物理与工程杂志 统计源期刊

物理与工程 2016年第S1期杂志 文档列表

物理与工程杂志教学讨论与体会

《工科大学物理考试题库》数字化一期改编概况——题目相关部分1-9

摘要：本文简介了《工科大学物理考试题库》数字化一期改编中与题目相关的情况和有关的考虑.针对全部由选择题组成的标准化考试对计算能力考察较弱的缺点,我们引入了新题型——数字填空题,并设计了相应的答题卡.我们认为包含数字填空题的数字化考试有利有弊,但权衡利弊,是大势所趋.我们第一期的改编方案,就是将原题库里尽可能多的填空题和计算题一对一地改编为数字填空题外加对应的计算型选择题.改编中我们发现,将最终数字结果算出来后,有时会发现一些隐藏在数字背后的物理因素.我们认为,这是当前教学和教学研究研究中常被忽视的新课题.我们还简要介绍了题分、作者代码、数据格式、防作弊设计等细节以及相关的考虑.

物理与工程杂志风采实录

南方科技大学物理系2-

物理与工程杂志教学讨论与体会

洛伦兹变换的引入及其时空图像讨论10-16

摘要：狭义相对论是理工科大学物理课程教学中的一个难点,这是因为狭义相对论所涉及的时空效应在实际中都很难被观测到,而反映相对论时空观的洛伦兹变换又较为抽象,学生在学习过程中通常是机械地记忆公式,而并没有真正理解相对论的时空观及其与洛伦兹变换之间的联系.针对这一问题,本文介绍了一种引入洛伦兹变换的新方式:首先通过直观的思想实验定量地导出时间延缓、长度收缩和同时性的相对性等时空效应的数学表达式,然后在此基础上推导得到洛伦兹变换的x坐标变换式和时间变换式,并结合推导过程对其时空图像进行讨论.通过洛伦兹变换的这种引入方式可将相对论时空效应与洛伦兹变换紧密地联系起来,突出了洛伦兹变换的物理图像,从而加深学生对洛伦兹变换及相对论时空观的理解.

在热学教学中应突出热学独特的研究方法和思维方法17-21

摘要：热学是大学物理教学的难点,这固然与学生的物理基础有关,但也与热学的研究对象和研究方法有关.本文从热学学科特点和发展历史出发,对大学物理热学教学体系进行了深入的挖掘和总结,试图厘清热学基本概念的建立和基本规律的发现过程,使学生充分理解热学知识结构的内在联系,并进一步了解热学在物理前沿中的作用.从这个角度进行热学教学,使学生不仅较为轻松地掌握热学基础知识,而且系统地学习热学独特而科学的研究方法和思维方法,从而为学生科学思想的养成、科学世界观的建立服务.

矢量场类比法在电磁学教学中的应用探讨22-25

摘要：电磁学是物理学的重要分支,但是学生总觉得这部分知识很难学,对于高斯定理和环路定理的理解也比较模糊.本文推广矢量场类比法,将矢量场类比为流体中的流速场,用水的流量类比为通量,流速沿环路的分量类比为环量.通过研究流体中的'起点'和'终点',类比为矢量场中'源'和'汇',用流体里的'漩涡'类比矢量场的'涡旋',并引出高斯定理和环路定理,让学生理解这些定理背后的物理含义.这种方法对后续学习电场强度通量、磁感应强度通量、电场线和磁感应线都有帮助,也有助于理解电场'有源无旋'和磁场'有旋无源'的性质.

大学物理课堂例题真实化举析——军事篇26-30

摘要：二战期间鱼雷引信问题接二连三,多次的坦克大战使坦克攻防问题暴露无疑,多种实用型军事雷达问世;加速了这些军事装备的研制和发展.在大学物理教学中有必要通过相关的实例分析对大学生进行军事科技教育,了解物理学在其中的重要作用,引导学生学好物理学,争取为国防事业乃至全人类的科技发展贡献自己的力量.这里我们列举了与大学物理力学、电磁学和波动光学相关的鱼雷引信、坦克穿甲原理、电磁轨道炮和毫米波雷达4个实例,把军事科技知识与发展融入课堂的例题中,增加教学的趣味性和实用性.

刚体定点运动时角速度与角动量的关系31-34

摘要：本文讨论了刚体作定点运动时,如何选择转动瞬轴和确定角速度,并找寻它们与角动量的关系.根据刚体相对不同瞬时转轴的不同运动状态,利用相应的刚体运动的基本定律,即可解决一些刚体作定点运动的问题.

反射式全息照相成像效果的影响因素探究35-39

摘要：全息照相是一种不同于传统照相的新型照相方式,它通过干涉原理记录下物光波前的振幅和相位的全部信息.本文通过分析实验原理以及实验过程中的注意事项,归纳出了影响反射式全息照相效果的因素,并利用实验室现有资源,从曝光时间、激光器功率、OH距离、振动、显影时间等5个因素对反射式全息照相效果的的影响进行了定性分析与解释,并通过查阅文献对其他因素进行了研究和总结,给出了合理的实验方法.

