爱因斯坦建立狭义相对论的关键一步——同时性定义
摘要：本文阐明了双程（回路）光速的数值可以由实验直接给出，但是单向光速的数值不能由实验获得而只能通过单向光速各向同性的假设使之等于双程光速的数值。有了这个（假定的）单向光速的数值就可以同步惯性系中的所有时钟，因而定义了惯性系的时间坐标，正是由于这种同时性定义，爱因斯坦才进而发现了狭义相对论。迄今为止所有测量光速的实验给出的都是双程而非单程光速的数值。为了从理论上阐述单程光速无法测量，我们介绍了爱德瓦兹同时性，它是使用双程光速不变而单程光速任意的假设来定义的；同时给出了与之相应的爱德瓦兹变换，进而讨论了这种同时性与爱因斯坦同时性的关系。通过时间膨胀和长度收缩效应阐明了二者在物理上是等价的，也就是说单向光速的效应在实验中不会显现。表面等离激元与表面非线性光学
摘要：表面等离激元与表面非线性光学（如光学二次谐波、光学混频等）同为重要的表面光学现象，在现代科技中具有十分广泛的应用。近年以来，随着纳米科学与激光科学的发展，两者结合所带来的新现象、新应用引起了人们广泛的兴趣。本文对等离激元与表面非线性光学结合的工作进行了简介，并着重介绍了以相关技术探测电化学界面的新进展。电磁学与电动力学中的磁单极-Ⅲ
摘要：本文为作者磁单极系列文章的第3篇，该系列文章在电磁学和电动力学框架内用尽量科普的方式分别介绍磁单极的若干奇特性质。在本篇文章中作者通过一个实例显示有磁单极存在的点电荷系统的作用量涉及磁单极的部分在物理区域是不存在的，但在以物理区域为边界的高维非物理区域可以存在，考虑量子力学则要求点电荷必须是量子化的。祝贺张晓光教授荣获“北京高校教学名师奖”
摘要：近日，北京邮电大学理学院张晓光教授被评选为“第十一届北京市高等学校教学名师”．作为基础物理教师和光纤通信专家，他将基础物理教学工作与光纤通信科研工作完美结合，走出了一条教学与科研相互促进，教学成果与科研成果双丰收的学术之路． 张晓光教授1994年和1996年在我刊发表《普通物理教材中氦氖能级图的一些问题》和《利用波叠加观点讨论光波导模式的物理意义》；今年还应编辑部特约在第3期发表2015国际光年专题文章之一《光纤偏振控制研究：从理论和实验到应用》，同期彩页上还发表了《风采实录：张晓光教授和他的教学与科研并重之路》．悬链线的几何特征
摘要：悬链线是两端固定绳子在重力场中的平衡位形。定义悬链线的宽度是两个端点的水平距离，高度是最低点到两端点连线的垂直距离。这两者是悬链线的几何特征。文章推导了悬挂重物悬链线宽度和高度所满足的参数方程，实验数据验证了这个关系式。关于水星近日点进动计算的方法
摘要：水星近日点的进动现象是广义相对论的一个重要实验验证。根据广义相对论，从史瓦西度规和测地线方程出发，可推导出行星绕日运行的轨道微分方程。考察以往文献，对方程的求解方式作改进，分别采用 PLK 方法和椭圆函数解两种方式求解方程，目标都是解得行星运行的角频率及周期。在分别得到两种求解方法的结果后，进而描述了二者之间的关联。最后，得出了近日点进动角的表达式，代入具体的物理量计算后，能够得出水星近日点的进动角度值并最终可知其与天文观察值相符合。换气式空气热机实验
摘要：换气式空气热机是在其工质状态作循环变化过程中与外界有气体交换的一种热机。本文对其工作过程给出了一种物理解释。即它的高低温热源皆不能用单一温度的热源来表示。由于热机对外做功环节是整体工质所完成的，而外界对热机做功环节是对缸内部分工质所进行的，因此在一个循环过程中工质对外界所做的功比外界对缸内部分工质所做的功多，故这种热机能够实现自持工作。多像素光子计数器（MPPC）的性能测试
摘要：多像素光子计数器（Multi Pixel Photo Counter,简称 MPPC）是近几年发展起来的一种新型信号读出设备。为了对这种设备制作的闪烁探测器有较深入的了解和认知,本文配合塑料闪烁体,与 MPPC 制成塑料闪烁探测器,对利用这种新型的光子计数器做成的探测器进行了研究。利用它测试了塑料闪烁体的时间和位置分辨率,将这方面数据与之前常用的配有光电倍增管的闪烁探测器的数据进行了比较,能够了解到用 MP-PC 与塑料闪烁体做成的闪烁探测器在时间分辨和位置分辨方面能够达到实验的要求。在信价比和几何大小方面,MPPC 优于光电倍增管,因此利用 MPPC 将在实验方面带来很大的优越性,为实验研究提供更大的方便。基于科学实验室系统的受迫振动特性研究
摘要：科学实验室系统是由美国 PASCO 公司研制的计算机实时测量系列实验设备，其特点是利用不同类型的传感器实现对多种物理量的量化测量与分析。本文利用 PASCO 系统和转动传感器记录了波尔共振实验仪摆轮的实时运动状态，得出阻尼系数β值以及幅频特性和相频特性曲线，并观测受迫振动中的耦合过程。牛顿环实验最佳方法的对比
