原子物理学教学探究

本文分析了原子物理学课堂教学现状和学生学习中存在的问题,提出从教学内容和课堂教学模式相关方面进行整合和改变,包括对教材两条教学主线的把握、让课堂走进实验室、科技应用走进课堂、让原子物理走进学生的"未来"等,从不同角度提升学生的学习能力、实验操作能力、科研能力,以培养学生良好的科学素养和正确的人生观、价值观。

银在硅纳米孔柱阵列上浸渍沉积的位置选择性

利用硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)表面规则的图案化形貌和还原性,采用浸渍沉积技术制备了具有三种不同表面结构特征的Ag/Si-NPA复合纳米体系。在未经清洗的Si-NPA衬底,沉积银的形貌为树枝状;在新鲜衬底和自然老化衬底上,银的沉积都会形成规则的手链网络;而经过强氧化处理的衬底上则不能实现银的浸渍沉积。分析表明,Si-NPA表面的规则阵列和多孔结构等几何构型,在样品的后处理过程中将导致样品表面氧化程度随空间几何位置出现周期性梯度分布,从而对浸渍溶液中银离子在不同几何特征区域的还原、成核及生长模式产生控制作用,最终导致了银在Si-NPA表面浸渍沉积的位置选择性。本研究为采用浸渍沉积技术制备周期性、图案化的金属/硅复合纳米体系,研究其物理性能并探索其可能的器件应用奠定了基础。

沉积于硅纳米孔柱阵列上的铜纳米颗粒退火行为研究

以具有规则表面形貌的硅纳米孔柱阵列(Silicon Nanoporous Pillar Array,Si-NPA)作为还原性衬底和组装模板,采用浸渍技术制备了铜/Si-NPA(Cu/Si-NPA)纳米复合体系。将新鲜制备的Cu/Si-NPA样品分别在400°C、600°C和800°C氮气气氛中退火,对比研究了沉积于Si-NPA衬底之上的铜纳米颗粒的表面形貌、晶粒尺寸随温度的演化规律。在较低、较高温度下退火时,铜纳米颗粒所发生的定向迁移、颗粒长大及中心凝聚现象分别在Ostwald成熟理论和团簇扩散理论的框架下得到了解释。

师范类专业大学物理课程改革与实践

通过对师范类专业大学物理课程教学内容、教学方法、课堂组织模式以及课程评价方式的改革,不仅调动了学生学习的积极性和主动性,提高了学生综合能力和素质,取得了较好的教学效果,而且课程本身可作为学生学习"实践性知识"的范例.

师范院校通识物理教学探讨

本文从师范学院学生未来的职业性质入手,分析了在师范学院进行通识教育的必要性。本文就现行的通识物理课程的开设状况进行了调研,结果发现在很多普通本科院校,通识物理教育并没有引起足够的重视,即便在选修课程中开设了相关课程,但依然在教学方法、教学内容、考核方式等方面存在很多问题,最后又针对出现的这些问题分别给出了相应的改革措施。

非金属与金属原子共掺杂石墨烯体系的气敏特性研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了非金属N原子和金属原子(M=Mo,Al,Co,Fe,Au和Pt)共掺杂石墨烯体系(M-GN4)的电子结构和表面活性.研究发现:单个金属原子掺杂的GN4体系表现出不同的稳定性,相比掺杂的Au原子,其它的金属原子都具有很高的稳定性(> 6. 0 e V).掺杂的金属原子失去电荷显正电性将有助于调控气体分子的吸附特性. Mo-GN4和Al-GN4衬底对吸附的O_2表现出较高的灵敏性,单个CO和O_2分子在Co-GN4和Fe-GN4衬底的吸附能差别较小.此外,吸附不同的气体分子能够有效地调控M-GN4体系的电子结构和磁性变化.

