大学物理

贺喀兴林先生90寿辰恳谈会

周静

2019, 38(12): 1. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.190511

摘要 ( 579 )

PDF (1034KB) ( 341 )

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庆贺喀兴林先生90 华诞

赵峥

2019, 38(12): 4. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.190377

摘要 ( 737 )

PDF (116KB) ( 834 )

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我所认识的喀兴林先生

梁竹健

2019, 38(12): 5. doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.190378

摘要 ( 841 )

PDF (1110KB) ( 406 )

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速度算符和电子的颤动

喀兴林

2019, 38(12): 8.

摘要 ( 1012 )

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指出了国外某些量子力学教材中关于速度算符的概念错误和相对论自由电子进行颤动的错误，分析了错误的原因.

关于带电粒子在磁单极场中运动的一些评注

林琼桂

2019, 38(12): 10. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.190055

摘要 ( 1200 )

PDF (184KB) ( 483 )

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指出教科书中关于带电粒子在磁单极场中的散射与电荷量子化的简化讨论存在明显的错误.通过对运动轨迹的仔细分析，得出的物理图像是: 粒子从入射到出射，极距角θ 和方位角均发生了变化.特别是，当瞄准距离很大时，的变化近似为±π/2.计算了角动量的变化并得到了合理的结果.顺便讨论了散射截面的计算.

浅谈利用薛定谔方程计算量子态的时间演化

宋杰, 王晓鸥, 霍雷, 张宇, 赵远

2019, 38(12): 15. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.190075

摘要 ( 1695 )

PDF (177KB) ( 545 )

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量子力学教学中，薛定谔方程是描述一个量子系统变化的核心部分.学生对薛定谔方程的学习，可以理解量子物理和经典物理的不同之处，在量子物理教学中，薛定谔方程的讲解是一个非常重要的内容.然而在教学中学生对于薛定谔方程的理解，通常局限在定态薛定谔方程，而对于量子态随着时间的变化部分并不清楚，因此我们引入耦合腔模型: 一个单光子在一个耦合的腔系统中，求光子在不同腔中出现概率随着时间变化关系.在教学中利用最简单的哈密顿量描述光子在耦合腔中的跳跃过程，给出几率随着时间变化的解析表达式，从而更加直观的理解微观粒子在一个量子系统中的规律.

(2+1) 维耗散长波方程的变量分离解之注记

刘春平, 张群英

2019, 38(12): 18. doi:10.16854 /j.cnki.1000 0712.190036

摘要 ( 801 )

PDF (131KB) ( 313 )

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对文献给出的( 2+1) 维耗散长波方程的变量分离解作了进一步的研究，首先说明拓展的F/G 展开法得到的解等价于拓展的tanh 展开法得到的解; 然后通过一个变换以及修正的齐次平衡法，给出了( 2+1) 维耗散长波方程更多的精确解.

质点沿最速降线和首尾固定的两相连线段下落问题的研究

邵云

2019, 38(12): 20. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.190071

摘要 ( 1444 )

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目前关于最速降线即圆滚线的由来原理的文章有不少，但多数是直接套用光学折射定律进行类比推理，缺少对方法原委的详细介绍和对运动细节的探讨，或者仅是局部的数值计算而缺乏物理内涵.至于与圆滚线存在关联的质点沿首尾固定的两相连直线段降落的时间这样更为基础的问题，却少有人撰文研究.本文首先推导出质点速降问题中的“折射定律”，然后利用它推导出最速降线即圆滚线的方程.证明了质点沿圆滚线的速降运动等价于匀速滚动圆周上对应点的绝对运动.给出最速降运动方程和计算圆滚线具体参量及质点降落时间的方法，并举例说明.指出当降落终点处在圆滚线左右半拱时，圆滚线参量的计算公式有所区别.简单地论证了圆滚线是唯一的捷线.最后，通过求极值的方法，计算出首尾固定的两相连直线段的最速降折点位置，以及在纵、横坐标给定时的最速降折点位置.通过列表和作图，分析出降落时间随折点的变化规律.

光线、光波与光子，光学中的物理模型

李军刚, 胡海云

2019, 38(12): 28. doi:10.16854 /j.cnki.1000 0712.190158

摘要 ( 2704 )

PDF (209KB) ( 1765 )

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光线、光波和光子是在光学理论发展的不同阶段人们所抽象概括出来的不同物理模型，这些模型由于产生的背景不同而有着不同的应用条件. 在光学课程的教与学的过程中注意这些模型所适用的条件，将有助于学生对相应物理概念与规律的理解. 本文讨论了这些模型的适应范围，希望能够给教师同行和学生们些许启发.

