大学物理

钟锡华

2018, 37(6): 1-6. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170612

摘要 ( 1370 )

PDF (275KB) ( 707 )

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阐述了牛顿定律、引力定律和库仑定律建立的依据，以及若干重要物理量引入的依据，最后讨论了如何恰当评价对称性和守恒律在基础物理教学中的地位.本文旨在表达一种教学理念，即，对物理学所蕴含的丰富物理思想和特有思维方式的明确阐述或深刻诠释，乃是一门物理学课程学术水平的重要体现，而努力提高物理学课程的学术水平，应当成为提高大学物理教学质量的一个重要方面.

材料学专业固体物理教学中的抽象与形象思维转化

杭弢，凌惠琴，顾佳俊

2018, 37(6): 7-9. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170543

摘要 ( 1490 )

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从上海交大材料学院开设固体物理课程的教学现状出发，结合材料学专业学生学习固体物理的特点和难点，通过总结教学团队多年讲授该课程的经验，提出了将固体物理中抽象概念形象化的一些教学思路及具体案例，以期对相近专业的固体物理课程教学有一定的借鉴作用.

载流导体中电荷分布问题的讨论———一个由霍尔效应引起的教学案例

于凤军

2018, 37(6): 10-12. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170461

摘要 ( 1585 )

PDF (362KB) ( 986 )

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讨论恒定载流导体内的电荷分布问题.从霍尔效应出发，以无限长圆柱形载流导体为例，导出该导体内的电荷分布，并且给出任意形状的载流导体内的电荷密度公式.

基于保角映射的拉普拉斯方程降维法在求解温度场中的应用

殷勇，王福谦

2018, 37(6): 13-15. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170335

摘要 ( 1577 )

PDF (1104KB) ( 641 )

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将保角映射用于温度场问题的求解，通过变换函数将求解区域变换为带形域或一端绝热的半无限带形域，从而把二维温度函数降为一维函数，在此基础上方便地求解拉普拉斯方程的边值问题，给出其温度分布函数，并利用软件MATLAB 绘制出等温线图.

变速旋转带电圆柱体的空间电磁场计算

邝向军，贾连宝

2018, 37(6): 16-18. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170406

摘要 ( 1807 )

PDF (277KB) ( 618 )

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本文利用变速旋转带电圆柱体电磁场的轴对称性，巧妙联合运用麦克斯韦方程组，以轴线上的磁场为初值，通过反复迭代的方法，获得了变速旋转带电圆柱体空间电磁场的无穷级数表达式.

考虑空气阻力的足球弧线球运动轨迹

郝成红，黄耀清，刘聚坤

2018, 37(6): 19-21. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170233

摘要 ( 1761 )

PDF (889KB) ( 1819 )

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当球体在空气中旋转运动时，马格努斯效应对球的运动轨迹有很大影响. 从动力学方程出发，考虑空气对质心运动的阻力作用，研究了足球弧线运动的动力学方程，得到了方程的解析解，即弧线球的运动学方程.

细算调零误差，再探欧姆表尺最佳段范围———对大学物理实验书中有关提法的研讨

潘积亭

2018, 37(6): 22-24. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.160462

摘要 ( 2332 )

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由仔细分析计算指针式万用电表测电阻( 含调零) 的全部物理过程中因表头基本误差引发的随机误差，导出测量不确定度式，再探算表尺最佳段范围，并联系有关书、文的提法予以比较和分析.

法拉第磁光效应与电致旋光效应互补特性实验

李长胜，张晞，冯丽爽

2018, 37(6): 25-29. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170496

摘要 ( 1210 )

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利用单块钼酸铅( PbMoO4，PMO) 晶体，实验验证了法拉第磁光效应与电致旋光效应的互补特性. 该实验的教学意义在于使学生通过实验理解这两个光学效应的共同本质属性，即它们均属于外场致偏振旋光调制. 实验装置主要包括两个偏振器、钼酸铅晶体及其调制电压源和电流源; 当将相位相反的交流调制电流和电压同时施加于钼酸铅晶体时，实验观测到磁光调制和电致旋光调制具有相互补偿的特性，其补偿电压约为0.541 kV/A.

Bi基拓扑绝缘体纳米薄片的制备和输运性质的研究

王庆斌，叶军，蔡日，陈国辉，林明伟，宋翰彪

2018, 37(6): 30-32. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170667

摘要 ( 1300 )

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拓扑绝缘体表面态传输耗散少，有可能作为变电站中的电传输新材料.我们采用化学气相沉积法制备了Bi2Te3拓扑绝缘体纳米薄片，通过光学显微镜、原子力显微镜和扫描电镜表征，优化了制备参数进而获得Bi2Te3纳米薄片.采用光刻技术在Bi2Te3纳米薄片上制作金属电极，测量其输运性质，观察到了来自拓扑表面态的弱反局域化效应.运用传统的弱局域化理论得到表面态电子的退相干长度约为130 nm

量子信息学———源自量子力学的第二次信息革命

张文卓

2018, 37(6): 33-40. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170665

摘要 ( 1780 )

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量子信息学是物理学的一个新兴分支学科，它将微观世界的量子态用作信息的载体，利用量子力学规律对信息进行传输和计算，可以完成经典信息技术所不能完成的任务.量子信息学主要包含量子通信和量子计算，量子通信已经走向产业化，量子计算也正在逐步走出实验室，它们将共同引领下一代信息技术革命.新兴的量子信息产业可为物理学专业毕业生提供更多的就业机会.

