核心素养视角下物理师范生实践教学的改革与探索

“面向地方,面向行业”培养人才是地方本科高校的根本任务。目前,地方高校物理本科师范生实践教学的培养体系滞后于国家对“物理核心素养”能力培养的要求,尤其是在师范类专业认证的大环境下,对物理师范生核心素养的培养提出了更高、更具体的要求,也对现行本科师范生物理实践教学的课程体系、教学内容、教学模式和教学资源等提出了挑战。笔者拟在物理本科师范生的实践教学方面做些改革与探索,以期为地方高校对物理本科师范生的“物理核心素养”能力培养提供一些经验与参考。

Fermi耀变体的γ射线多波段辐射与射电辐射的关系

从Fermi 3期源表(3FGL)中选择了一个含935个耀变体(blazar)的样本,包括415个平谱射电源(Flat Spectrum Radio Quasar, FSRQ), 520个蝎虎天体(BL Lac object, BL Lac),其中高同步峰BL Lac (HBL) 233个,中同步峰BL Lac (IBL) 144个,低同步峰BL Lac (LBL) 143个.研究了总样本、FSRQ、BL Lac及其子类HBL、LBL的射电1.4 GHz与γ射线在0.1、0.3、1、3、10 GeV处辐射流量密度的关系.结果显示:所有样本的射电1.4 GHz与5个波段γ射线的辐射流量都有强相关,相关系数在0.48–0.81之间,机会概率均小于10^(-4);对于不同的样本相关系数随着γ射线辐射频率的变化有不同的变化趋势,所有样本在5个波段的相关系数平均值随γ射线频率的增加而减小.该结果暗示,随着频率的升高, blazar的γ射线辐射主导机制在发生变化,在相同频率处,不同类型天体的辐射主导机制存在差异;HBL的γ射线辐射主要由同步自康普顿主导,而LBL的其他成份比HBL的更复杂;FSRQ的γ射线起源较BL Lac的复杂.

费米耀变体的多波段γ-ray辐射

从Fermi/LAT第3期源表(3FGL)中选取了920个Blazar样本,包含414个平谱射电源(Flat Spectrum Radio Quasar,FSRQ)和506个蝎虎天体(BL Lac object,BL Lac),其中有226个HBL,140个IBL和140个LBL.研究了所有Blazar样本及其子类FSRQ,BL Lac,HBL和LBL样本的射电1.4 GHz光度分别与γ-ray在0.1,0.3,1,3及10 GeV处光度之间的相关性。结果表明:对总样本及所有子类样本,1.4 GHz光度与γ-ray各频率处的光度均存在强的正相关性,但对于不同的子类样本,这种相关性随γ-ray频率的变化趋势不同;BL Lac的相关性好于FSRQ,而HBL的相关性与LBL相似。总的来说,随着γ-ray辐射频率的增加,相关性有减弱的趋势。但是,对于不同的样本,相关性随γ-ray频率增加有不同的变化趋势。因此,同一频率下不同子类Blazar的γ-ray辐射机制存在差异,同一样本在不同频率下的γ-ray辐射机制也有差异.在γ-ray辐射中,BL Lac的辐射来自同步自康普顿(SSC)过程的成分比FSRQ的多,而HBL的与LBL的相似.FSRQ的γ-ray辐射机制比BL Lac更为复杂。

旋转法测量任意形状物体的转动惯量

旋转法测量的转动惯量的实验原理,通过分析仪器的性能、测量的精度,证明该仪器是一种较好的测量转动惯量设备。

费米耀变体的X射线辐射

耀变体(blazar)的X射线辐射位于同步辐射的尾部及逆康普顿辐射的前部分,因此其辐射起源较为复杂.耀变体从射电到X射线波段辐射的谱能分布(SED)可用抛物线函数近似拟合.若将该拟合所得拟合曲线近似视为耀变体的物理谱,分析费米(Fermi)耀变体的X射线辐射,则结果表明:耀变体的X射线辐射包含同步辐射和逆康普顿辐射2个成份,并可用该拟合线将X射线的同步辐射和逆康普顿辐射成份进行简单分离;源的同步峰频越高,其同步辐射成份越多,而其逆康普顿辐射成份越少;在X射线1 keV处,对于平谱射电类星体(FSRQ)、低同步峰BL Lac天体(LBL)和高同步峰BL Lac天体(HBL),其同步辐射成份占总辐射的比例分别为17%、27%和73%;同步峰频与X射线1 keV处同步辐射流量密度有强正相关,而与逆康普顿辐射流量密度无相关;在X射线波段,LBL的辐射机制与FSRQ的类似.

基于EMD-AR谱的3C 273光变周期分析

光变是Blazar最显著的观测特征之一,有的光变呈准周期性.Blazar周期光变可能为其中心黑洞和吸积盘等内部物理结构提供重要信息.因此,周期分析对于讨论Blazar的光变有重要意义.结合经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和自回归(Auto-regressive,AR)模型谱估计方法的优点,提出了一种基于EMD-AR谱的组合光变周期分析新方法.先对观测数据进行EMD分解,得到各阶模态分量,并计算其与原始光变曲线的相关系数,再取相关度高的分量求和后估算AR谱,最后将此功率谱的周期分析方法用于天体的光变数据分析.讨论了EMD-AR谱方法的原理和应用步骤,并用此方法对类星体3C 273在1887—2016年的观测数据进行了分析,得到3C 273的长时标周期分别为:21.23、13.51、11.02、5.51、4.69、3.79、2.76 yr,与文献中常用方法的分析结果有很好的一致性;短时标周期分别为:(30±1)、(15±0.3)、(7.5±0.2)、(10±0.1)、(5±0.6)、(6±0.4)和(3±0.5)min,此结果未见相关报道,这些可能的周期相互还存在近似倍周期的关系,可为进一步的研究提供参考.

