大学物理

时空对称性与守恒律（上篇）——牛顿力学

赵凯华

2016, 35(1): 1-1.

摘要 ( 1352 )

PDF (270KB) ( 914 )

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艾梅·内特宣称,每一对称性对应一守恒律.本文从时空平移和空间转动对称性导出牛顿力学中能量、动量、角动量三大守恒定律.

封面说明

2016, 35(1): 3-3.

摘要 ( 605 )

PDF (102KB) ( 308 )

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我们在本刊今年的封面上刊登照片及图片，纪念物理学大师汉斯·贝特（Hans Albrecht Betbe）在原子核物理学发展中所做出的巨大贡献，特别是提出恒星内部产生能量的物理机制80周年．汉斯·贝特1906年7月2日出生于阿尔萨斯一洛林的斯特拉斯堡．

辛体系下电磁波导传输波的截止频率和传播常数的求解

杨红卫;黄翠莺;孟珊珊

2016, 35(1): 4-4.

摘要 ( 854 )

PDF (375KB) ( 553 )

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从变分原理出发,消去纵向分量,选取横向的电场和磁场组成对偶向量,将麦克斯韦基本方程导向了哈密顿体系,即辛几何的形式.对电磁波导的横截面采用有限元方法进行离散,得到一组线性代数方程组,该方程组可以用于求解波导传输波的截止频率以及传播常数.数值算例验证了本文方法的正确性.该方法为电磁波导的分析计算提供了一种新的研究方法.

科赫雪花上的振动模式

邱为钢

2016, 35(1): 7-7.

摘要 ( 729 )

PDF (893KB) ( 375 )

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数值计算得到了科赫雪花上的本征振动模式图形.讨论了本征振动频率分布规律和振动图形的对称性.

单摆的超大振幅振动

王成会;莫润阳;边小兵

2016, 35(1): 11-11.

摘要 ( 932 )

PDF (372KB) ( 661 )

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基于单摆的动力学方程和运动初始条件对单摆的大振幅振动进行了近似分析,介绍了一种估计摆振幅接近π的振动周期的解析方法.结果表明,当摆振幅小于2.8 rad时估计值偏离精确值较多,产生误差的原因在于采用了线性近似.

固体表面球冠状液滴开尔文方程推导

章俊;肖赛君;田国;胡振

2016, 35(1): 15-15.

摘要 ( 1008 )

PDF (279KB) ( 1121 )

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推导了固体表面球冠状液滴与气体两相平衡的热力学判据.并依据杨氏公式及球冠几何计算公式,直接证明了对于附着在固体表面的球冠状液滴的平衡气体压强与固体壁面的材质无关.证明过程物理模型清晰,热力学意义明确.

基于衰减现象教学RC和RL暂态过程

赵强;赵振杰

2016, 35(1): 17-17.

摘要 ( 654 )

PDF (368KB) ( 539 )

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结合现代教学理论,通过构建简单的物理衰减模型,从典型的简单衰减过程的视角,对RC和RL暂态过程进行了分析,并简洁明确地诠释了求解时常用的一阶线性方程的三要素法的表达式的物理含义,从而得出了比较通用且意义明确的分析和求解策略,达到了改善教学效果的目的.

同心导体球壳间非均匀介质中的静电场

董宇欣[];董超铀[]

2016, 35(1): 20-20.

摘要 ( 851 )

PDF (316KB) ( 658 )

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根据唯一性定理讨论同心导体球壳之间存在不均匀介质情况的静电场,给出静电场的表达式及电荷的分布.

带状线内TEM波的场分布及其结构仿真

王福谦

2016, 35(1): 24-24.

摘要 ( 1007 )

PDF (974KB) ( 595 )

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通过求解拉普拉斯方程,给出带状线内TEM波场分布的级数解,并利用软件MATLAB和HFSS对其进行数值模拟和结构仿真.研究结论对于计算该传输线的衰减常数、了解其功率容量、考虑功率耦合及设计有关的有源器件具有一定的参考价值.

方波电动势激励下的RLC串联电路共振特性研究

陈杰;贺泽东;南楠

2016, 35(1): 28-28.

摘要 ( 1083 )

PDF (257KB) ( 847 )

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从理论上研究了方波电动势激励下的RLC串联电路共振特性,得出电容两极间电压共振的条件及波形特点,并对研究结果进行了模拟.

拉脱法测液体表面张力系数实验探讨

张春玲[];刘冠男[];钱钧[];孙骞[];唐蕾[]

2016, 35(1): 31-31.

摘要 ( 2406 )

PDF (412KB) ( 2247 )

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从利用拉脱法进行液体表面张力系数测量时误差过大入手,比较了该方法与其他方法相比存在的优劣,具体介绍了拉脱法的原理,分析了弹簧和金属丝的状态对实验结果的影响,以及拉膜过程快结束时,刻线移动的异常现象.

声速测定实验中次极大现象的次频因素定量探讨

赵洁[];邱菊[];崔丽彬[];张荫民[];薛红玲[]

2016, 35(1): 35-35.

