“开拓型-渐进式”综合性实验教学模式探讨

分析了传统教学模式的弊端，提出“开拓型-渐进式”综合实验教学模式，通过“在一种实验教学仪器上测量多种物理量”提高教学仪器的利用率，“在教学内容安排上由浅入深”提高学生的学习兴趣及自主性，拓展知识面，并以“迈克尔逊干涉仪”为例，说明新教学模式的实施过程。

基于希尔伯特变化的微小振动激光多普勒信号处理

为了实现对固体目标微小振动参数的测量,建立了微小振动的激光多普勒信号模型。采用希尔伯特数字运算,将激光多普勒振动信号的即时信号采样转化为信号的谱采样。通过频谱计算得到每个振动周期中瞬时频率的平均数,应用差值采样序列积分计算得到振动频率,最后根据振动信号频率变化与振幅的关系得到振幅。采用希尔伯特方法对实验测试结果进行处理验证,并分析了误差来源。实验结果表明:实验测量目标的振动振幅约为1.85×10-4m,转动的圆频率约为170 Hz。因此,应用希尔伯特变换方法处理测量的目标微小振动信号,获取目标运动的参数是可行的。

旋转粗糙圆柱的激光散射功率谱分析

建立了圆柱旋转激光散斑功率谱的理论模型以实现粗糙目标光学无损测量的方法。首先,根据粗糙面激光散射特征,研究了平行光束照射匀速旋转的圆柱表面时其反射空间形成的动态散斑特性,给出了接收场散斑强度起伏互相关函数及其功率谱密度函数的理论模型,以及动态散斑场的相干长度和接收信号带宽。接着,分析了旋转引起的散斑平移和散斑沸腾对接收信号带宽的影响。最后,测量了旋转圆柱准镜向及漫射部分的散斑图像。结果显示:当0.633μm入射光波照射半径为1mm的圆柱时,频率为10Hz的旋转圆柱自相关函数的相关时间约为4ms,而20Hz的旋转圆柱自相关函数对应的相关时间为2ms左右。结果表明,在动态散斑场中,多普勒效应和散斑平移效应引起的带宽约为同一个量级,而散斑沸腾效应可以忽略。

旋转圆柱目标的动态散斑统计特性(英文)

高斯光束照射以固定角速度旋转的粗糙圆柱体表面,反射空间形成随着被测表面运动变化的动态散斑。研究了照射面积大于圆柱曲面条件下在远场衍射区形成的动态散斑统计特性,得到了不同入射条件及不同圆柱时动态散斑强度起伏空间-时间归一化相关函数。结果表明:随着圆柱半径、旋转速度以及照射光斑有效面积的增大,动态散斑强度起伏相关性快速减小;当圆柱旋转速度恒定,动态散斑光强起伏相关函数的峰值随着探测点之间距离的增大而减小,但峰值的位置随之而增大;在近似点照射情况下随着圆柱半径的增大空间相关长度基本不变,而相关时间性明显增大。

微粗糙圆柱的各向异性散斑特性研究

分析了高斯光束照射微粗糙圆柱在菲涅尔衍射区形成的散斑图像统计特性,给出了强度起伏自相关函数与表面曲率及粗糙程度等参数之间的关系。根据强度起伏自相关函数的离散化定义,实验并计算了圆柱轴向与径向结构有差异情况下的散斑强度起伏相关函数。结果表明,对于C 1和C 2圆柱沿垂直于圆柱轴向的散斑尺寸变长,强度起伏自相关函数沿平行和垂直于圆柱轴两个方向的波动相差较大;对于C 3和C 4圆柱两个方向上的散射特性基本相同;测量C 1和C 3的结果表明,散斑尺寸和形状依赖于圆柱表面的皱褶和圆柱表面曲率两个因素。研究结果对于如柱型管道、轴承等方面的机械制造的质量控制有重要的应用价值。

双程传输中粗糙面散射场统计特性的研究

为了研究激光散斑对目标探测的影响,采用广义惠更斯-菲涅耳原理,进行了双程传输中激光束照射远场目标时在接收平面上散斑的统计特性的理论分析,导出了汇聚光束及准直光束照射情况下散斑场的互相关函数、平均散射强度以及强度协方差的表达式。结果表明,随着波束特征半径以及传输距离的减小,会聚波束照射时接收平面上散斑场的互相关函数下降迅速,而准直波束正好相反,总体上准直波束比会聚波束下降要快得多;强度协方差函数的变化规律与互相关函数的变化规律基本一致。

趋近平均法测量普朗克常量

为解决光电效应实验中的测量误差较大问题,提出了“趋近平均法”对普朗克常量进行测量,可使测量误差由使用拐点法的34%降至13.5%.

