大学物理

量纲分析简介

梁灿彬, 曹周键, 陈陟陶

2017, 36(12): 1-5. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.001

摘要 ( 2028 )

PDF (252KB) ( 2595 )

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第一部分介绍我们对量纲理论的创新性看法，引入了“量类”、“单位制族”等若干非常重要的新概念，并以此为基础

对“量纲”一词给出了明确的定义.第二部分在上述创新性理论的基础上给出了Π 定理的严格证明，并举出两例展示了这一定

理的巨大威力.

各向异性晶体内光的电场强度的方向

张之翔

2017, 36(12): 6-9. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.002

摘要 ( 1448 )

PDF (294KB) ( 803 )

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专门分析各向异性晶体内光的电场强度的方向，并阐明主速度的物理意义.

声子散射对载流子输运特性的影响

吕英波

2017, 36(12): 10-14. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.003

摘要 ( 1686 )

PDF (713KB) ( 1588 )

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分析了晶格振动对固体材料中载流子输运特性的影响，重点阐述了长声学波对载流子的散射作用.使用玻尔兹曼输运理论描述了弱场下载流子的输运特性，给出了使用形变势散射和压电散射机制计算载流子迁移率的详细分析和具体公式.

双变量厄米多项式递推关系与积分公式的简捷推导

李恒梅，万志龙，王　震，黄红云，袁洪春

2017, 36(12): 15-17. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.004

摘要 ( 2100 )

PDF (190KB) ( 1239 )

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基于正规乘积和反正规乘积性质与双变量厄米多项式的母函数形式，利用相干态表象完备性的高斯积分形式，系统而全面的导出双变量厄米多项式的算符恒等式、递推关系与积分公式，此推导方法简捷明了.

求解带电导体椭球电势分布的一种方法

于凤军

2017, 36(12): 18-21. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.005

摘要 ( 1535 )

PDF (267KB) ( 970 )

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采用直角坐标系，基于椭球表面方程的特点，设计一个电势的“尝试解”，根据电场“唯一性定理”的要求，找到该“尝试解”满足的方程，通过求解该方程得到带电导体椭球的电势分布.

关于分数阶RL_α-C_β 并联电路相频特性的讨论

王廷江

2017, 36(12): 22-25. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.006

摘要 ( 1136 )

PDF (680KB) ( 851 )

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根据电路理论求得分数阶RL_α-C_β 并联电路的导纳，以α=β、CR²/L<<1为条件，求得RL_α-C_β 并联电路相频特性的简易表达式，并对相频特性进行了理论分析和数值仿真分析，二者分析结果基本吻合，从而找到了相频特性随分数阶次数及元件参数变化的规律.

(2+1)维耗散长波方程的变量分离解

杨　娟，余幼胜

2017, 36(12): 26-27. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.007

摘要 ( 1010 )

PDF (606KB) ( 415 )

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借助Mathematica符号计算软件，利用拓展的F/G 展开法和变量分离法，得到(2+1)维耗散长波方程的精确解.通过选择适当的函数，获得(2+1)维耗散长波方程的亮暗dromion解和周期孤波解.

Airy波包及其自加速效应

孔红艳

2017, 36(12): 28-33. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.008

摘要 ( 2100 )

PDF (440KB) ( 1030 )

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结合Airy(艾里)函数对线性势场中微观粒子的运动规律进行了研究.在此基础上，结合边界条件、归一化关系求解了线性势场和V型势场内粒子的波函数和能级结构.根据相对速度伽利略变换，研究了含时薛定谔方程的解———可积分的波包在自由空间的动力学行为，求解出自由空间艾里波包的运动规律和量子力学中艾里波包的唯一性.

千分表法测量金属线胀系数实验分析

谢　宁，李华振，张　季

2017, 36(12): 34-36. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.009

摘要 ( 3516 )

PDF (833KB) ( 2678 )

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为提高FD-LEA-B型线膨胀系数实验仪测量金属线胀系数的实验精度，实验采用千分表法测得20～50℃区间铜棒伸长量随温度变化的关系，利用Origin软件分析不同控温方式对测量结果的影响，分析结果得出：针对FD-LEA-B型线膨胀系数实验仪的课堂教学采用持续升温，温度每隔2℃读取一次伸长量为最佳的测量方式，用最小二乘法对测量结果线性拟合，得出铜的线胀系数为16.0×10-6℃-1.

密立根油滴实验的不确定度分析

曾孝奇，邵明珍，陈　佶，杨　珺

2017, 36(12): 37-40. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.010

摘要 ( 7808 )

PDF (749KB) ( 3695 )

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密立根油滴实验中，油滴携带电荷量越多，通常测量误差越大.从不确定度的计算出发，利用数值模拟，定量分析了如何在保证测量精度的情况下尽可能测量多个不同电荷量的油滴.我们的结果对于准确测量提供了理论依据.

21世纪诺贝尔科学奖得主高龄化现象研究及对教育的启示

宋亚杰，胡雨宸，陆建隆

2017, 36(12): 41-46. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.011

摘要 ( 1143 )

PDF (448KB) ( 687 )

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21世纪诺贝尔科学奖获奖者呈现出高龄化现象，统计分析发现诺贝尔科学奖得主获奖年龄呈上升趋势.对20 世纪与21世纪诺贝尔科学奖得主取得主要学术成果的年龄进行统计分析，发现杰出科学家取得主要学术成果的年龄并没有发生变化，对典型高龄诺奖得主进行案例分析，发现诺奖认可成果时间的延长才是造成21世纪诺贝尔化学奖高龄化现象的直接原因.感受并借鉴诺奖评价机制中彰显的崇高精神与理念，以期对基础教育教学工作中的年轻科学、教育工作者有一些启发.