基于千分表的金属丝杨氏模量测量

徐程林, 张远弟, 樊则宾

2019, 38(12): 33. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.190173

摘要 ( 1723 )

PDF (453KB) ( 1154 )

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本文介绍了利用千分表测量金属丝的杨氏模量的方法.该方法针对常见的拉伸法测量金属丝杨氏模量的不足，提出用千分表取代光杠杆装置，来测量金属丝受到拉伸时的微小伸长量.实验研究和分析发现，相比于常用的光杠杆法，用千分表测量的3 种不同金属丝材料的微小伸长量，可以提高精度3 个数量级; 需要测量的相关物理量减少了两个，使杨氏模量的测量精度提高一个数量级. 该方法还具有装置简单，测量快速和结果准确等突出优点.

关于手摇式静电感应起电机原理

路峻岭, 顾晨, 秦联华, 任乃敬, 马泊一

2019, 38(12): 36. doi:10.1685 /j.cnki.1000-0712.180703

摘要 ( 6380 )

PDF (886KB) ( 1311 )

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手摇式静电感应起电机，在手柄沿顺时针方向摇动时是一个具有正反馈特征的电荷放大器.若莱顿瓶电容上存在一定的初始电荷，则在电容电极外露部分所带电荷产生的静电场中，在金属电刷上出现静电感应，正负电荷将出现在电刷的两端部，绝缘转盘转动时它上面的导体箔片在滑扫过电刷端部的金属毛刷后即带上了净电荷，带有正负净电荷的导体箔片随绝缘转盘转动，在分别至连接莱顿瓶电容电极的正负极集电叉时，都通过尖端放电向莱顿瓶电容充电，莱顿瓶电容中的电荷越来越多.这就是起电机工作的物理过程.

基于微信结合H5 技术的大学物理实验教学创新研究

白亮, 马成举

2019, 38(12): 40. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180590

摘要 ( 1411 )

PDF (778KB) ( 235 )

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本文以微信为平台，结合H5 技术对大学物理实验教学内容进行了创新设计. 通过实例给出了在线学习过程中教学资源内容设计的思路和使用效果，以及学生自主在线学习中教师参与的内容、方法和技术. 最后根据学生在线学习情况反馈和课堂教学内容之间的相互补充，提出了对于构建高质量的大学物理实验教学内容和提高教学质量新的方法及技术.

用方位径向摆演示李萨如图形的研究

周渝涵, 梁汉普, 李川南, 石礼伟

2019, 38(12): 44. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.190168

摘要 ( 1712 )

PDF (2296KB) ( 650 )

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通过对方位径向摆的弹性杆和摆球的固有振动频率进行分析，利用相机曝光方法研究了摆球李萨如图形.分析了摆线长度、初始释放角度、摆球质量等因素对摆球运行轨迹的影响，理论和实验符合较好.

陀螺进动特性的研究

钱安娜, 刘嘉懿, 周锦昊, 陈星洁, 宝日玛

2019, 38(12): 48. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.190061

摘要 ( 2037 )

PDF (642KB) ( 531 )

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本文基于陀螺进动原理，推导出陀螺进动时的角速度和自转角速度关系式，结合电磁感应原理和光敏电阻特性制作了陀螺实验装置，同时精确测出陀螺的公转周期与自转周期，进一步计算了陀螺的转动惯量，并用平行轴定理所得的计算结果验证了此装置的理论方法与测量结果的正确性.

置于冷瓶口硬币的弹起现象研究

庆秉承, 刘萍, 袁识博, 孔春才, 方爱平, 田蓬勃, 李宏荣, 高宏, 王小力

2019, 38(12): 52. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.190167

摘要 ( 1254 )

PDF (1672KB) ( 545 )

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本文研究了将硬币置于冷却的瓶子瓶口，放置于相对高温环境中，硬币发生多次弹起的现象.本文利用零维非稳态传热学方程描述了瓶内气体温度的变化，通过力矩分析得到了硬币弹起的条件，并采用MATLAB 数值模拟研究了硬币多次弹起时压强和弹起周期随时间的变化规律.并通过不同材质的瓶子和不同的硬币研究了对该弹起现象的影响，实验得到了和理论一致的结果.

基于毕奥-萨伐尔定律的测距仪

李培江, 周爱萍, 聂云豪, 李太福, 闫卫路

2019, 38(12): 57. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.190025

摘要 ( 1280 )

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基于毕奥-萨伐尔定律，本文给出了利用环形线圈所激发的磁场测量距离的理论依据，并设计制作了环形线圈测距仪的试验样机.结果表明，测试距离在15～ 40 cm 范围内，误差不超过5%，基本能够实现设计效果.

封面说明

穆良柱, 陈晓林

2019, 38(12): 66.

摘要 ( 585 )

PDF (62KB) ( 259 )

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本刊 2019 年的封面上刊登照片及图片，纪念在氦-II 中观察到超流 80 周年以及物理学大师卡皮察( P. L. Kapitza) ，蒂萨( L.Tisza) 和朗道( L.D.Landau)在这一研究领域中的贡献.

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