光学千年（三）——国际光年概观光学千年发展
摘要：2013年12月20日联合国第六十八届会议决定将2015年设定为光和光基技术国际年,简称2015国际光年.本文围绕国际光年举办周年纪念的光科学历史上的一系列里程碑式的重要成就,在国际光年之际对光学千年的发展进行回顾.文中除尽可能全面地列出光学发展道路上的重要事件外,还力图从物理学的视角给光学一个概貌式的观察.本文包括3个部分：1.国际光年周年纪念的千年中的光学重要成就;2.光学的现展和光子学;3.光学的技术应用.光纤偏振控制研究：从理论和实验到应用
摘要：偏振是光的重要属性,也是大学物理光学教学中的一个重要内容.现代光纤通信系统的传输速率已经达到单波长100Gb/s,偏振效应对于光纤中光信号的影响越来越显著.本文介绍如何将光的偏振的内容融入到光纤通信系统中的偏振控制方法研究中去.并以光的偏振态在光纤中的描述方式、测量方法的改进、光纤偏振稳定、光纤偏振模色散自适应补偿为例介绍光的偏振效应在现代光纤通信领域中的若干重要应用.激光与光谱技术的应用：复旦大学光学技术的一些历史与进展
摘要：复旦大学光学学科历经60余年的发展,在激光与光谱技术的应用领域取得了许多重要的成果,自20世纪50年代研制成功我国第一个医用X射线光管到如今各类先进光谱仪器、激光器件和国防应用特种设备的开发凝聚了几代教师的汗水与智慧.本文将简要介绍复旦大学光学与光学工程学科的发展历史,并着重介绍近年来复旦大学光科学与工程系在先进光谱学分析测试技术、超短超强激光检测技术,以及超精密光学制造与检测研究领域中取得的进展与应用成果.“全国高等学校第十二届物理演示实验教学研讨会”将于苏州举行
摘要：由全国高等学校物理演示实验教学研究会主办,苏州科技学院承办的＂全国高等学校第十二届物理演示实验教学研讨会＂初定于2015年10月中下旬在苏州科技学院举行,有意愿参加的老师请与会议组织者或本刊编辑部联系.带电导体系的电场能量
摘要：为清晰、透彻地理解静电学中涉及的各种能量的基本概念,本文从场的观点和电荷的观点分析讨论了该问题,并选择了几个熟悉的例子来说明本文认识的合理性.依照场的观点,真空中两个体积足够小的电荷的静电场能量密度为：1/2ε0E21＋1/2ε0E22＋ε0E1·E2.其中,1/2ε0E21和1/2ε0E22分别为两个电荷单独存在时的电场能量密度,而交叉项ε0E1·E2则为两个电荷电场的相互作用能量密度;它们的空间积分分别为两个电荷单独存在时的静电场能量和两个电荷电场之间的相互作用能量.而从电荷观点出发,此3个静电场的能量分别为两个电荷的固有能和彼此之间的静电相互作用势能.推广到有限体积的孤立带电导体以及带电导体系的情形,可知孤立带电导体的固有能就是其上所有无限小电荷元间的相互作用势能之和,而带电导体系的电场能也就是体系所包含的所有电荷元间的相互作用势能的总和.凸柱体表面缠绕软绳的横向摩擦力的曲率无关性
摘要：本文表明缠绕于凸柱体表面的软绳所受到的横向最大静摩擦力与张力,无关于柱面的曲率分布,仅与最大静摩擦因数以及软绳沿柱面的终端切向与起始切向的方位角之差有关,且服从指数增长规律.本文研究还表明,这一规律并不局限于圆柱表面的横向最大静摩擦力,对凸柱体表面的软绳所受到的滑动摩擦力依然成立.祝贺我国高校教师合作在《PHYS.REV.ST PHYS.EDUC.RES》上发表文章
摘要：今悉,李列明（清华大学）、罗莹（通讯作者,北京师范大学）、李斌（清华大学）在美国物理学会权威刊物《PHYS.REV.ST PHYS.EDUC.RES》上发表题为＂Using a dual safeguard web—based interactive teaching approach in an introductory physics class＂的研究论文.刊物《PHYS.REV.STPHYS．EDUC．RES》同时被SCI和SSCI（社科SCI）收录．据检索，到目前为止有5篇由我国大陆单位署名的文章在该期刊发表．弹簧参与的微小振动一定是简谐运动吗
摘要：振动和波动是生活中的一种非常普遍而重要的运动形式,其中简谐振动是最简单、最基本的运动,弹簧振子是研究简谐运动的最基本模型.在研究弹簧参与的微小振动时,部分学生不能很好的判定弹簧参与的微小振动是否为简谐运动.本文讨论了系统作简谐运动的充要条件,并通过4个具体例子详细分析了弹簧参与的微小振动.弹弓效应原理简析
摘要：文章用速度变换和矢量图对＂弹弓效应＂的加速原因做出了较为简洁直观的解释,以关于＂弹弓效应＂的一个简例.分析＂弹弓效应＂中的加速条件,得出能使入射物体被加速的偏转角范围.与通常所采用的两体碰撞理论相比较,此方法更能凸显＂弹弓效应＂的加速机理,且能有效避免冗繁的数学运算.将＂弹弓效应＂与粒子散射问题对照分析,得出两者之间的可类比性.因而可由散射问题中的散射角关于瞄准距离的公式类比推出＂弹弓效应＂中偏转角与瞄准距离之间的关系.文章还将＂弹弓效应＂的思想推广到了一般尺度上的两体问题.力曲线重构实验课程平台
