CD光盘光栅衍射中的三类彩色线现象分析

本文从干涉、干涉与衍射共同作用、反射角度分析光盘在白炽灯光掠入射情况下所产生的三类彩色线现象。以绿线的产生为例,本研究基于光盘构造从不同入射方式出发,讨论不同入射方式对CD光盘上的彩色线位置产生的影响,解释三类彩色线产生原因,分析其产生条件和影响因素。通过实验本研究对理论模型进行了验证,研究发现:第一、二类彩色线产生在本质上受光阑限制影响,并对光强分布式的形式产生影响,其中从基板上方入射光线会形成第一类彩色线,主要受干涉因子影响;而从基板侧方入射光线会形成第二类彩色线,同时受干涉与衍射因子影响;第三类彩色线的由于中央金属环的反射作用,产生在视线方位。

过程性评价对工科物理教学质量的影响研究

本研究以课堂测验的形式探索过程性评价对学习效果的影响。学生层面上,通过使用学习投入问卷对工科学生的大学物理学习投入进行测量,发现过程性评价除了检查课堂学习效果,还是提升学生情感投入的一个有效途径。教师层面,通过使用Rasch模型对大学物理课堂测试数据进行分析,发现过程性评价有助于出题教师优化测试题库,任课教师根据测试反馈也可以不断建构和修正教学内容,提高教学质量。

面向工程师人才培养的基础实验类课程建设探索与实践——以“物理实验(光学)”课程为例

基础实验类课程在工程师人才培养过程中担负着培养学生实践动手能力、系统思维能力和工程意识的重要作用。本文以“物理实验(光学)”课程为例,从课程目标与定位、内容设计、授课模式、考评方式等方面,详细阐述了改革创新举措。课程的改革创新使理科基础实验课程为工程技术类专业课程的学习提供有效支撑,为卓越工程师人才的创新能力培养提供有力保障。

《物理与工程》期刊简介

期刊撷英。1981年,《工科物理教学》创刊号,东南大学恽瑛教授署名文章《美国五所高等院校物理教学情况概貌》(摘登):教学研究也是一种科学研究,并有一定的研究班子。例如在栾斯里尔工学院,瑞斯尼克与哈立德合著的《物理学》是美国大学中较为通用的一种教材,已译成30种文字;曼纳尔斯和爱本斯坦从事实验教学与表演实验的研究,他们二位虽无博士学位,却因教学研究成绩卓著被任命为正教授,为美国国内同行所赞许。

基于万维引擎平台的VR虚拟仿真实验自主开发——以模拟法测静电场实验为例

本文针对大学物理基础性实验,以模拟法测绘静电场实验为例,利用SolidWorks、3ds MAX、Unity及万维引擎软件平台,自主开发该实验项目的Virtual Reality(VR)虚拟仿真实验。通过实验模型建立、实验场景搭建、功能指令编辑、触发指令配置、程序设计与调试等步骤,还原该实验的线下操作与现象,辅助开展线上线下协同的教育模式。同时,使学生掌握虚拟仿真实验实际工程案例的整个开发流程,降低VR虚仿实验开发成本及周期,加深学生对所开发仿真实验的原理及内容的进一步理解,提高学生实验及理论学习质量,丰富本实验教学单位的仿真实验资源。

气垫导轨测量重力加速度实验系统误差分析

气垫导轨测量重力加速度实验中,由于滑块运动的瞬时速度用平均速度代替的理论近似,给加速度测量带来了无法消除的系统误差。本文用控制变量法,研究了挡光片宽度d、滑块静止释放时离第一个光电门的距离L、两光电门间距S和气垫导轨倾角θ等四个参量对该系统误差的影响。研究表明,d值的大小对该系统误差的影响最大,且d值越大影响越大;L对该系统误差的影响次之,且L值越大影响越小;S值的影响较小,也是S值越大影响越小;不考虑滑块运动阻力的理想情况下,θ对该系统误差没有影响;该近似导致了重力加速度的测量值比真值偏大;实验中d、L和S取值分别小于1cm、大于20cm和大于40cm,将是减小该系统误差较好的参数取值。