摘要：牛顿环干涉实验是大学物理实验的一个基本实验，基于学者提出的逐差法计算方法，本文比较了两种逐差方法，运用 Mathematics 软件进行数据处理，得到牛顿环实验的最佳测量方法、最佳计算方法和最佳处理方法。利用计算机对实验数据进行处理的方法，既培养了学生的计算机应用能力，又为实验数据处理提供了方便，简化了大量烦琐的计算。利用迈克耳孙干涉仪测量透明体的折射率
摘要：光的干涉在光学领域有着广泛的应用，本文提出用迈克耳孙干涉仪测量薄透明体折射率的方法，当被测透明体插入迈克耳孙干涉仪的光路中时，其会与光路呈不同夹角，对应光程变化可通过等倾干涉圆环的变化，根据实验仪器吞吐圆环数、薄透明体厚度、薄透明体折射率、薄透明体与光路夹角之间的关系，据此可同时测得薄透明体厚度和折射率。并且在测量过程中系统不再变动，可使系统误差进一步降低。弦振动实验中阻力系数的测定
摘要：研究一端接简谐振源、另一端固定的弦在阻尼介质（空气）中的稳态振动及阻力系数的测定。结果表明在考虑了媒质阻尼的情况下，波节处的振幅将不为零。在理论上避免了无穷大振幅的出现，在实验上可通过测量波腹和波节处的振幅计算阻力系数以及在阻尼介质中的驻波波腹点和波节点的位置相对于自由空间的纯驻波状态时的波腹点和波节点的位置的偏离量。半导体的霍尔电压
摘要：在霍尔效应实验中，当通过 N 型和 P 型半导体中的电流和外加磁场都不变时，这两类半导体中霍尔电压的方向相反。这一现象一方面可以解释为 N 型和 P 型半导体中多数载流子种类不同，分别为带负电的电子和带正电的空穴；另一方面也可以理解为，不管是 N 型还是 P 型半导体，参与导电的载流子都是电子，只是因为不同类型的半导体中电子与晶格的相互作用不同，或者说是包含了与晶格相互作用在内的电子的有效质量不同，导致了霍尔电压的反向。关于一道光学习题的分析与思考
摘要：特殊形状的棱镜在控制光路传播方面有重要的应用价值。本文首先为一道以一种特殊形状棱镜为研究对象的习题提供了更为简便的求解方法，通过几何作图画出两次反射的虚像，发现入射界面的虚像与出射界面平行，解释了偏向角恒等于某一特殊值的本质原因。然后，文章详细地从光在棱镜中的折射率、入射点的位置、入射角大小、棱镜截面形状四个方面讨论了入射光线可以按习题中给定光路传播的条件。另外，基于以上分析，本文还对入射点位置对入射光线与法线相对位置的影响，入射界面上无盲区存在时棱镜截面的形状，以及出射光线展宽等问题进行了分析和讨论。有关电磁波横向多普勒效应的辨析
摘要：电磁波既有纵向多普勒效应，也存在横向多普勒效应，一般电动力学教科书中对纵向多普勒效应多有讨论，易于理解且无争议，但对横向多普勒效应则少见详细、正确的报道。本文基于普遍的电磁波多普勒效应表达式，结合光行差公式，对电磁波多普勒效应进行了全面的辨析，指出对横向多普勒效应，波源的运动与探测器的运动是等价的，无论源静止、接收器运动还是源运动、接收器静止，横向多普勒效应都应只存在红移，不可能出现蓝移，并对横向多普勒效应蓝移错误的原因进行了分析。研究型人才培养模式下大学物理课程教学改革与实践
摘要：为培养学生的科研能力和基本的科研素质，在大学物理教学中依循“让学生了解科研，理性地热爱科研，掌握必要的科研方法，将来才有可能从事科研”的思路，采用“科研式”教学模式。引领学生感悟自然之美，热爱物理，树立“纯粹为学”的理念；启发学生深度思考，鼓励学生提出基本的科学问题；引导学生自主学习，运用科学的方法解决问题。课程考核应夯实学生的基础知识，体现严谨求实、不断进取的精神，同时注重质疑和创新，培养学生的批判性思维。以问题解决为手段在大学物理实验课程中培养学生的实践能力和创新能力
摘要：问题解决的过程是知识和能力获得的过程，实践能力和创新能力表现在解决问题的过程中，大学物理实验恰好是学生解决具体问题的实践过程。本文中，以解决问题为目标，对我国大学物理实验教学培养学生的实践能力和创新能力提出了几点思考：增强大学物理实验解决问题的特性；将计算机广泛应用到大学物理实验中；学生参与实验室的维修与改造；强调学生“做中学”，做并思考。相位同步法观测转动物体状态的研究
摘要：目前，常见测量转速的方式有：机械式、磁电式、电子计数式等，文章主要探讨采用相位同步频闪法对转动物体的状态实现相对静态观测的方法。本文简要介绍了此项研究的实验原理，实验过程，实验结果，以及研究过程中的体验与感悟。此研究可实现对转速的实时测量及转动部件的外部观察，可在今后检测计量领域及大学物理实验教学中发挥积极作用。
