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当期目录

    2020年 第39卷 第11期 刊出日期:2020-11-10
      
    目次
    赵凯华先生与《大学物理》期刊
    周静
    2020, 39(11):  1-6.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.200352
    摘要 ( 909 )   PDF (799KB) ( 386 )  
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    通过梳理赵凯华先生发表于《大学物理》期刊的文章,回顾《大学物理》期刊的发展历程,体会先生的教育思想和科学精神,传承先生在物理教育领域的研究成果.

    祝贺赵凯华先生九十寿辰
    田光善
    2020, 39(11):  8-9.  doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.200357
    摘要 ( 704 )   PDF (715KB) ( 224 )  
    相关文章 | 多维度评价
    赵凯华
    秦克诚
    2020, 39(11):  10-13.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.200188
    摘要 ( 1226 )   PDF (1094KB) ( 607 )  
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    九旬畅谈物理教育
    赵凯华
    2020, 39(11):  15.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.200187
    摘要 ( 912 )   PDF (1584KB) ( 333 )  
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    物理教学的首要任务是确立一个个正确的物理概念, 关于辅导和习题训练, 发展物理学的动力和提高学生的兴趣, 物理教师的自我修养, 物理教育是最重要的科学素质教育

    祝贺赵凯华先生九十寿辰留言板
    2020, 39(11):  19-19. 
    摘要 ( 521 )   PDF (1228KB) ( 228 )  
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    教学研究
    用被束缚在微腔中纠缠三原子实现量子控制非门
    彭永刚
    2020, 39(11):  26-30.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.200157
    摘要 ( 991 )   PDF (624KB) ( 306 )  
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    在三个光学微腔场原子中使用激光驱动场和局域激光场,会诱导出三原子中的任意两原子纠缠及三原子纠缠,利用输入-输出技术及绝热近似理论,推导出Ising 链模型的有效哈密顿量,用伴随数( concurrence) 度量两原子纠缠,用内禀纠缠度量三原子纠缠,给出两原子和三原子纠缠随时间演化曲线,适当调控激光驱动场和局域激光场,在远距离三原子中能用任意两原子实现量子控制非门.

    教学讨论
    广义相对论二体问题比内方程的精确解探讨
    程有度
    2020, 39(11):  31-35.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.190438
    摘要 ( 1648 )   PDF (579KB) ( 528 )  
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    根据广义相对论二体问题比内微分方程的函数积分形式的精确解,得到3 类精确轨迹曲线,其中两类可以积出解析解.爱因斯坦就是通过对这个函数积分形式的精确解直接进行近似简化计算,得到了与迭代近似解方法高度一致的水星进动值的高精度计算结果,这相互印证了不同解法的计算精度.通过计算广义相对论比内方程的极点,得到行星轨道远日点、近日点的精确计算公式,以及圆形轨道的精确半径,与牛顿力学结果相差约5 km,差值与行星轨道半径关系不大,主要由太阳质量决定.上述差值也是近似解极径的最大绝对误差.运用高精度数学计算软件计算数值积分,可以得到广义相对论二体问题的精确数值轨迹.

    物理实验
    利用驻波测量弦线的直径及其杨氏模量
    董勇, 张洁
    2020, 39(11):  36-38.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.190534
    摘要 ( 1225 )   PDF (1308KB) ( 603 )  
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    本文搭建了简单的实验装置观察到通电弦线上的驻波现象,结合流体静力称衡法测量了铜的体密度,从而得到弦线的直径,测量了弦线被拉伸时的长度变化量,得到了弦线的杨氏模量.

    “实虚”结合拓展“光的干涉实验”教学
    许飞, 朱江转, 李明达, 罗锻斌
    2020, 39(11):  39-43.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.200073
    摘要 ( 1180 )   PDF (1704KB) ( 299 )  
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    本文对马赫-曾德干涉实验进行拓展,实现了三光束、四光束干涉的实验尝试; 通过改变光束波矢夹角、光束强度、偏振态等参数,得到了一维周期性条纹、一维调制条纹、二维周期性光学格子、二维调制光学格子等干涉光场. 同时,通过提供光的干涉仿真模块,让学生自行对多光束干涉进行数值模拟,加深了对干涉理论的理解掌握. 通过上述“实虚结合”的光的干涉实验的内容拓展,不仅丰富了干涉实验教学内容,提高了学生的兴趣,而且有利于拓展学生的专业知识,从而了解相关领域的研究内容.