关于夏天中伏天数的探究

路峻岭，顾晨，秦联华，任乃敬

2018, 37(6): 41-44. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170500

摘要 ( 1296 )

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通过给出夏至节气后各日日序的方法，得到了判断夏天中伏天数的一般规律.据此可知，从长期看来，夏天中伏为20天的年份占71.37%，中伏为10 天的年份占28.63%.

贯通大中学物理综合能力培养的物理学术竞赛教学模式

李川勇、宋峰、王慧田、余华、陈靖、陈宗强、刘丽飒

2018, 37(6): 45-49. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170494

摘要 ( 1282 )

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本文介绍基于国际青年物理学家锦标赛的物理教学实践和物理学术竞赛在国内的中学和大学的开展情况，该活动不仅推动了物理教学在方法、内容和考核等方面的改革，并推动开设了系列化开放互动课程，关注学生综合能力的培养，有效促进了中学和大学物理教育的有机衔接，是一种培养综合性物理创新人才的有益的创新尝试.

大学物理教学研究现状与展望———基于10 年核心期刊论文分析

韩思思，罗莹

2018, 37(6): 50-56. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170536

摘要 ( 2496 )

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本文基于核心期刊论文，采用静态分析法，分析了近10 年大学物理教学研究现状.研究显示大学物理教学研究可以概括为二个方面: 一是大学物理课堂教学，主要研究高校大班物理课的教学方法，以慕课、翻转课堂最具代表性; 二是物理实验教学，包括有实验课程教学体系的建设和研究性实验教学的开展.其中，特别值得注意的是，现代信息技术对大学物理教学的影响越来越大，在物理课堂教学和物理实验教学中都有很多应用.最后，基于近10 年的大学物理教学研究发展，提出了对其未来的展望

支撑点与振源重合的圆形薄板二维驻波的实验与仿真研究

曹小敏，邵港萍，陆星辰，李成金，钱铮

2018, 37(6): 57-60. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170662

摘要 ( 1418 )

PDF (798KB) ( 1758 )

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通过实验和MATLAB 软件对支撑点与振源在圆心重合的圆形薄钢板上的二维驻波进行了测量、数值计算和仿真研究，测量结果和数值计算以及仿真均与理论计算吻合，并给出一种测量材料杨氏模量的简单方法. 在大学物理层面，对于物理实验和仿真做了有意义的尝试.

一种更加实用的声速测量实验原理的探究

饶智祥，祁俊磊，王菁，郑明，高红

2018, 37(6): 61-65. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.160557

摘要 ( 1727 )

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提出一种更加实用的诠释声速测量实验原理的方法. 通过微小面元积分方法推导出接收端的声压，与球面波和平面波为声源的模型推导出的声压进行对比. 在探头尺寸相对于传输距离不能近似于无穷大也不能忽略不计，实验测量误差较小的距离内，通过面源积分方式推导的声压随换能器之间距离演化趋势更加接近实验测量数值.理论计算与实验数据差值较后两种常见模型减小约10 倍以上，能够更加真实地反映声场传播规律.

利用电容微小变化测量空气相对湿度

王彦昭，周宇，刘国栋，夏雨晴，张雅男

2018, 37(6): 66-69. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170443

摘要 ( 1684 )

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空气相对湿度变化会引起环境的感应电容产生微小变化，而对于品质因数较高的谐振电路，在其谐振状态下，电容微小变化会导致信号幅值的明显变化.利用这些特性，设计出一种测量装置，根据信号幅值变化得到空气相对湿度.该装置结构简单，测量精度高，反映迅速，可以用于教学及演示，并且具有较高的商业推广价值.

“电磁学”创意制作实验的实践与反思

卢荣德，程福臻

2018, 37(6): 70-74. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170509

摘要 ( 1614 )

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介绍“电磁学”课堂中创意制作实验的课程理念与教学目标及其在实际教学过程中的具体活动及其特色，最后对创意制作实验中学生学习成果分析与反思，并给出教师心得与思考，以期为该教学模式的顺利实施提供有益的参考.

基于普通物理分析LIGO 引力波数据

Harsh Mathur，Katherine Brown，Ashton Lowenstein

2018, 37(6): 75-81. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180240

摘要 ( 1208 )

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LIGO 小组首次直接探测到双黑洞并合过程中产生的引力波辐射，打开了观测宇宙的一个全新窗口.本文利用牛顿力学，量纲分析，以及将引力波与电磁波类比等方法分析了LIGO 小组观测到的引力波数据.这些简单的分析能够解释LIGO 数据的主要物理结论，估算结果在数量级上与LIGO 数据基本一致.本文对黑洞质量，引力波源到地球的距离，双黑洞并合前的初始距离，以及辐射的总能量等参数的估算与LIGO 和VIRGO 小组给出的结论基本一致.( 2017 美国物理教师协会)

封面说明

穆良柱

2018, 37(6): 82. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170692

摘要 ( 652 )

PDF (86KB) ( 243 )

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2018 年是理论物理学家费恩曼( Richard Phillips Feynman) 诞辰100 周年，为了纪念费恩曼对物理学的杰出贡献，特以费恩曼的重要工作———路径积分公式、费恩曼图、部分子模型作为本年度封面.

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