扭摆法测量刚体转动惯量的误差分析

扭摆法是测量物体转动惯量的有效方法,减小误差是该实验的关键问题。本文分析了扭摆法测物体转动惯量时空气阻力引起的误差,并给出了加载重物之后扭转系数的变化及其对测量误差的影响。结果对测量精度的提高、实验方法选择和仪器研制等方面具有重要的实际意义。

对不同专业学生的物理实验教学效果差异分析

以物理实验成绩作为教学效果的衡量指标,将西安电子科技大学2008级参与大学物理实验的本科生分为工科、理科和经管3种专业类型,用SPSS软件对各专业学生的力学、近代、电学和光学4类实验成绩进行统计分析.结果发现:经管类学生成绩最低,工科学生成绩最高,且经管类学生与工科和理科学生有显著差异,工科与理科学生间的差异不显著;进一步分析实验类型发现,成绩差异主要来自于力学与光学实验成绩间之外的其他差距.针对这一结果,提出根据专业差异在不同类型实验教学中进行分类指导的实验教学方法改革措施.

椭偏法测量表面微粗糙合金钢材料的光学常数研究

采用椭偏法测量入射光波长为0．632μm，入射角为50°～85°时合金钢的光学常数。考虑材料表面的粗糙度，用Ohlidal—Lukes理论对所测光学常数值进行了修正，发现椭偏参量的修正量随入射角增大而增大。结果表明，测量入射角在50°～70°范围内测量值与修正后计算结果基本一致，在70°～85°范围内测量值与修正后的计算结果差距较大。因此，用椭偏法测量合金钢光学常数时使入射角小于70°，测量结果会更加准确。

公路运输站场空间结构演化分析

为探明运输枢纽的形成机理,用中心地理论解释运输站场体系结构,分析了运输站场发展动力,并提出了运输站场发展模型。认为在站场规模效应和客货流聚集效应作用下,运输站场发展先以集中化为主,随着站场边际收益下降而分散化趋势显现,站场达到规模极限则会分化为多个站场而形成运输枢纽。结合汕头市公路主枢纽发展过程分析,证实了运输站场结构演化经历站场极化、站场扩散及运输枢纽阶段,运输枢纽的形成是规模效应与客货流聚集效应作用的结果。

基于共同配送策略的公路货运网络优化问题

为取得公路货运网络的规模经济,提出采用共同配送模式来优化公路货运网络。针对已有运输网络设计模型中对运费函数和路径选择分析的不足,提出包含分段费用函数和最短运输路径选择的公路货运枢纽网络设计模型。通过实例计算,采用共同配送模式的公路货运网络中的货物周转量比采用传统的"点-点"网络模式中的货物周转量增加38.07%;而前者的干线公路运输费用却比后者下降了26.48%。结果表明,采用共同配送模式有利于实现公路货运网络的规模经济,文中提出的运输网络设计模型能较好用于公路货运网络优化中。

静电场描绘实验仿真研究

虚拟仿真已成为大学物理实验教学中的重要技术手段,为加强静电场理论实验效果的认知,基于MATLAB App Designer开发了静电场描绘实验仿真软件,通过有限差分法得到数值解,利用MATLAB编写用户界面,实现了“同轴电缆”“平行直线电极”“聚焦电极”“劈尖电极”和“平行板电极”共5个电场测量的描绘,具有调节输入电压、测量等势点、描绘等势线与电场线等多项功能,并可将实验测量结果、解析公式与仿真结果进行对比.静电场描绘实验仿真软件的开发,有助于形象地认识静电场和建立完整的电场分析思维体系。

以工程教育为抓手，全面改革单片机课程实践教学

针对目前单片机实践教学与产品开发衔接不连贯等各种问题,本文以工程教育专业认证的理念和标准,设计了新的教学内容和工程实践环节,重新制定了考核方式及评分标准。将产品开发流程引入教学过程,以模块产品完成度和稳定性作为成绩依据,提高了学生的产品设计能力。实践表明,以产品开发为模式的实践教学,增强了团队协作开发意识,取得预期的教学效果。

Speckle intensity images of target based on Monte Carlo method

Speckle intensity in the detector plane is deduced in the free-space optical system and imaging system based on Van Cittert-Zemike theorem. The speckle intensity images of plane target and conical target are obtained by using the Monte Carlo method and measured experimentally. The results show that when the range extent of target is smaller, the speckle size along the same direction become longer, and the speckle size increase with increasing incident light wavelengths. The speckle size increases and the speckle intensity images of target is closer to the actual object when the aperture scale augments. These findings are useful to access the target information by speckle in laser radar systems.