δ函数在标量Huygens原理推导过程中的作用40-43

摘要：通过在一定边界条件下解非齐次项为δ函数的Helmholtz方程得到三类Green函数,按照无界空间以及Dirichlet边界条件和Neumann边界条件对Green函数分类.明确它们的物理意义.它们是所考察区域内的单位点源在一定的边界条件下所产生的场.从而在Green函数分类的基础上理解Kirchhoff以及第一和第二RayleighSommerfeld 3个衍射积分公式之间的关系.

色散公式计算精度研究44-48

摘要：光学材料的色散对波长的依赖关系比较复杂,不仅不同的材料有不同的色散关系式,即使是同一种材料,在不同的光谱范围也很难得到完全相同的色散关系.本文通过实验测量和理论计算对不同色散公式的计算精度进行了研究,并分析讨论了拟合光谱范围与待测光谱范围对色散公式计算精度的影响.结果显示,色散公式的计算精度与所用公式的形式有关,相同的拟合条件下,两项科希公式的计算精度要低一些,但不论哪种形式的色散公式,当待测谱线位于拟合区域内时,计算精度较高.

静电场中的相关能量49-52

摘要：从点电荷到带电体,对静电场中引入的几个相关能量,即电势能、电场能、电相互作用能、自能、固有能、互能等做了辨析和探究.电势能是带电体间或带电体与电场间的相互作用能,具有相对性和共有性.在指定电荷相距无限远电势能为零的条件下,解析法给出的电场能本质上就是电势能.自能即固有能和互能分别是对单一带电体的电场能和多带电体间的相互作用能的另一种表述.论文还进一步对点电荷电场能发散问题做了讨论,指出了球形带电体场能公式的适用极限.

农林学科关于自由度概念的教学探讨——如何在具体章节的教学过程中引入和处理所需要的基础知识53-58

摘要：农林学科大学物理课程课时普遍较短,很多基础知识无法涵盖.在具体章节的教学过程中,如何根据需要,在确保正确的前提下,尽量简明、形象的引入所需要的基础知识,对教师是一个不小的挑战.本文根据笔者的教学实践和参加我校青年教师讲课比赛的经验,详细介绍了热力学与统计物理学中对自由度概念的教学实践,并以此为例,思考和探讨了如何在具体章节的教学过程中引入和处理所需要的基础知识:(1)相关知识点单独讲解,避免与核心知识混在一起;(2)根据需要合理取舍,尽量避免繁琐的推导和证明,简明、形象的介绍基础知识;(3)在每个小知识点的讲解中,注意强调其侧重点,为后续内容做好铺垫.

对称的非均匀带电球体电势的两种求法59-62

摘要：大学物理中求对称的非均匀带电球体在空间任一点产生的电势是静电场中基本问题之一.为了巩固和灵活运用电学基本知识,本文通过两种方法推导出对称的非均匀带电球体在空间任意一点产生的电势,指出求不同带电体电势的基本思路.

引力波探测引入基础物理教学63-67

摘要：在基础物理教学中适当引入一些与研究前沿相联系的内容,有助于促进学生更好地掌握基础物理中的相关内容,开阔学生眼界;更重要的是有利于激发学生的好奇心,增强学生学习的自信心和为科学奋斗的上进心.我们在基础物理教学中结合引力波探测的成就作了一些这样的教学尝试.

经典物理中新发现的几个小定理68-72

摘要：本文简要介绍经典物理中新发现的几个小定理及其证明方法:(1)交/直流并联电源的一个等效定理及其推广;(2)N个并联耦合线圈的等效自感系数的一个定理;(3)静平衡共点力系统的一个几何定理;(4)一对倒置的镜像对称电流元的合成磁场及其应用;(5)凸柱体表面缠绕软绳的横向摩擦力的曲率无关性.

基于单片机计数计时仪的设计与制作73-77

摘要：该设计以三线摆测量转动惯量实验为例.文章详细介绍了单片机作为控制核心的计数计时仪器制作方法,并采用光电传感器作为计数装置,解决了传统仪器中激光发射器和接收器的调整问题,简化了仪器的操作步骤.

光源单色性对双缝干涉产生影响的讨论78-80

摘要：大学物理教材中对杨氏双缝干涉实验作了理想化处理,对于缝宽、缝间距、光源的单色性等因素都不考虑.实际的光源不是严格的单色光源,即使辐射最锐的谱线也是具有一定带宽的准单色光.因此,实际的准单色无限窄的缝光源所产生的干涉属于完全相干和完全非相干两种极端情况之间的部分相干.通过对两相干波光振动的叠加情况进行讨论,从而建立部分相干的概念,有助于更好地理解时间相干性.

气体动理论中压强公式的两种证明方法81-83

摘要：本文基于力学规律和统计方法,从两种角度分析并计算了理想气体在器壁处产生的压强公式.确定微观量和宏观量之间的内在关系.