物理与工程

2023年03期

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双月刊

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Redish教学法则及其启示 作为美国物理教育研究领域的代表人物,马里兰大学帕克分校的物理学教授EdwardF. Redish在2003年出版了《Teaching Physics with the Physics Suite》一书,推动了美国的物理教育研究改革运动。在该...
科研反哺教学的固体物理学课程教学改革与实践 固体物理学被认为是本科物理学专业最难的课程之一,也是与凝聚态物理科研前沿联系最为密切的课程之一。近年来,凝聚态物理学发展迅猛,诞生了二维材料、拓扑绝缘体等一系列新的研究方向。本文总结了笔者结合自身经历将科学研究进展融入固体物理课程教学的若干...
军医大学医工专业大学物理课程教学中相关数学问题的探索与思考 大学物理与高等数学是我校为非临床专业——生物医学工程专业开设的公共基础必修课,课程以数学物理理论为基础,旨在为医学院培养抽象思维、逻辑思维、空间想象能力等突出的创新型人才。本文以军医大学生物医学工程专业数学物理课程中采用的同济大学版《高等数...
新高考背景下医用物理学与高中物理教学衔接调研和探究 因物理学科相对偏难、新高考政策和等级赋分等综合因素,选考物理的人数大幅下降,导致大学生物理基础知识薄弱,对大、中物理的有效衔接教学带来了挑战。本文针对天津医科大学2020级各专业学生问卷调查结果,从多角度对比未选考物理和选考物理的学生在物理...
中国航天工程视角下的大学物理课程思政建设探索与实践 新时代加强和改进思想政治工作需要教育工作者以立德树人为根本任务,坚持守正创新。本文立足于中国航天工程视角,在哈尔滨工业大学勇担中国航天第一校尖兵重任的背景下,以新角度设计大学物理学的课程思政,进行探索与实践。提出了中国航天工程视角下,大学物...
小汽车能否“拯救”濒临落崖的重卡 涉及力量与技巧的视频广告对社会大众具有独特的吸引力,挖掘其中的科学原理和物理元素,既能促进科普、激发大众物理兴趣,也能有效丰富课堂教学。本文聚焦某品牌汽车营救濒临坠崖重型卡车的视频广告,通过对广告场景的物理力学建模,揭示汽车“以弱胜强”的关...
基于Blackboard平台的热学混合式学习投入影响因素研究 混合式学习投入是衡量学生混合式学习质量的关键因素。研究以利用Blackboard平台开展的热学课程为例,基于国际经典学习投入测量量表,构建热学混合式学习投入及影响因素的结构方程模型。采用问卷调查收集数据,分析了教师层面、学生层面及媒体层面对...
物理学中的“降维打击” 维度是物理学习和研究中的一个重要概念。在处理复杂物理问题时,通常采用降维的方法对问题进行简化,进而在低维空间中对简化后的问题进行分析和求解。然而在面对具体物理问题时,有时候增加系统的维度反而会使问题的分析变得更加直观和简单。本文以几个具体的...
关于二分点进动的一种计算方法 本文首先推导出了一个大圆环给处在其环心位置的小圆环的引力力矩公式,然后利用此公式计算出了月亮及太阳给赤道环的合力矩,从而用简洁地方法解释了二分点进动的周期。...
外尔半金属薄膜的介电张量及色散性质研究 外尔半金属(WSM)是一种以外尔费米子为准粒子的新型拓扑材料,具有优异的物理和光学特性。在光与WSM 相互作用的过程中,材料的介电函数起到十分关键的作用。从修正的电位移矢量和电场强度关系出发,通过介电函数张量比较了不同费米能级情况下 WSM...