两种方法重燃废旧荧光灯

李灵杰，谢　亮

2017, 36(12): 47-53. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.012

摘要 ( 1222 )

PDF (951KB) ( 548 )

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研究了荧光灯发光机理，打破传统电子镇流器热启动方式，自行设计两种高压冷启动电路，使得废旧荧光灯重新绽放光明.其主要特点是无需预热瞬时启动，频繁开关不影响灯管寿命.

MOOC平台学习者学习评价体系研究

高　建，赵馨蕊，周雨青，黄　霞

2017, 36(12): 50-53. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.013

摘要 ( 1458 )

PDF (213KB) ( 1144 )

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MOOC作为近年来开放教育领域出现的新型在线学习模式其影响力的与日俱增，研究者在关注MOOC课程建设的同时，也开始关注其学习者学习评价体系建设.笔者以学习者身份参与5大MOOC平台(中国大学MOOC、学堂在线、 Coursera、Udacity、edX)的课程学习，从评价主体、评价依据、考核方式、评价结果、成果认证5个方面对5大平台学习者学习评价体系进行比较分析，并总结其特点和创新之处，反思其不足.

星形和椭圆三轮车

姜　雯，邱为钢

2017, 36(12): 54-56. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.014

摘要 ( 1158 )

PDF (426KB) ( 495 )

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把车轮滚动分解为车轮质心的平动和绕质心轴的转动.由车轮与轨道接触点的速度为零，以及车轮质心高度不变条件，得到了车轮和轨道与转动角的参数方程.以椭圆车轮和锯齿状轨道为例，得到了星形和椭圆三轮车的动画模拟和实际模型.

非接触千分尺的设计及实验验证

李梦朝，谢　杰，常相辉，刘其军，樊代和

2017, 36(12): 57-61. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.015

摘要 ( 1514 )

PDF (623KB) ( 608 )

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利用大学物理实验室中使用的分光计并结合线阵CCD等常用实验仪器，设计了一个可以同时实现非接触测量玻璃厚度和折射率的实验方案.通过不确定度的分析，给出了方案满足千分尺测量精度的仪器要求.在此基础上，通过实验具体地测量了一平板玻璃的厚度和折射率，实验结果证明了设计方案的可行性.

方形容器测量液体折射率和色散率

刘海山，李铭士，陈家明，郑钦佳，黄　江

2017, 36(12): 62-65. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.016

摘要 ( 1283 )

PDF (659KB) ( 976 )

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介绍了一种利用激光测液体折射率的简易方法.通过测量光线穿过垂直棱镜角后发生全反射时的入射临界角，进而求出液体的折射率.再利用折射率与临界角的关系，结合科希经验公式求出液体色散率.

光照对LaMnO₃/SrTiO₃ 中场效应的增强作用

单师轩，赵一嘉，邱靖哲，贾金山，肖煜同，刀流云，吕建锋，熊昌民

2017, 36(12): 66-69. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.017

摘要 ( 1291 )

PDF (612KB) ( 392 )

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钙钛矿镧锰氧化物具有电阻易被光电调控的特性，对以SrTiO₃(STO)为衬底的LaMnO₃(LMO)薄膜在不同外场作用下的电阻和晶体结构的变化规律进行了研究.通过实验发现光电协同作用会增强LMO/STO中的场效应：即在没有光照的情况下，样品的电阻态几乎不随门电压的改变而变化;在有光照的条件下，样品的电阻随会门电压的变化而显著变化.通过 X射线衍射(XRD)方法测量STO衬底晶格随光照及门电压的变化规律，发现在光电共同作用下，STO的晶格会显著膨胀，暗示了光电协同作用增强了STO衬底中的铁电极化.根据XRD的结果，本文从微观上解释了LMO/STO异质结中光照对场效应增强的机理.

运动电偶极矩的类A-C效应

王　康，李　炜

2017, 36(12): 70-72. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.018

摘要 ( 1270 )

PDF (251KB) ( 597 )

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近些年来量子力学中的相位问题在凝聚态物理学中扮演着至关重要的角色，比如Aharonov-Bohm 效应， Aharonov-Caser效应和Berry相位.这里我们根据电磁的对偶性，提出一个运动电偶极矩在磁场中也能产生类Aharonov- Caser效应.同时，我们还从数学角度指出产生这些量子力学的相位效应的根源是来自于运动系统中的势能不仅是位置的函数，而且还是速度的函数.因此，根据我们的结论可以设计全新的物理模型来实现新型的量子力学相位效应.

《扇形薄板二维驻波的研究》质疑

吴崇试

2017, 36(12): 73-75. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.2017.12.019

摘要 ( 996 )

PDF (177KB) ( 803 )

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获中国物理学会“2015—2016年度优秀论文奖”文章

2017, 36(12): 76-76.

摘要 ( 619 )

PDF (102KB) ( 251 )

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《大学物理》2017年总目次

2017, 36(12): 77-81.

摘要 ( 530 )

PDF (235KB) ( 1110 )

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封面说明

穆良柱

2017, 36(12): 82.

摘要 ( 611 )

PDF (171KB) ( 223 )

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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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