非物理专业大学物理教学中若干问题研究

本文通过对普通本科院校现行的非物理专业大学物理教学进行调研,发现依然存在教学内容重知识细节、缺乏对学生进行物理思想和研究方法的引导、忽略学生专业差异;单一的多媒体教学方法;以课后习题为主的作业;固定的"7+3"的课程考核方式等问题。结合当前对物理教学改革的发展趋势,本文针对以上存在的问题提出了行之有效的改革方法:根据学生的知识结构和专业特点,实施以适合不同理工科专业学生的教学内容和教学方法、开展多元化的作业形式和灵活多变的考核方式,真正发挥物理学作为自然科学的引领作用。

关于新升本科师范院校普通物理教学的思考与探索

本文从思想认识、教学大纲、教学教法、物理实验等方面分析了新升本科师范院校普通物理教学中存在的问题与原因,并就这一问题提出了探索性的建议和改革的措施。

硅纳米孔柱阵列及其表面铜沉积

采用水热腐蚀技术制备了硅纳米孔柱阵列(siliconnanoporouspillararray,Si-NPA),并以此为衬底通过浸渍沉积制备出一种具有规则表面结构的铜/Si-NPA纳米复合薄膜(Cu/Si-NPA).形貌和结构分析表明,Si-NPA是一个典型的硅微米/纳米结构复合体系,它具有三个分明的结构层次,即微米尺度的硅柱所组成的规则阵列、硅柱表面密集分布的纳米孔洞以及组成孔壁的硅纳米单晶颗粒.研究发现,Cu/Si-NPA在形貌上保持了Si-NPA的柱状阵列特征,薄膜中铜纳米颗粒的致密度随样品表面微区几何特征在柱顶区域和柱间低谷区域的不同而交替变化,并形成一种准周期性结构.上述实验现象被认为来源于铜原子的沉积速度对Si-NPA表面微区几何特征的选择性.Si-NPA可以成为合成具有某些特殊图案、结构和功能的金属/硅纳米复合体系的理想模板.

氧气在非金属原子共修饰石墨烯表面的吸附特性

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了不同非金属原子(N、Si、P和B)共同掺杂石墨烯体系(D-GN4)的电子结构和表面活性。研究发现:单个Si和B原子分别掺杂的GN4结构具有极高的稳定性(>7.0 eV),失去电荷的掺杂原子显正电性将有助于调控气体分子的稳定性;单个O_2分子在P-GN4表面的吸附性较弱,而在Si-GN4和B-GN4衬底的吸附性较强表现出高的灵敏性;吸附的O_2分子能够有效地调控D-GN4体系的电子结构和磁性变化。该研究为设计新型的自旋电子器件或气体传感器提供重要参考。

气体分子在金属原子掺杂石墨烯表面的吸附特性研究

采用第一性原理方法研究双空位缺陷结构的石墨烯衬底负载不同金属原子(Fe、Co和Pt)体系的稳定结构和表面反应活性。研究结果可知:单个金属原子掺杂的双空位缺陷石墨烯(555-777-graphene)结构具有极高的稳定性(>10.0 eV),显不同正电性的金属原子将用来调控气体分子的稳定性。单个NO和SO2分子吸附在Pt原子掺杂衬底的吸附能最小,在Fe原子掺杂体系上的吸附能更高。不同金属原子掺杂的石墨烯衬底对NO分子均表现出较高的灵敏性。此外,吸附的气体分子能够有效地增强Co原子掺杂体系的磁矩大小,而气体吸附不影响Pt原子掺杂体系的磁性。该研究工作为设计新型二维碳基功能器件提供参考。

固体物理课程中强化实训教学的实践研究

为了让学生更好地掌握固体物理的基本概念、原理等知识点,教学过程中引入计算模拟软件的实训教学效果良好。通过建立晶格模型、能带结构、态密度等图像形象地讲解固体物理中抽象、复杂的概念和理论,将能够增强学生的学习兴趣和创新能力,为提高固体物理课程的教学质量提供新思路。

基于MATLAB的牛顿环实际光路研究

牛顿环是光学中常见的一种光学实验,一般实验教材中的光路图是经过简化的。利用MATLAB的计算和图像处理功能研究了牛顿环的实际光路与简化光路之间的差别,发现实际实验时可以忽略这种误差,这对正确理解光学实验中的简化处理方法有一定意义。