    外电场下四氯甲烷光谱特性和解离特性研究
    袁园, 唐延林, 袁荔, 施斌
    2020, 39(11):  44-48.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.190417
    摘要 ( 1079 )   PDF (1638KB) ( 265 )  
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    采用B3LYP /6-311G( d,p) 方法和基组优化四氯甲烷分子,研究四氯甲烷在外加电场下的总能量、第一电离能、电子亲和势、电负性、红外光谱、拉曼光谱及解离势能面等,并讨论外电场对该分子的影响. 结果表明: 无电场时采用B3LYP /6-311g( d,p) 基组优化效果与实验测量结果相吻合; 总能量、第一电离能、电子亲和势的绝对值与电场的方向无关,总能量和第一电离能随着电场强度的增强而减小,电子亲和势随着电场强度的增强而增加,电负性随正向电场的增强而减小,随负向电场的增强而先增加后减小; 红外吸收强度随电场的增强先迅速减小后增大,红外最强吸收峰、拉曼峰随正向电场呈现红移,红外最强吸收峰随负向电场呈现蓝移; 随外电场增大,C1-Cl5 键势阱值逐渐降低、能垒逐渐减小,键束缚能力逐渐减弱,当外电场增加到-0.0015 a.u.时,C1-Cl5 键能垒消失,分子发生解离.本研究对四氯甲烷及类似有毒有机污染物的降解提供新思路.
    物理学史与物理学家
    斯特恩的UzM 计划及其对近代物理学的影响
    汪亚平, 芮静怡, 宁长春, 周艳霞
    2020, 39(11):  49-55.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.200088
    摘要 ( 1198 )   PDF (1062KB) ( 206 )  
    相关文章 | 多维度评价
    在完成了斯特恩-盖拉赫实验之后,斯特恩在汉堡大学创立了分子束方法研究中心,制定了以分子束方法探究当时物理学前沿问题的UzM 计划.介绍了此一科学计划基本内容和实施过程,并讨论了其对近代物理学发展的影响.
    物理.自然.技术.社会
    彩虹圈下落过程的动力学分析及实验验证
    张声遥, 柳福提, 曾志强, 何伟, 施明阳, 李燕群
    2020, 39(11):  56-59.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.200094
    摘要 ( 4086 )   PDF (1190KB) ( 1328 )  
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    静止垂直悬挂的彩虹圈,在上端释放后,与一般物体自由下落不同,其底端保持悬空不动,上端如多米诺骨牌般依

    次往下收缩直至低端,塌缩到最小长度才开始整体做落体运动.针对彩虹圈下落的有趣现象,建立了静态模型和动态模型,利

    用动力学原理进行详尽分析,并进行实验测量,所得实验结果与理论计算结果符合得很好,误差不超过1%. 从物理上解释了

    彩虹圈的塌缩过程实质上是波的传播过程,波有限的传播速度导致了彩虹圈奇妙的下落现象.

