当期目录

2018年 第37卷 第10期 刊出日期：2018-10-20

  

教学研究

统一推导三种量子相空间分布函数的Fokker-Planck 方程

许业军，丁秀春，何锐

2018, 37(10):  1-3.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180070

摘要 ( 1762 )   PDF (168KB) ( 675 )  

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通过对含s参数广义Wigner 算符进行正规、反正规编序，导出一组新的算符微分关系式，进而提出统一推导量子相 空间三种分布函数的Fokker-Planck 方程的有效方法.

推导坐标、动量算符函数换序的新方法

杨阳，范洪义

2018, 37(10):  4-6.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180231

摘要 ( 2180 )   PDF (198KB) ( 955 )  

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由于坐标、动量算符的不对易性，坐标算符函数和动量算符函数的换序是量子力学中的一个基本问题.运用坐标表 象的完备性及有序算符内积分方法可以容易导出坐标、动量算符函数的换序公式，尤其是坐标算符与动量算符幂次换序可以 用一个双变量厄米多项式来表示.而且，用有序内积分方法可以导出坐标-动量中介表象的结构.

二阶常微分方程的半通解及其在数学物理中的应用

屈奎，倪致祥

2018, 37(10):  7-9.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180123

摘要 ( 2044 )   PDF (155KB) ( 623 )  

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以二阶线性常微分方程为例，引入了微分方程半通解的概念，并给出了半通解在数学物理问题求解过程中的一些典型应用.

教学讨论

对地球静止轨道精度要求的理论探讨

郝继光，胡亚新，黄亦斌

2018, 37(10):  10-11.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170325

摘要 ( 1365 )   PDF (161KB) ( 491 )  

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对地球静止卫星轨道的高精度要求进行了理论分析，得到了赤道平面内关于轨道偏差的一般结果，并给出了两个特例.

带电厚椭球壳空腔内的电场

于凤军

2018, 37(10):  12-14.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180127

摘要 ( 1553 )   PDF (389KB) ( 759 )  

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确定一个均匀带电的厚椭球壳空腔内的电场，该厚椭球壳是由非导体构成的，其内表面和外表面分别是二个共轴的、等偏心率的椭球面. 方法是把厚椭球壳分割成无限多个共轴的、等偏心率的薄椭球壳，先求出薄椭球壳上的电荷分布，经过与带电导体椭球表面上的电荷分布对比，得到薄椭球壳内的电场强度，最后用场强迭加原理求得厚椭球壳空腔内的电场强度，结果为零.

带电粒子在匀强磁场作二维阻尼运动的研究

郎军，董洪琼

2018, 37(10):  15-20.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180059

摘要 ( 1466 )   PDF (960KB) ( 857 )  

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分析了带电粒子在洛仑兹力与阻力的共同作用下，粒子的运动路程及速率随时间变化、运动学方程、运动轨迹、最终位移、最大位移等运动规律.

物理实验

微弱共振信号测量干扰消除系统

李欢欢，罗泽，肖洪洋，徐誉洲，彭川黔

2018, 37(10):  21-24.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180051

摘要 ( 1304 )   PDF (1231KB) ( 405 )  

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测定系统共振态时，当阻尼较大时，振动系统的幅值在共振频率附近并不突出，相应的相位变化也变得平缓，在外 界振动和电磁干扰的影响下，通过系统共振的幅频特性或相频特性测定相关物理量时，测量精度会大大降低.微弱共振信号测 量干扰消除系统，利用了系统共振时振动信号幅度最大以及振动信号与激励信号具有特定相位差这两个特点，过滤干扰信 号，能更加准确确定系统共振态，从而准确测量相关物理量.

数字全息比较法测量铝板的杨氏模量

严琪琪，陈彦，胡湘，赵昕竹

2018, 37(10):  25-29.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180030

摘要 ( 1570 )   PDF (402KB) ( 489 )  

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全息干涉计量法测量微小位移是全息术成熟的应用之一，而数字全息是传统的全息术和数字技术相结合的产物， 是一种较新的获取光学信息的方法. 本文把数字全息技术应用到了现有的光学全息物理实验教学中，采用数字全息比较法对 铝板在微小外力作用下所发生的微小形变量进行测量，通过计算得到所用铝板的杨氏模量; 并与传统光学全息法在相同实验 环境下的测量结果以及所用铝板的给定标准值进行了比较. 实验结果表明，该方法不仅省略了光学全息术中的曝光、化学显 影等湿处理过程，缩短了测量时间，而且减少了外界环境干扰因素对测量结果的影响，提高了测量结果的准确性，由该方法所 得的测量结果与给定标准值的相对误差为3.9%.