大学物理课程思政内容的设计和实施策略

大学物理课程教学中要进行有效的课程思政教育,需要科学设计课程思政内容和合理地实施思政教育。本文通过对大学物理课程内容的合理拓展结合,从民族优秀传统文化、物理学史、国家先进科技、物理实验、同马克思主义观点一致等方面论述了大学物理课程思政内容的设计方法。通过大学物理教学中课堂开始、结束、知识衔接过渡、重点、难点几个环节论述了课程思政教育的实施,切实使大学物理教学中课程思政教育落到实处。

量子力学的基本对易关系

本文较详细地阐述了克喇默斯色散理论、量子力学的基本对易关系发展的三种形式——库恩-托马斯求和规则的萌芽形式,海森堡量子化条件的过渡形式和玻恩-约当、狄拉克的现代形式。这些内容有助于人们理解量子力学产生背景和海森堡、狄拉克对量子力学的原创工作。此外,本文还简要介绍了矩阵力学求解氢原子的过程,阐述了波动力学和矩阵力学的等价性。

大学物理混合式翻转教学实践与探索

以《大学物理》线上线下结合的混合式翻转教学实践为例,探索混合式一流课程建设的路线和方法,发现:传统课堂的传统教法,效果有限,效率偏低;线上线下结合的混合式课堂,借助网络营造的全时空便捷式的自主学习、多重互动环境,打开了教与学的空间;通过优化教学内容、满足"两性一度"的翻转教学,可达一流课程目的;且教学效果无限、效率更高、评价更科学。同时,翻转课堂作为混合式教学的先进模式,只有在翻转内容、教学方法上精心设计,师生共同努力的情况下,才能有好的教学效果,其中问题导向和多重互动是提高"两性一度"的有效方法。

蒙特卡罗模拟在物理与生物学中的应用

本文使用计算机Matlab编程,用蒙特卡罗数值方法对正方形内任意两点的平均距离和伽尔顿板进行了模拟分析。其中,“正方形内任意两点的平均距离”与“伽尔顿板”两组实验结果与常规实验得到的结果相符合,从而验证了蒙特卡罗方法在物理研究中是有效和可靠的数值方法。而后将这一方法用于分析“传染病的传播”问题中,蒙特卡罗数值模拟方法对于在不同条件下传染病的扩散进行了分析。该模型对于对传染病的防控措施具有一定的借鉴作用。

生物学专业大学物理教学改革实践探索

大学物理是理工科公共基础课程。如何使该课程达到对专业的支撑,提高学生运用物理知识解决相关专业问题的能力,是大学物理教师必须面对和不容回避的问题。本文针对生物学专业大学物理课程怎样改革有利于提高学生的学习兴趣、有利于学生学会把物理学的知识运用到生物学专业上的问题,给出了改革的有效途径、方法和成效。我们的实践结果实现了在结构上体现了物理学与生物学的有机结合;在内容上引进了有关的生物现象和当代物理学与生物学发展的动态;在方法上体现了用物理学的方法处理与生物现象有关的物理问题;在效果上提高了学生的学习兴趣和运用物理知识解决与生物有关的物理问题的能力。

基于BP神经网络的光纤陀螺误差补偿方法

光纤陀螺技术发展迅速,已成为研究热点,且在惯性导航系统中应用前景广阔,光纤陀螺的特性研究实验对提高大学生的物理实验能力有重要实践意义。但在实验中,光纤陀螺性能容易受到环境因素影响,而影响测量精度。本文采用BP神经网络模型,针对光纤陀螺因实验环境的影响而产生的误差进行补偿研究。通过BP神经网络训练实验数据样本,对误差进行补偿。实验结果表明,优化的模型提高了光纤陀螺输出光强的测量精度,减少了实验误差,补偿后的相对误差和方差均得到了有效降低。

新冠肺炎疫情下美国物理实验教学及中美情况对比

新冠疫情下,中美两国的大学物理教师群体都在努力,以使物理实验教学所受的影响能尽量地小一些。作者基于美国“高年级实验物理协会(Advanced Laboratory Physics Association,简称ALPhA)”邮件群里的讨论内容概括美国同行们正在开展的努力,并和国内大学物理实验圈里开展的“物理实验线上教学”的情况进行了比较,比较粗浅地分析了疫情下中美物理实验教学的异同。

