存在自旋轨道耦合，或者存在能带交叉，则存在非零的贝里曲率.贝里曲率的存在使布洛赫电子产生与外电场垂直方向的反常速度，由此产生本征反常霍尔效应和自旋霍尔效应以及非线性霍尔效应.本文有助于加深对布洛赫波函数以及玻尔兹曼输运方程的理解.

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

全文下载排行