大学物理

王祖源，顾牡

2018, 37(11): 1-3. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180499

摘要 ( 1585 )

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本文以会讯形式，通过2018 年在贵州大学举行的全国高等学校物理基础课程青年教师讲课比赛决赛实例，介绍了由教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会、教育部高等学校物理学类专业教学指导委员会和中国物理学会物理教学委员会联合主办、高等教育出版社和科学出版社协办的全国高等学校物理基础课程青年教师讲课比赛的目的、意义以及在全国物理基础课程教学中产生的影响.通过展示由大学物理课程教指委和中国物理学会物理教学委员会联合主办的全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会年会的盛况，凸显了研讨会对推动全国“大学物理”和“大学物理实验”等基础物理课程的改革与建设的影响.

系综平均意义下的Hellmann-Feynman 定理

陈丽华，范洪义

2018, 37(11): 4-5. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180209

摘要 ( 1982 )

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本文将仅适用于纯态平均的Hellmann-Feynman 定理推广到系综平均意义下的情况，并给出了其应用实例.

单位矢量变换矩阵的导出及其应用

刘春平

2018, 37(11): 6-8. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180083

摘要 ( 2067 )

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首先，利用复合函数求导法则和向量代数的知识，导出了正交曲线坐标系中单位矢量的变换矩阵;然后从变换矩阵出发，给出了单位矢量的空间导数、时间导数以及质点速度、加速度的计算公式.

半透膜永动机佯谬

李立本，王翚，李同伟，王赵武，拓明聪，李国岭

2018, 37(11): 9-12. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180131

摘要 ( 2801 )

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把装有稀蔗糖溶液、底端封以半透膜的管子竖直放入装有纯水的大池子中，达到平衡时糖水液面高于池中的纯水液面.如果此时在管子的中部再加一半透膜，构成双半透膜-溶液系统，管子顶部会不会有纯水冒出且其液面高于池中液面呢? 热力学分析表明:对于蔗糖水浓度随高度变化的平衡溶液，不会;对于浓度不随高度变化的均匀溶液，会! 但是后者并不违背热力学第二定律.

任意阶多项式势场中粒子能量本征值研究

吴锋，徐宁

2018, 37(11): 13-15. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180203

摘要 ( 1373 )

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基于线性变分法，提出了一种计算任意阶多项式势场中粒子能量本征值的简单方案，通过选取带参数的谐振子本征函数为基函数，并结合坐标任意次幂的谐振子矩阵元计算通式，推导出体系哈密顿矩阵元的代数表达式，并根据哈密顿矩阵的迹相对谐振子本征函数的参数取极小确定该参数值.

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2018, 37(11): 15.

摘要 ( 886 )

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变压器非线性谐波分析与获取方法的研究

孙殿平，赵强，郭超修

2018, 37(11): 16-20. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170606

摘要 ( 1221 )

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本文利用数字示波器对变压器电压电流进行了测量，通过谐波分析，讨论了电流的谐波幅值随电压非线性变化规律，其中电流的三次谐波幅值随电压增加急剧增加，近似正比于电压的三次方，电流的偶次谐波随电压变化不显著，实验结果与理论分析近似一致.另外通过三相变压器不同连接可获得三次谐波信号，并对三次谐波幅值随电压的变化规律进行了研究.

声波共振管教学实验中的问题探讨

弓文平，王引书，白在桥，陈学智

2018, 37(11): 21-23. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180195

摘要 ( 1381 )

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声波共振管教学实验是理解声波的传播、叠加和共振物理问题的基础，也是了解驻波法测量材料吸声系数和声阻抗的基础.通过对非理想条件下的实验现象的观察，可以促进学生进一步思考，理解声波的增强和减弱及其在工业领域的应用.本文就声波共振管教学实验中最小共振频率测量、管中驻波声压分布及其管口修正等问题进行了探讨.

基于Macleod 软件的分振幅薄膜干涉仿真教学

王文梁，戎晓红，陈华英

2018, 37(11): 24-27. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180257

摘要 ( 1731 )

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分振幅薄膜干涉是高等学校波动光学教学的重要内容，也是薄膜光学的理论基础.本文基于著名的光学薄膜仿真软件Macleod，利用3D 绘图技术仿真了楔形薄膜分振幅干涉的相长和相消的情形.并仿真了薄膜干涉位相突变的情况，以及多层结构高反射膜和减反射膜的情况.让学生理论解析联系软件仿真分析，更加形象具体的了解分振幅薄膜干涉，提高教学效果. 还让学生了解光学薄膜的光谱调控能力和广泛实践应用，提高学生的学习兴趣.

