类比法剖析毛细现象的能量分配

毛细现象的能量来源曾经有过激烈的讨论,但能量分配并未解释清楚.将毛细管中液柱上升运动与盘曲链条升降运动进行类比,通过受力及做功分析,明确了毛细现象中能量的分配问题,即毛细恒力做功与液柱重力势能变化、动能损失、滞阻损失之间的关系,并进行了实验验证.

拉脱法测表面张力系数测量值不稳定的原因分析与验证

拉脱法测量液体表面张力系数实验中,采用薄壁(0.6 mm)吊环和标准(1.0 mm)吊环,测量值相对稳定;但对于较厚壁(1.5,2.0,2.5 mm)吊环,每次测量值差别很大.通过手机拍摄视频,对不同时刻的液膜形状进行理论和实验分析,发现测量值不稳定的主要原因是颈缩突变,即拉伸过程中,液膜收缩从吊环外壁突变到内壁的程度不同,导致后续液膜断裂点的位置相差非常大,造成测量值的起伏不定.因此需将吊环平均直径替换为断裂时的液膜直径,对测量值进行修正.结果表明:修正后的表面张力系数与理论值的误差减小到了4.0%以内,验证了理论分析的正确性.

氢等离子体退火对氢化非晶硅结构有序度的影响

室温下利用氢等离子体退火技术对氢化非晶硅 (a_Si:H)薄膜进行处理 ,通过傅立叶红外、光吸收、拉曼光谱 3种测试手段对非晶硅的微结构进行了分析 ,发现不同的退火时间对a_Si:H的微结构影响很大 ,氢等离子体在与薄膜的化学反应过程中主要表现为原子氢 (H0 )与薄膜的反应 .化学势很高的H0 能将Si_Si弱键转变成Si_Si强键 .硅网络结构发生弛豫 ,使结构由无序向有序转变 ,从而能够降低晶化温度与退火时间 .

盘曲链条升降运动分析

研究发现,静止于桌面足够长的盘曲链条,被竖直向上的恒力F拉起,链条将做上下升降运动,其周期最终为2π√(a/g)(a为平衡位置高度,g为重力加速度).链条的速度最大值和动能最大值没有同时出现,也并非在振动平衡位置.能量损耗随着周期数的增加逐渐减小,最终损耗总量为拉力做功的1/2.该运动的实例可以通过链条在水中受到恒定浮力来展现.

浅谈“大学物理实验拓展”选修课建设经验

在大学物理实验教学中,部分学生表达出希望继续深入实验研究的愿望,为此开设了《大学物理实验拓展》选修课进行教学。该课程的开设对培养学生创新思维和创新实践能力起到了积极的作用,同时教师在指导过程中,也提升了自己的教学水平和解决实际问题的能力。可以说真正实现了师生的“教学相长”,值得借鉴。

测量液体表面张力系数实验中液膜断裂点问题的讨论

液膜拉起过程中,选择采用力敏传感器的电压最大值还是断裂时的电压瞬间值来测定液体表面张力系数一直被讨论.本文设计了测定张力系数实验,发现采用电压瞬间值测定时,必须考虑断裂点处液膜直径的减小量;而采用电压最大值测定时,液膜的自身重力对表面张力系数影响非常大,计算公式需修正.通过对实验数据、受力分析及断裂点问题的讨论,得出采用这2种方法的计算都可行的结论,但采用电压最大值及颈缩后直径进行计算,实验结果更准确,且实验操作性更强,测试更稳定.

球体转动惯量推导过程中的启示

微积分是推导刚体转动惯量的基础.但是,不同的积分对象,其表达的含义不同.本文通过球体"微元法"、"微盘法"和"微面法"的比较,加深了学生对转动惯量概念的理解,同时体现了刚体转动惯量可以叠加的特性.

基于分光计的旋光仪搭建与溶液旋光度的测量

分光计是一种精密光学仪器,可以精确测量水平面内两条光线的夹角,但却不能测量“竖直平面”内两条光线的夹角。本文为了解决这一难题,在分光计中,巧妙加入扇形齿轮和溶液平台,将其改装成“旋光仪”并进行溶液旋光度的测量。通过改变溶液浓度、长度、温度、入射波长,确定了蔗糖和果糖溶液的比旋光度,发现实验误差均小于2.0%,表明改装仪器具有较高的测量精度。同时发现实验时,采用激光光源比传统钠光光源的现象更明显,更易操作,教学效果更好。

基于OpenCV的迈克尔逊干涉圆环衍射图像处理系统

目前,干涉测量已广泛用于检测精密工艺样品表面的平整度。传统方法一般利用尺子和铅笔对干涉图进行判读来评定试样表面的粗糙程度,不仅无法保证精度,还会消耗大量的人力、物力。为完整提取迈克尔逊干涉圆环图像信息,本文基于数学形态学的传统视觉处理技术,提出“预处理,二值化,提取明纹中心圆环”为基本框架的处理系统。

利用LSPR效应探究制备银纳米线的最佳气氛

因局域表面等离激元共振(LSPR)吸收频率受控于金属纳米结构的尺寸与形状,从而影响溶液颜色,根据LSPR吸收特性研究了不同气氛(氮气、空气、氧气)对银纳米线(AgNWs)产物形貌的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪与紫外-可见光谱(UV-vis)仪测试,分析了溶液颜色、产物中银纳米结构和LSPR吸收峰之间的对应关系,提出了溶液的LSPR显色机制。该机制可以用来跟踪AgNWs制备过程中银纳米结构的演变,从而确定制备银纳米线的最佳气氛,即在空气条件下,377 nm的LSPR吸收峰(溶液为灰绿色)对应直径38 nm,纳米线产率为90%的银纳米线。