如何在现有规则下提高CUPT的竞赛水平

基于CUPT历届冠军具有集中性的特点,对CUPT进行了深入研究,分析了其发展迅速的主要原因,从纵向选拔和横向培养两方面阐述了在目前竞赛规则下高校如何选拔队员以及如何提高CUPT整体水平.呼吁各大高校加大对CUPT的重视,从学校宣传、软硬件设施提供和教师指导方面着手,提高参赛队伍的竞争能力.

合金钢材料光学常数的椭偏测量及其修正

用椭偏法测量了入射光波长0.632μm、入射角50°至85°时某合金钢的光学常数。考虑材料表面的粗糙度,用Ohlidal-Lukes理论对所测光学常数值进行修正,发现椭偏参量的修正量随入射角增大而增大。结果表明,用椭偏法测量合金钢光学常数时采用较小入射角能获得更精确的样片光学常数。

不同孔径时旋转曲面目标的散斑统计特性

研究了高斯波束照射旋转曲面目标在菲涅耳衍射区产生的动态散斑强度起伏的统计特性,推导了探测孔径尺寸大小不同时,散斑强度起伏相关函数依赖于旋转目标曲率半径的关系.在不同探测孔径大小情况下,首先计算了平面目标与球目标的相关距离,接着给出了曲面目标以恒定角速度旋转时散斑强度起伏的相关时间随曲率半径的变化关系.最后,介绍了相关函数与探测时间之间的变化情况.结果表明,采用一定尺寸的探测孔径代替点探测时,曲面目标的散斑强度起伏的相关时间变得更容易测量.通过测量曲面目标的散斑强度起伏的相关时间可以非接触、非破坏性地测量旋转凸体的曲率半径.

基于激光多普勒法测量微小阻尼振动

提出了一种基于激光多普勒法测量微小阻尼振动的方法。采用双光束干涉测量系统,得到激光干涉差拍信号。通过对实验的差拍信号进行频率分析,得到微小阻尼振动的频率;通过判断在差拍信号中的目标运动翻转点,得到振幅的大小;根据运动翻转点附近的微小位移与电压值的关系,利用阻尼振动的性质得到阻尼系数。通过仿真模拟和实验,证明基于激光多普勒法测量微小阻尼振动具有方法容易、信号质量好、精度和灵敏度高且误差小等优点。

π-π堆叠和化学交联共同作用的聚合物胶束的构建及表征

目的合成能实现π-π堆叠和化学交联共同作用的两亲性嵌段共聚物PEG-b-P(TMC-COOH)-b-P(CL-Bz),提高胶束在血液循环中的稳定性以及药物在胶束中的滞留。方法通过含有苄基侧链的碳酸酯单体(TMC-Bz)构建了PEG-b-P(TMC-Bz)嵌段。然后,通过PEG-b-P(TMC-Bz)末端羟基引发使含有苯环侧链的己内酯单体(CL-Bz)开环聚合,生成PEG-b-P(TMC-Bz)-b-P(CL-Bz)。最后,在Pd/C作用下脱去P(TMC-Bz)中的苄基,构建出PEG-b-P(TMC-COOH)-b-P(CL-Bz)。对合成的单体及聚合物进行核磁共振氢谱(^(1)H NMR)及凝胶渗透色谱(GPC)表征。另外,通过动态光散射(DLS)对基于该聚合物制备的(交联)空胶束及载药胶束进行表征,并通过GPC对交联反应时间以及交联剂用量对交联度的影响进行了探索。结果成功合成了PEG-b-P(TMC-COOH)-b-P(CL-Bz)聚合物。用该聚合物制备的交联聚合物胶束粒径较小(~80 nm)且均一,而且对紫杉醇的包封率可以达到90%以上。基于聚合物中活化的羧基和交联剂胱胺二盐酸盐中的氨基的交联反应在12 h之内结束,且交联程度随着交联剂用量的增大而增大。结论成功构建了能实现π-π堆叠和化学交联共同作用的PEG-b-P(TMC-COOH)-b-P(CL-Bz)聚合物胶束给药系统。