A MORE ACCURATE INVESTIGATION INTO THE RELATIONSHIP OF ORIGINAL AIR VOLUME AND PRESSURE WITH CRITICA 本研究的目的是研究初始气体体积和气压对浮沉子临界深度的影响。以透明长圆柱管为容器,塑料管为浮沉子,我们通过实验证明了临界深度hc 与浮沉子内部初始气体体积Vair0 的线性关系,以及临界深度hc 与长管内初始气压Ptube 的线性关系。为了...
基于Mathematica的杨氏双缝干涉的仿真实验研究 以杨氏双缝干涉理论作为基础,利用Mathematica强大的交互式操作和色彩显示功能,通过编程对杨氏双缝干涉现象进行仿真,可以灵活地调节参数,动态地反映干涉条纹随参数的改变而发生变化的过程。本文模拟了改变缝宽、缝和接收屏之间的距离和波长参数...
抖空竹,说物理 “抖空竹”是一项有着悠久历史的中国传统经典游戏。我们将它引入大学物理教学,挖掘其中蕴含的物理知识,包括刚体定轴转动定律、回转体进动、绳缠绕问题等,并用于课堂演示实验与互动。从物理角度探讨空竹游戏,将中国元素融入大学物理教学,集知识性、趣味性...
锁相放大技术在大学光谱实验教学中的应用 目前大学物理实验中的光谱测量实验通常为针对氢氘灯、钠光灯等强信号的测量。在实际应用中,往往需要测量微弱的光信号。传统测量微弱光信号主要利用电荷耦合器件的长时间积分来实现,然而昂贵的价格使其不能大规模应用于本科实验教学。锁相放大技术是利用互相...
Arduino中PWM调制在电子技术实验中的应用研究 基于开源控制平台Arduino控制器的开放性与易用性,在原有的电子技术综合实验中新增了以Arduino单片机为核心的实验教学模块。利用Arduino单片机中的脉冲宽度调制技术(PWM 技术),单片机根据接收到的红外信号对应调节两个直流电机的...
堑尾翼型的表面结构设计及其气动性能的仿真探究 为解决传统翼型产生的边界层分离问题,提升机翼气动性能,本文基于NACA4412翼型提出了一种新翼型——堑尾翼,并在大量的仿真实验基础上证实,堑尾翼型具有比原翼型更优越的气动性能。本研究对不同形状、不同风速、不同攻角情形下堑尾翼型的升阻比增益...
基于光的反射和折射原理的自动水位控制 本文设计了一种基于光的反射和折射原理的自动水位控制饮水机。该装置以光的反射和折射为基础,利用Arduino UNO 单片机作为控制中枢,实现自动识别不同高度的杯型,自动开始注水,并当水面到达距离杯沿1cm 处自动停止注水的控制。该装置创新地...
居家实验: 石蜡的简单热学性能测量 本文以太阳能相变蓄热领域中具有应用前景的相变材料石蜡作为研究对象,针对与相变蓄热相关的物理性质,设计了石蜡的密度、体积膨胀率、相变温度、相变潜热的测定与研究实验。本实验包含了丰富的物理思想,同时也具有操作简便、设备简单、花费低廉、没有危险性...

量子电子的经典轨道和黑洞熵的微观起源 平方反比力驱动的一维振荡问题出现在物理学中两个非常重要的场合,即氢原子电子波函数的经典轨道解读和自引力塌缩球体的牛顿力学描述。流行观点认为这两个场合分别牵涉到“轨道概念不真实”和“牛顿力学不适用”的因素而放弃了对这个问题的深入探讨。本文指出...

第22届亚洲物理奥林匹克竞赛理论第3题介绍与解答 第22届亚洲物理奥林匹克竞赛理论部分共三道题目,第三题主要围绕瑞利散射的推导路线展开,考查了偶极子振荡、光的传播以及量纲分析等知识点,本文主要对理论第三题的命题和解答进行介绍。...
月球为何没有飞向太阳 中学物理和大学物理在知识内容和思维方式上存在较大差异,但仍然是螺旋式上升的关系,在中学物理教学中,不能完全割裂和大学物理的联系。本文针对“月球为何没有飞向太阳”这一问题,在学习进阶及教育支架理念的指导下,探讨如何在中学阶段融入大学物理知识,...

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