霍尔效应与磁阻效应的理论和实验融合教学研究

于景侠，霍中生，郭袁俊，姚列明，陈群宇，滕保华，杨宏春

2018, 37(10):  30-35.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170686

摘要 ( 2505 )   PDF (813KB) ( 1034 )  

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大学物理和大学物理实验是两门深度融合的课程，本文探讨了霍尔效应和磁阻效应这两个现代物理学的研究和应 用热点在两门课程中进行融合教学的方法，提出了理论上融合、实验上融合、理论与实验互相融合的教学内容.

宇宙线μ子寿命测量的简化方法

田怡，胡陆国，孙保华

2018, 37(10):  36-37.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180148

摘要 ( 2341 )   PDF (268KB) ( 1222 )  

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μ 子是地球表面可以探测到的主要宇宙射线，是标准模型中一种重要的基本粒子.μ 子衰变产生电子和中微子.通过 μ 子寿命的测量不仅可以加深学生对μ 子衰变性质的理解，还可以加深对狭义相对论时间膨胀效应的认识.本文通过NaI (Tl) 闪烁体探测器捕捉宇宙射线μ 子及其衰变电子信号，介绍了一种在实验室中测量μ 子平均寿命的简易实验方法.

教学改革

课程与教材融合发展促进一流本科教学建设

王磊, 倪牟翠, 张汉壮

2018, 37(10):  38-40.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180292

摘要 ( 1585 )   PDF (161KB) ( 926 )  

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首先分析了课程与教材的内在关系，提出了作者对于课程与教材融合发展的内涵、类型和途径的思考，然后介绍了 作者及其教学团队在吉林大学物理类课程教学过程中促进课程与教材融合发展的实践与经验，及取得的教学成果.

大学生园地

汽笛膜振动的定量研究

陈胜男, 白赫

2018, 37(10):  41-46.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180105

摘要 ( 1887 )   PDF (1021KB) ( 984 )  

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以平面薄膜自由振动的理论研究为基础，结合第八届全国大学生物理学术竞赛题目，研究汽笛振动发声的现象，根 据圆膜自由振动方程使用贝塞尔函数求解，分析出圆膜振动的不同模态.通过使用3D 打印技术制作不同规格的汽笛圆管改变 实验条件，利用高速摄像机记录圆膜振动过程，使用Audacity 软件分析圆膜振动基频，实现了对圆膜振动的定量研究.研究结 果表明，在圆膜弹性形变处于线性区间内，圆膜在振动中所受张力的大小是影响振动模态选择的主要因素，且在同种振动模 态中，改变汽笛圆管的长度和内径对振动形式无影响.

Ramsauer-Townsend 效应与Child-Langmuir 定律实验

赵元晟，贾晓瀚，姚红英

2018, 37(10):  47-53.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170632

摘要 ( 2223 )   PDF (900KB) ( 649 )  

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使用Hartree-极化势分析了用气体闸流管得到的Ramsauer-Townsend 效应曲线; 考虑了电子存在初速度等因素，定量分析了Child-Langmuir 定律实验中出现的lnI 和lnVa(Va为加速电压)之间的斜率小于3 /2 的现象.

基于半波带法菲涅耳声透镜的仿真与实验研究

陈冰心，朱浩宇，涂宏业，李金华，张烨，金光勇

2018, 37(10):  54-59.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170697

摘要 ( 1572 )   PDF (743KB) ( 1214 )  

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根据菲涅耳衍射原理给出了半波带声学透镜的几何公式，考察半波带声透镜的会聚能力，建立半波带声透镜的二 维轴对称物理模型，并采用有限元分析方法对模型控制方程———Helmholtz 方程进行仿真计算.基于所建物理模型，得出了频 率、半波带个数以及声透镜材质的透射系数对聚焦能力的影响.仿真结果表明，半波带个数的增加可调高焦点处的声压级，同 时焦点的位置变大; 而频率越低，焦距越小; 透射系数越大，焦点处声压级越小.最后，通过制作简易声学透镜验证物理模型的 有效性.

信息与动态

更正

2018, 37(10):  59. 

摘要 ( 660 )   PDF (83KB) ( 136 )  

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大学生园地

利用负载弦演示几种量子现象

胡静怡，杨艾妮，王文竹，白在桥，弓文平

2018, 37(10):  60-65.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180168

摘要 ( 1465 )   PDF (933KB) ( 522 )  

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负载弦指的是在均匀的弦上固定一些小质量块得到的非均匀弦.弹性波在弦上传播过程中遇到质量块发生反射和 透射，类似量子力学中的几率波在势阱或势垒处的行为.借助这个类比，我们使用负载弦演示了量子力学中的能级回避交叉、 周期势场中的能带结构以及随机系统中本征态的局域化现象，使得量子力学中比较难理解的概念得到直观形象的展示.

封面说明

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穆良柱

2018, 37(10):  66.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170692

摘要 ( 655 )   PDF (86KB) ( 196 )  

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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.