摘要：原子力显微镜（AFM）作为一种分辨率可达原子量级的测量工具已经广泛应用于纳米材料、生物医学等领域.目前大学里开设与AFM成像技术相关的实验课程中,大多是向学生展示AFM扫描样品获得形貌图的功能,较为单调,无法使学生在实验课程中更深入地了解AFM的工作模式及成像方式.近年来,通过对原子力显微镜的输出信号进行分析,并利用高次谐波信号进行重建力曲线,使探测样品表面力学信息的方法得到了深入的研究.本文完整地叙述了使用自主开发的AFM实验平台进行重构力曲线的过程,并将其应用于AFM实验课程中,从而加深学生对AFM成像原理的了解.光学干涉在二次电光系数测量中的应用与分析
摘要：为了更加深入地掌握光学干涉原理以及晶体材料的电光效应,我们搭建了利用干涉原理的典型光学系统——马赫-曾德尔电光系数干涉测量系统.首先,结合光学干涉原理和晶体材料的二次电光效应,进行了详细的理论推导,证明了测量方法的正确性和可行性.之后,以钽铌酸钾钠（KNTN）晶体作为研究对象,在实验中测量得到了其二次电光系数s11为2.28×10^-15 m2·V^-2.在此过程中,通过对马赫-曾德尔光学干涉测量系统的理论剖析与实际应用,相信可以帮助同学们更深入地理解和掌握光学干涉、晶体折射率及其电光效应的本质与原理.双光束干涉中偏振态分布的演示实验
摘要：光的干涉现象是波动过程的基本特征之一,是波动光学研究的主要内容.相干条件说明光波的偏振态对光的干涉效应有影响.为了让学生更好地理解光的干涉过程中偏振态的影响,本文设计了一种全息记录光路,利用一种对激发光偏振态敏感的偶氮染料样品,演示了样品经过不同偏振的两束特定波长写入激光作用后,可以观察到写入光和探测光的衍射现象.这些衍射现象说明样品中可以形成的不同类型的折射率光栅,而这些折射率光栅来源于样品表面不同偏振态的周期分布导致的染料分子的周期取向分布,从而形象地说明了光的干涉过程中相位差的重要性,有助于学生对光的干涉的深入理解.大学物理课程中“高等数学基础”教学——以应用为导向
摘要：本文给出了为大学物理课程学习做准备的数学基础的教学中的3个＂应用性＂原则,指出教学重点应放在让学生理解微分与导数、积分以及矢量运算几个方面的思想与方法,特别要让学生理解：微分表示变量的微小变化;导数在几何上表示函数曲线上切线的斜率,而且导数中分子和分母两个微分是既相关联又可以分开的量;积分的本质意义是求和,把物理问题转化为积分问题通常包括两个过程,一是积分区域无限细分,其目的在于＂化变为不变＂;二是无限求和.通过不定积分与定积分的关系可以帮助学生快速计算一些简单被积函数的积分.讲述积分的过程中,可以引入微分方程的概念及分离变量法求解的思想.矢量运算中的难点是标量积与矢量积的区别以及矢量求导.前者可通过力做功及力矩的概念帮助学生加深理解.而矢量求导可以结合曲线运动中的速度、加速度的计算让学生理解其思想与方法.保角变换法计算两共焦抛物板间等势线和电场线
摘要：利用保角变换法能将复杂的边界问题变为简单边界问题,从而使问题变得简单、直观,便于解决.文中用保角变换法,将两共焦抛物线变换成两平行直导线,从而方便地求得两共焦抛物板间等势线和电场线,并对保角变换法的适用范围进行简单讨论.用计算软件Xppauto辅助大学物理教学
摘要：普通物理或工科大学物理包括比较多的理论公式和计算,将复杂的公式计算形象的描述出来是计算机辅助物理教学的重要内容,常用的计算机辅助教学软件都具有这样的功能.高校教师往往科研任务繁重,将教学与科研工作结合是非常必要的,而将科研工具用于教学是其中重要的一环.作者结合自身的科研和教学实践,介绍了如何通过一款免费获取的科学计算软件Xppauto来辅助大学物理教学.文中给出了3个实例,包括振动、垂直谐振动合成、光的干涉和衍射.火箭运动微分方程讲法的探讨
摘要：文章针对大学物理教材对火箭运动微分方程的讲法,根据动量定理讨论了火箭系统动量表达式的导数,提出了一个容易引起学生误解的矛盾问题;然后,介绍了理论力学教程中质量流动动力学方程,并利用质量流动问题讲解火箭运动微分方程,避免了矛盾的出现;最后,通过两种讲解方法的分析比较,总结给出了火箭系统动量的一般表达形式,能正确表达火箭系统的动量及其导数.利用动量定理直接对该式求导的讲法不仅避免了矛盾,而且解释了引起学生误解的原因.理工结合、协同发展的障碍及对策研究
摘要：理工结合、协同发展是当前学科发展中的热点问题.文章简要分析了理工结合、协同发展的障碍及原因,指出体制束缚、科学家本身素质缺陷和管理层面的问题是产生理工结合、学科交叉融合障碍的主要原因.在此基础上,笔者根据国内外相关文献和调研结果及国内部分院校的实践,给出了理工结合、协同发展的措施与建议.另外,笔者还结合我校实际,提出了理工结合的相关建议,例如,在学校优势学科下自主设置由理学院负责的二级博士点;利用物理实验教学平台,让工科学生加入到创新性实验研究中,和理科学生组成小组共同完成特定课题的探究性实验等.工科物理双语教学的调查分析及对策研究
摘要：本文以北京地区高校工科大学物理基础课双语教学为切入点,通过调查问卷了解该课程双语教学的现状,结合我校双语教学的实践,从教师的能力、教学方式、教材的选用、学生的英语水平、学生的评价以及收获等方面,研究和分析影响双语教学效果的主要因素,找出存在的问题,并针对存在的问题探讨相应的对策和建议,以便更好地促进双语教学的有效实施.