    在线教学
    哈尔滨工业大学“大学物理”在线教学模式探索与实践
    李均, 刘璐璐, 时红艳, 王旸, 孟庆鑫, 王晓鸥, 张宇
    2020, 39(11):  60-62.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.200249
    摘要 ( 1229 )   PDF (1625KB) ( 234 )  
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    为保障疫情期间教学工作顺利开展,哈尔滨工业大学大学物理教研室采用QQ 群视频进行在线授课. 本文将讲述QQ 群视频直播授课方法与相关技巧,将分别从课前准备、课堂授课及课后考核3 个方面介绍如何有效进行在线大班理论课程教学.
    抗疫期间提高应用型本科大学物理在线教学质量的探索实践
    韩星星, 竹有章, 牛海波
    2020, 39(11):  63-66.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.200233
    摘要 ( 975 )   PDF (689KB) ( 147 )  
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    由于新冠肺炎的影响,很多高校都开展了线上教学. 本文以西安交通大学城市学院“大学物理”课程为例,以学生为中心,根据学生实际,从线上教学准备、线上教学手段、教学内容、考核方式、学生反馈及学校协调等方面入手开展探索,研究应用型人才培养模式下如何有效开展在线网络教学,体现“保基础、重能力、重应用”的教学特色. 自制调查问卷对教学班学生的线上学情进行调研,结果表明62.2%的学生对现阶段的线上学习非常满意或比较满意. 本文最后提出了疫情结束后长期有效实行线上线下教学有机结合,进行教学改革的思考.
    疫情背景下大学物理课程教学与实践
    郑维民, 张晓娟
    2020, 39(11):  67-71.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.200253
    摘要 ( 1076 )   PDF (2281KB) ( 181 )  
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    响应教育部提出的“充分利用网络优势,停课不停学、停课不停教”的号召,本文以甘肃民族师范学院为例,就新冠疫情背景下大学物理课程在线教学的教学设计、教学过程、教学评价、教学效果等方面进行了有益探索,为推进线上教学提供思路.
    大学生园地
    一个简单谐振子系统模型的模拟与计算
    周文渊, 张伯宇, 罗世平, 杨正波, 魏彦锋
    2020, 39(11):  72-75.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.190595 
    摘要 ( 1091 )   PDF (1091KB) ( 304 )  
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    本文通过对一个简单谐振子系统模型的计算机模拟,演示了热力学系统从有序的非平衡态向无序的平衡态演变过程,得到粒子数在平衡状态下分布规律,即玻尔兹曼分布.对分布曲线进行拟合,可以求出总能量已知的谐振子系统在平衡状态时的温度,拟合结果与理论计算是吻合的.进一步研究能量与温度的关系,证明了这个简单谐振子系统模型在高温极限下,能量均分定理是成立的.
    基于组合变形法测量金属杨氏模量和切变模量
    王昊, 李浩, 唐曹
    2020, 39(11):  76-79.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.200035
    摘要 ( 1212 )   PDF (1273KB) ( 594 )  
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    本文提出了一种弯扭组合变形装置,利用该装置可实现在一次加载的情况下同时测量出材料的杨氏模量和切变模量.此装置克服了传统物理实验中需要独立的两套装置进行测量的弊端.在本文提出的装置中,用很小的力( 1 N 左右) 即可产生较大的形变( 10 mm 左右) ,这使得可以用位移传感器代替光杠杆测量形变,从而使整个装置的体积相比传统拉伸法测量杨氏模量装置的体积大幅缩小,具备较好的使用价值和推广价值.
    酱油的光学热透镜效应
    陈清楠, 范紫萍, 高绮妮, 郭政鑫, 郑博为, 彭力
    2020, 39(11):  80-84.  doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.200089
    摘要 ( 1610 )   PDF (1251KB) ( 548 )  
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    本文设计了一种材料易得、适用于演示非线性光学现象的热透镜效应装置.低功率激光经凸透镜汇聚,在薄酱油介质中传输时产生热透镜效应,利用刀口法测量和软件拟合计算出激光高斯光束的半径,并结合光学矩阵运算得到酱油热透镜的焦距.由酱油薄膜位于凸透镜焦点前后时高斯光斑大小的变化,得出酱油介质在高斯光束照射下可等效为凹透镜,讨论了酱油浓度、厚度对热透镜效应的影响.本装置结构简单、性价比高,可用于本科的实验教学演示.
    信息与动态
    欢迎订阅2021 年《大学物理》
    2020, 39(11):  85-85. 
    摘要 ( 578 )   PDF (677KB) ( 83 )  
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    封面说明
    陈晓林
    2020, 39(11):  86. 
    摘要 ( 596 )   PDF (59KB) ( 166 )  
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