一种在线通用物理实验报告系统的设计与实现

在实验报告基本范式的基础上,设计了一套可以适用于各类物理实验项目的通用实验报告撰写和批阅系统,并成功应用于实际教学中。系统中引入了微软Office软件和商业网站的一些好的形式和做法。学生可以像使用Office软件一样进行实验报告的撰写,教师可以借助电子表格、电子浮动标签、分栏比对等功能便捷的批改报告。长期困扰实验教学的学生抄袭现象严重且不易发现和取证、教师重复性工作量大等难题在这套系统中都得到了有针对性地解决。同时,系统具有很强的通用性,可以满足不同类型物理实验项目乃至不同课程的教学需要。这套系统的成功开发为无纸化报告在物理实验教学中的推广扫除了一些重要的障碍,并提供了全新的设计思路。

依托高校资源开展物理科普活动的探索

结合近年来基础物理实验中心开展科普活动的情况,从科普历程、科普资源建设、科普形式、团队建设等4个方面进行了详细论述,提出应根据受众特点,开展不同形式和不同内容的科普工作。同时提出了团队今后科普工作的方向,细化科普内容。要以物理学史发展为主线,构建科普体系,进一步挖掘科普工作的思政育人功效,为其他院校开展科普工作提供借鉴。

多维磁场实时扫描再现教学系统的设计与实现

利用LabVIEW语言将磁场采集装置和运动控制平台结合到一起,开发了一套可以对各类磁场进行自动扫描和实时再现的系统。该系统包括三维运动平台、多通道高斯计和上位机软件等。采集到的数据被实时存储到文件中,并以曲线图、二维强度图、三维矢量箭头图等多种形式在控制界面予以实时呈现,帮助使用者及时了解磁场信息。最后,利用该系统对用于磁悬浮实验的圆柱型磁铁阵列的外磁场分布进行了实际测量,清晰地展现了磁铁阵列的外磁场分布特征,证明了本系统的可行性和可靠性。

基于Analog Discovery 2的巨磁阻效应实验系统

将口袋式仪表Analog Discovery 2及其配套控制软件WaveForms引入巨磁阻效应实验,替代直流电源、信号发生器、示波器、数字信号控制器等传统仪表,完成信号的激发、采集以及处理.由Analog Discovery 2驱动螺线管、巨磁阻传感器、直流电机和步进电机等部件,可以实现巨磁阻传感器R-B基本特征曲线和高速转动转速的快速测量,还可以结合齿轮状铁磁体,实现低速转动的准确测量及微小角位移的定标和测量.各主要部件采用三维调整架固定,偏置永磁铁也配备了不同形状的导磁头,方便学生观察不同条件下的实验现象,完成更具有开放性和创新性的实验内容.

热敏电阻温度计设计实验中常见问题及快速解决方法

总结了热敏电阻温度计设计实验过程中常见的电路问题,给出检查方案.通过对电路进行整体分析和借助万用表,可快速修正电路,使学生在课上的有限时间内能较好地完成实验内容,保证课程顺利进行,提高实验教学质量,让学生学有所获.

自建纹影成像技术测量超声波波长

为提供一种简便测量超声波波长的技术,设计并搭建了一套基于纹影成像技术的实验平台。该实验平台结合COMSOL有限元模拟软件,计算了声悬浮装置在不同频率下产生的声场,研究了声场对装置所处空气域的影响;也对实验驻波图像和计算驻波图像的差异进行了研究,测量了超声波波长;并选择不同的频率进行实验获取对应的实验驻波图像。结果表明,频率为40 kHz时实验驻波图像与有限元模拟数值计算驻波图像对比,实验驻波图像声场辐射声压与数值计算结果基本一致,超声波波长测量结果的误差较小。该研究可用于超声波可视化成像,可以提供图像用于观测声学量的数值大小。

电化学腐蚀法制备STM探针针尖的探究

利用电化学腐蚀法腐蚀高纯钨丝制备了扫描隧道显微镜探针,研究了腐蚀电压、溶液浓度对探针针尖质量的影响.总结出实验室条件下制备探针针尖的最优化条件为:电源电压为18V,NaOH溶液浓度为1mol/L.

利用纹影法测量气体的喷流速度

通过自主设计搭建纹影系统和气流发生器,获取了非接触观测不同流量的气体喷流时的流场演化图像,实时展现了流场演化过程中的诸多细节,结合Tracker软件图像分析和COMSOL有限元模拟,定量测量了气体的喷流速度,研究了气体喷流时的动态演化规律。研究结果发现,空气阻力对气体的喷流速度有较大的影响,在空气阻力的作用下喷流速度初始时刻会迅速衰减,随后缓慢减小并随时间演化出现一定的涨落;还发现气柱内压和空气阻力会导致气柱明显加宽,随着喷流速度的增加气柱加宽现象更加明显,进而阐明了实验结果与理想情况下理论计算存在差异,并且随着气体流量增加,这一差异更加明显的原因。