基于智能手机的静电场描绘及模拟

鉴于疫情防控期间物理实验的居家学习难度,以静电场描绘实验为例,针对其打点量多造成的数据测算和处理量大、复杂且耗时等特点,提出了基于智能手机中的相机及Geogebra软件的数据处理方法,可利用手机完成实验后续的半径测量、等势线绘制、数据拟合及三维等势面的模拟等过程。相比于其他测算方法,基于智能手机的静电场描绘方法可行性及准确性高,操作简单且模拟的电场分布图像生动直观,有助于学生提高实验效率并加强对静电场分布的把握,对物理实验的线上教学具有一定的参考意义。

基于微信公众号的物理实验智能问答系统教学应用

近年来智能问答系统的应用越来越普遍,其在教学领域的应用也成为研究热点。本研究以物理实验课程教学为例,对基于微信公众号平台的物理实验智能问答系统在教学中的应用效果进行研究。研究收集了微信平台、问答系统以及调查问卷的数据,经分析发现,智能问答系统的使用效果与学生搜索实验的次数存在较强的相关性,学生对该系统也较为满意。本研究表明该系统对学生成绩的提高有一定促进作用,可作为在教学中引入智能问答系统的参考依据。

基于雨课堂的大学物理学习行为可视化分析

基于移动互联网的大数据及新媒体技术,及时针对教学过程中的反馈信息对学生的学习行为准确量化,是当今开展因材施教和个性化教学的有效手段。本文以2018年秋季学期开展的完整雨课堂智慧教学活动实践为例,从课件推送信息数据、学生对不同教学内容和不同学习模式完成情况等多个维度,对大学物理课程产生的真实数据进行可视化分析,并实证混合式教学对影响教学效果的核心要素,为深入了解学生行为特征、提升教学效果提供有价值的参考。

全自动声速测量及实验数据处理研究

针对大学物理实验中传统声速测量装置存在的缺陷,利用单片机、上位机、步进电机、步进电机驱动器、采集卡、有效值检测模块和相位差测量模块等搭建了全自动声速测量系统,利用驻波法和相位比较法对声速进行测量。实验结果表明:新型声速测量仪克服了传统测量装置的缺陷,获得的数据量更大,包含的信息也更丰富。由于次峰的影响,常用的逐差法、最小二乘法和Origin软件线性拟合法处理数据误差较大,不能满足实验需要,有必要寻找声速测量数据处理的新方法。为排除次峰的影响,考虑到声速测量数据中极值点的出现具有空间周期性,利用傅里叶变换处理数据得到待测信号的空间频谱图,确定了声波的波长并计算出声速。数据处理结果表明:由于傅里叶变换排除了次峰干扰,使驻波法和相位比较法测量声速的相对误差分别从1.6%和1.0%减小为0.71%和0.41%,比传统方法更适合于处理声速测量数据;此外,从另一个角度证明次频共振现象是形成次峰的重要原因。

基于“资源共享、优势互补”的跨校慕课学习实践与探索

东北大学经过近几年的"在线学习""混合学习"等多项教学实践,积累了丰富的教学经验与学习资源。本文介绍了开展跨校合作慕课学习的背景,总结了东北大学大学物理慕课的发展现状,并详细说明了与省内兄弟院校开展在线慕课教学合作的具体措施。同时分享了一次具体的跨校合作实践。跨校在线慕课学习的教学模式取得了良好的反馈,资源共享做到了"授人以鱼",院校间互相合作践行了"授人以渔"的教育理念。实现了"资源共享,优势互补",提高教育教学质量的目的。

传统课程评审指标在评价MOOC物理课程上的适用性

MOOC作为一种新的教育模式受到了广泛关注,但目前为止对MOOC还没有一个比较客观、统一的评价体系。传统的高等教育课程已经有了较为完善的评审指标,本文统计分析了5个传统高校精品课程的一级评审指标,并以中国大学MOOC和Coursera两大平台上的共19门大学物理课程为例,探讨传统课程评审指标在评价大学物理MOOC课程上的适用性。同时,结合我们对统计的部分MOOC课程的学习体验,在传统评审指标的基础上对评价内容进行了修改与完善。

大班选课制下大学物理课程教学改革

大学物理作为高校理工类专业的一门基础课程,一般都是采用大班选课制下开展的。讨论大班选课制之下大学物理的教学效果及大班选课制教学的利弊,并提出了以专业为导向的大学物理教学改革,增加学生对大学物理学习的兴趣,提高大学物理教学的效果。