摘要 ( 1125 )

PDF (664KB) ( 619 )

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大学物理实验中的声速测定实验,对理解波叠加和驻波的知识有重要作用.但共振干涉法中出现的＂次极大＂现象,极易造成实验操作的误判.本文针对这一现象进行了定量探讨.通过Matlab数值仿真和信号发生器信号的傅里叶频谱分析,并与实验数据对照,得出结论：＂次极大＂现象不是由＂次频＂共振引起.

比值法液体比热容测量方案设计

马红章;刘素美;张亚萍;王龙;李书光

2016, 35(1): 39-39.

摘要 ( 901 )

PDF (348KB) ( 840 )

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在电热法测量液体比热容实验中,通常运用牛顿冷却定律进行系统散热的修正.基于对系统散热的计算和分析,本文提出通过两个不同的电加热过程的系统散热比值的方法来测量液体比热容.实验测试结果显示该测量方案可操作性强,精度高,适于在大学物理实验教学中普及和推广.

相对论原本

秦关根[];陈诗谷[]

2016, 35(1): 42-42.

摘要 ( 1126 )

PDF (324KB) ( 501 )

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本文介绍了在创建狭义相对论的过程中,＂思想实验＂和欧几里得《几何原本》对爱因斯坦的启发和影响.爱因斯坦是狭义相对论的唯一创建者.

美国华盛顿大学的物理实验教学——以华盛顿大学“物理学导论”的教学为例

何焰蓝;黎双;杨筱;彭刚;刘一星

2016, 35(1): 45-45.

摘要 ( 1151 )

PDF (804KB) ( 496 )

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既有理论也有实验的美国华盛顿大学＂物理学导论＂课程,无论是内容还是教学模式都很有特色.实验项目的内容紧扣理论教学环节并尽可能澄清课堂学习的一些问题.实验讲义以物理史实或以身边易于实践的自编故事为引子切入原理并让学生继续展开实验,以物理系和网络上可寻的与实验相关的科技前沿发展背景为延伸,注重学生兴趣导向.对学生采取人员变动式分组方式,注重其建模、预测以及合作能力的培养.文中还介绍了他们如何要求学生撰写实验报告（包括评分点展示）,采取的先进实验仪器技术,进行的实验室管理与学生实验素养培养相结合等方面的一系列行之有效的办法.

Sagnac演示实验装置的设计

赵芸赫;王舒涵;成玫芗;马宇翰;李多;王海波

2016, 35(1): 49-49.

摘要 ( 1003 )

PDF (915KB) ( 573 )

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介绍了Sagnac效应的原理,并从其原理出发,借助光纤干涉仪的建造思路,自主搭建了演示此原理的演示实验装置.我们设计搭建的Sagnac干涉演示仪,操作简单、现象明显,能够很好地演示Sagnac效应.

激光双光栅法测物体微小位移方法的改进与应用

陈思;曾培;周惠君;王思慧

2016, 35(1): 53-53.

摘要 ( 1369 )

PDF (644KB) ( 700 )

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从激光双光栅测量微小位移实验的基本原理出发,提出一种利用计算机程序进行函数反解和适当变换得到完整位移-时间图像的方法,拓宽了双光栅实验方法的应用范围;随后以音叉的小振动实验验证了方法的可行性与合理性,再运用该方法对＂高斯炮＂的碰撞过程进行了探究,得到了其中磁铁运动的速度-时间图像.

折射和半波损失情况下布拉格方程的推导

张超;胡建民;黄晓利;王月媛;王选章

2016, 35(1): 57-57.

摘要 ( 1925 )

PDF (184KB) ( 755 )

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为简化布拉格方程的推导过程同时又能深刻反映晶体X射线衍射的物理本质,本文在考虑折射和半波损失的情况下,在单光束反射模型的基础上根据折射定律和相干条件给出布拉格方程的推导过程,得到更具有普遍意义的布拉格方程.

《对玻恩及其学派的系列研究》连载⑤——玻恩顽固反对共产主义吗？

厚宇德

2016, 35(1): 59-59.

摘要 ( 868 )

PDF (577KB) ( 583 )

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马克斯·玻恩是20世纪最伟大的物理学家之一,他富有强烈的社会责任感,具有包容的政治倾向.回顾他接触与认识马克思主义的过程,分析他对待马克思主义者以及社会主义制度的态度的形成与转变的动因,有助于我们加深对于西方自然科学家政治理念的正确理解与科学评价.

2015年全国高等学校光学教学暨学术研讨会纪要

2016, 35(1): 64-64.

摘要 ( 603 )

PDF (110KB) ( 113 )

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2015年全国高等学校光学教学暨学术研讨会于11月19日至22日在广东省珠海市中山大学珠海校区举行.会议主题：报告精品资源共享课和视频公开课的建设进程和成果;交流光学课程教学改革的研究与实践;讨论有关课程建设的若干热点问题.本次会议重点研究当前光学课程建设的形势和发展方向,为提高全国光学师资的教学水平和学术水平作出努力和贡献.

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