基于心智模型的大学生光学认知发展测评研究

物理模型是物理学习的重要思维方法,探究学生心智模型的结构与特征能够提升构建物理模型的有效性.运用五阶段诊断测试研究法对物理学专业本科生关于光的干涉心智模型进行测评,细化对应的心智模型理解水平,深入研究学生的专业素养.结果表明本科生关于“光的干涉”心智模型理解水平差异性较大,且心智模型建构程度呈现不完整,存在6种科学心智模型和11种非科学心智模型,但实施光的干涉实验干预后非科学心智模型有发展为科学心智模型的趋势,且心智模型理解水平越灵活、信心更强,呈正相关.

基于准正则模式的全电介质超材料宽带反射器机理

全电介质超材料宽带反射器具备损耗低、反射效率高、结构紧凑等优点,深入理解其反射带的形成机理对超材料结构和性能的优化、以及进一步设计新型光子器件均具有重要意义.本文利用离散的硅纳米柱阵列和硅膜底层连接的硅纳米柱阵列分别构造了两个全电介质超材料宽带反射器,通过求解其准正则模式,结合散射矩阵理论拟合出了超材料的反射谱.发现零频准正则模式对拟合准确性有重要影响,并提出了用色散关系分析法准确求解零频准正则模式.进一步用高Q值和低Q值准正则模式分别拟合出共振反射谱和背景反射谱.结果表明,超材料反射器的宽带反射源于低Q值的准正则模式造成的背景反射.本文提出的研究方法可进一步拓展,用于分析Mie共振、准连续域束缚态等共振现象,为超材料光谱特性的解释提供新的思路.

基于振荡气泡法测定声悬浮液滴的表面张力

通过调节阵列式声悬浮装置的悬浮声压,使悬浮液滴转变为气泡.利用振荡气泡法的原理,结合声悬浮气泡在声场中处于缓慢变形的非平衡状态特点,对原始气泡表面膨胀系数的公式进行了修正.实验过程中采用高速摄像机记录气泡形成及振荡过程的图像,并对图像进行处理,测定悬浮气泡的表面膨胀模量,得到液体的动态表面张力.以锅炉用油为样品,利用声悬浮气泡的膨胀模量,对液滴动态表面张力进行非接触式测量.

中学物理教育专著五阶阅读法探索——以2022年版《物理学习心理学》为例

阅读中学物理教育专著是教师专业成长的重要途径之一.以2022年版《物理学习心理学》为例,阐述中学物理教育专著五阶阅读法:专著概览—阅读基础—强化阅读—阅读升华—阅读凝华,为教师提供科学阅读中学物理教育专著的方法指引.