“固体物理基础”教学方法研究

郭星原，李萍

2018, 37(11): 28-31. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180055

摘要 ( 1890 )

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固体物理学经历了对固体物质由表及里，由宏观到微观，由定性到定量，由现象到本质的认识过程.作者在多年的固体物理教学过程中总结出如下教学经验:利用唯象的观点看待固体物理所涉及的问题;厘清“固体物理基础”章节之间的内在联系;结合作者对前沿科学的研究，建立起前沿科学与固体物理学中基本知识的内在联系;板书与多媒体教学相结合，进行优势互补;利用课后作业培养学生的思维能力.为学生能够深入了解固体物理基础知识提供新的思路和方法.

电学发展初期几个基本概念的起源探讨

冯天树

2018, 37(11): 32-36. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180088

摘要 ( 2078 )

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描述了电学发展初期，电容、电压、电动势和电流等基本概念诞生时经历过的一些实验和思想历程，叙述了欧姆定律的发现过程.这些概念和定律诞生的过程有些隐藏在历史深处，挖掘描述这些历史过程，对电磁学教学很有帮助.

几条物理规律对自然环境的特殊作用

赵诗华，朱琴，汪琦

2018, 37(11): 37-40. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170586

摘要 ( 1344 )

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通过对空气阻力、声波吸收以及光波吸收问题的讨论，阐明这些常见的物理现象和规律是地球生命存在的基本条件.

声速测量实验中反常现象的观察与分析

宋子午，王茂香

2018, 37(11): 41-45. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180110

摘要 ( 2628 )

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声速测量是大学物理实验的基本内容之一，主要应用共振干涉法和相位比较法测量声波的波长进而求得声速，在实际操作过程中出现了一些反常现象值得深入探讨. 本文主要观察了二次相位合成现象( 即次级波峰现象)，并结合 Mathematica 软件的仿真模拟给出了理论解释.随后简要讨论了两种方法测量的不同步现象并给出了定性的解释.

对激光照射粗金属丝形成环形光现象的物理机制分析

冯禹，王广，赵敏，李佛生

2018, 37(11): 46-51. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.160564

摘要 ( 1748 )

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当一束激光照射在粗金属丝上时，在垂直于金属丝的屏幕上会出现环形的光.本文分析了光环产生的物理机制，指出光环主要由于激光在非平面上反射产生，并计算模拟各参数对光环形状的影响，同时通过实验进行了定量探究.

宇生μ子探测器蒙特卡罗模拟环境的初步搭建

罗鑫，许伊欣，曹广杰，唐健

2018, 37(11): 52-57. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180138

摘要 ( 1698 )

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首先介绍由宇宙射线产生高能μ 子(简称宇生μ 子)的物理过程，再重点关注教学实验室利用延迟符合计数法探测宇生μ 子的基本工作原理. 其次，利用探测器蒙特卡罗模拟的方法，考虑了完整的物理过程模拟，进行了探测器材料和几何形状的优化，并实现了探测器模拟结果的输入与输出功能. 最后，讨论了探测器模拟的结果，初步获得了μ 子衰变的谱形，拟合 μ 子寿命符合理论预期值. 在教学实验中，该方法有利于加深学生对宇生μ 子物理过程的理解.

非平行接触分离式摩擦纳米发电机的理论研究

黄美珍，张湉湉，谢红，蒋涛，王兆娜

2018, 37(11): 58-63. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170559

摘要 ( 1679 )

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摩擦纳米发电机是一种容易获得的、清洁无污染的能源收集设备，在小型自供电系统和自驱动传感器中具有重要的应用价值.其中，非平行板结构在接触分离式摩擦纳米发电机中存在广泛的应用.本文系统研究了非平行板结构接触分离式摩擦纳米发电机的输出特性，建立了等效电路模型，推导了等效电容和开路电压的计算公式，给出了用以分析摩擦纳米发电机输出特性的控制方程，并通过数值模拟研究了非平行接触分离式摩擦纳米发电机的输出电压、电流、功率等参数随运动轨迹的变化规律.最后，通过设计实验对计算结果进行验证，获得了较为理想的结果.研究结果为后续摩擦纳米发电机的设计与优化奠定了必要的理论基础.

前往繁星的所在———“宇宙简史”课程建设略记

忻蓓

2018, 37(11): 64. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180530

摘要 ( 1256 )

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南京大学李向东教授历经两年，为高校文科学生、高中生及广大青少年打造了一门融合了知识、科学、历史、精神和情怀的天文课程.该课程以为文科生树立正确的宇宙观为核心目标，使思政课的目标与专业课程目标融合一致，为全面推动习近平新时代中国特色社会主义思想进教材进课堂进学生头脑进行了一次大胆的尝试和深入的探索.

封面说明

穆良柱

2018, 37(11): 65.

摘要 ( 517 )

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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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