大学物理实验的规范性研究

大学物理实验是很重要的基础实验,在实验教学过程和实验报告的书写要求方面上进行规范,将有利于的提高实验教学效果和学生的实验技能。

Blazar多波段有效谱指数关系研究

从相关文献中获得Fermi耀变体(blazar)的射电(R)1.4 GHz、光学(O)4.68×1014Hz、X-ray(X)1 ke V和γ-ray(γ)1 Ge V辐射流量密度,计算了上述波段两两之间的6个有效谱指数αRO、αRX、αRγ、αOX、αOγ、αXγ.研究了blazar总样本及其子类FSRQ(Flat Spectral Radio Quasar),蝎虎天体(BL Lac)含高同步峰频BL Lac(HBL)和低同步峰频BL Lac(LBL)样本的任意两个有效谱指数之间的关系.结果表明:(1)除HBL样本及αOX与αRγ之间关系外,两两有效谱指数之间均存在较强的相关,这种相关可用4个波段能谱分布的结构关系得到解释;(2)在有效谱指数相关的散点图中,FSRQ与LBL分布在相同的区域,但HBL与FSRQ(LBL)分布在不同的区域;(3)在不同的有效谱指数相关散点图中,HBL与FSRQ(LBL)分布的分离程度(区分度)不相同,这种区分度与决定2个有效谱指数的频率有关.

基于DSP的人机接口控制电路设计

随着数字化产品的普及,人机接口电路的地位越来越重要。本文介绍了基于TI公司的定点DSP芯片TMS320VC5402的最小系统及其相关电源、时钟电路和复位电路的设计,数据存储器与程序存储器的扩展,以及DSP与RS232C的电路连接方式。重点研究了DSP直接和3×5矩阵式键盘以及TCM-A0902型液晶显示器的人机接口技术,并给出了相应模块的汇编程序,实现了DSP处理系统的人机接口电路设计,可以直接扩展成DSP的各种应用系统。

耀变体的偏振与核主导系数

收集了一个具有光学和射电偏振的blazar样本,讨论了光学和射电偏振与喷流参数之间的关系.第一,蝎虎天体(BL Lac object,BL Lac)的偏振高于平谱射电源(Flat Spectrum Radio Quasar,FSRQ)的偏振,核主导系数R和比率f都正比于本征射电和光学偏振;第二,基于该样本,可得喷流是球型的;第三,BL Lac和FSRQ具有相似的本征偏振与喷流参量(log R和f)的关系.

Fermi blazar的射电谱指数性质

以Fermi/LAT 4FGL-DR3中blazar为样本,绘制了其射电能谱图(logf_(ν)-logν).根据散点的分布趋势,分别用一次、二次或三次曲线对能谱进行了拟合,最后得到2347个blazar的能谱及其拟合曲线的参数.根据拟合结果给出了0.05,0.1,0.5,1.4,5,8,15,50和150 GHz等9个频率处的射电谱指数.讨论了平均谱指数随频率的变化,以及同步辐射谱曲率与射电谱指数的关系.结果表明:平均射电谱指数在-0.1–1的范围内变化,在1–50 GHz频率范围内,谱指数变化幅度最小(0–0.2);在同一频率处,不同子类blazar的平均谱指数不同,且有■;随着射电辐射频率的增加,平均谱指数先减小后增加,呈开口向上的抛物线形状;按照散点的分布趋势,射电能谱图可分成3种类型(Λ,V和S型),3种类型源的射电谱均应是小尺度和大尺度喷流辐射成分的合成,但Λ与V型源中的2种成分可能不同;各子类blazar的同步辐射谱曲率与射电谱指数有较好的正相关关系,射电辐射对低同步峰频BL Lac(LBL)、平谱射电源(FSRQ)、高同步峰频BL Lac(HBL)的同步辐射谱的影响依次减弱.

考虑相对流量影响的交通流合作驾驶格子模型

基于交通流合作驾驶格子模型,考虑相对流量的影响,提出了改进的交通流合作驾驶格子模型.稳定性分析表明改进模型的稳定区域明显扩大.通过非线性分析获得了mKdv方程.数值模拟进一步说明,改进模型通过考虑相对流量对交通流的影响,增强了交通流的稳定性.

大学物理教学创新教育改革分析

随着科学技术的不断进步,各种新兴产业和高精尖产业如雨后春笋般在中华大地生根开花,随之而来的是社会对人才的需求更加多元化。大学物理是自然科学和工程技术类专业的基础核心课程,它一方面可以向学生揭示物体本身的奥秘,向学生展示丰富多彩的物理知识,另一方面也可以帮助学生提升用科学的思维方法解决实际问题的能力。为了能让学生能在固定的时间内实现学习成果最大化,综合能力得以全面提升,大学物理教学创新和教育改革势在必行。

星际碳纳米管的吸收光谱

近年来,石墨烯C_(24)在星际空间中通过其红外振动光谱而得以证认.因为石墨烯片卷曲可能形成碳纳米管(Carbon Nanotube,CNT),搜寻星际碳纳米管成为空间紫外和红外望远镜的重要关注点.本文采用离散偶极子近似方法计算最小的CNT—(5,0)CNT—在紫外、可见光和近红外波长范围内的吸收光谱.结果显示有四个比较明显的特征峰,它们的波长分别为∼0.3,∼0.5,∼0.9和∼2.9μm.随着CNT的增长,峰值吸收光谱的波长向红端移动.当管长达到23个或更多碳原子后,∼2.9μm特征峰变得异常的强.计算表明,为确保计算精度,偶极子数目应不少于C–C键数的10倍.