物理教学中简单而巧妙的实验设计与制作

1引言 真正有价值、有生命力的实验是物理教学实验中简单而巧妙的作品．因为它常凝结着创新思维和创造性设计的结果,并很好地解决了许多教学疑难问题．因此开发高智慧、高教育价值功能的简单而巧妙的实验,是我们教育工作者的工作重点和努力方向．     

农林院校大学物理实验第二课堂建设初探

本文针对农林院校大学物理实验课程的特点,提出并开展了多方位、多渠道、多形式的第二课堂活动内容,包括教学延伸型、兴趣提高型和科研训练型第二课堂教学活动．教学延伸型第二课堂活动内容包括开放预备实验和课外实验．兴趣提高型第二课堂活动主要有开放演示实验、指导和参与学生协会活动以及开展物理实验操作技能竞赛．科研训练型第二课堂活动由指导大学生科研训练计划（SRTP）项目和“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛组成．实践表明开展第二课堂活动,学生的创新意识和操作技能得到了较大的提高．     

带裂痕的花瓶

封面图片所示是非晶合金断裂面的扫描电镜照片．物理所汪卫华研究员领导的研究组研制了锆基和镁基非晶合金，并对这些材料的断裂面结构进行了系统的观察和研究，研究结果参见Science，2007，315：1385和Phys．Rev．Lett．，2005，94：125510．当我第一次见到这些断裂面的电镜照片时，我觉得那些优雅地扩展着的裂纹有着强烈的美学感召力（aesthetical appealing）．这让我想起了第一位诺贝尔文学奖得主普吕多姆的作品，他的代表诗作《带裂痕的花瓶》正可以为这些冷艳的断裂条纹平添一缕忧郁的气质．     

“江苏省高校第五届大学生物理及实验科技作品创新竞赛”纪要

由江苏省物理学会主办、淮海工学院承办的“江苏省高校第五届大学生物理及实验科技作品创新竞赛”决赛于2008年11月14日至16日在淮海工学院苍梧校区隆重举行．本次竞赛共有省内外32所高校报送的165件作品来到淮海工学院参加全省总决赛,来自省内外的28位评审专家、5位观摩专家、67位指导教师和242名学生代表参加了本次竞赛．     

科学大师的科学诗

很多科学大师如华罗庚、苏步青、陈省身、杨振宁、李政道、胡宁等喜欢写古体诗，已经广为人知．数学家苏步青从事诗歌创作的时间就长达70余年，并出版有《苏步青业余诗词钞》与《数与诗的交融》，有些还被选人《历代诗词选注》和《科学家诗词选》等诗集中．所谓科学大师写的“科学诗”，是指科学大师利用自己的诗词修养将人类对物理、数学等科学奥秘的探究：悠然地“统一”于诗作之中，是文理共融、理性与情感俱佳的作品．     

高压下HgBa_2NcaCu_2NO_（6＋δ）超导体的制备及其超导电性

利用高温高压方法合成了ＨｇＢａ２ＣａＣｕ２Ｏ６＋δ超导体．Ｘ射线衍射结构分析显示该超导体具有四方结构，晶格常数ａ—０．３８６７ｕｒｎ，ｃ—１．２７４３ｕｒｎ．电阻和交流磁化率测量结果表明该超导体的超导起始转变温度为１２７Ｋ，本电阻温度为１２ｌＫ，抗磁转变温度为１１８Ｋ．对合成后的样品做了氧气氛中的退火处理．研究了２７ｋｂａｒ压力下，不同烧结温度对合成作品的超导电性的影响，结果表明该压力下ＨｇＢａＣａＣｕＯ６＋δ超导体的最佳合成温度为８２０～８３０℃．     

动态法测定固体比热容

一固体作品在受到功率为W的热源加热时，其温度T与加热时间t之间呈负指数函数关系．由所得的这一T－t关系可进一步求得计算该固体样品比热容的表达式．据此设计了适用于普通物理实验的测定固体比热容的新方法──动态法．由实验绘出的动态E-t曲线求得团体比热容．     

2006年度值得推荐的物理学新书

为了向读者提供更多有价值的物理图书信息，同时为优秀物理学作品提供一个展示的平台，“书评和书讯”栏目从今年起推出专题——年度值得推荐的物理学新书．通过有关专家的严格评选，从征集的当年度出版的物理书籍中选出若干好书集中刊登．新书推荐范围只限于用中文出版的专著、科普读物和研究生教材、教学参考书，包括译著等．2006年该专题的推出得到了各相关出版社同仁的积极响应和支持，评审专家从征集来的数十本物理新书中精心挑选出8本，在此集中向广大读者推荐．由于时间仓促，缺乏经验。肯定还有不少好书并没有被我们发现，这里所推荐的只限于从部分出版社征集来的书目中的优秀者．我们希望读者和出版社随时向我们推荐新书，把更多的好书推荐给大家．[编者按]     

《爱因斯坦的宇宙》简介

《爱因斯坦的宇宙》是徐一鸿在《可畏的对称》成为畅销书之后的又一部科普著作．徐一鸿教授出生在上海，后来移民到巴西，又到美国求学．徐一鸿是理论物理研究所的永久成员，加利福尼亚大学圣巴巴拉校园物理系教授，是一位优秀的科普作家．他所著作品除本书外，还有《可畏的对称》、《吞云》和《力的统一》等书．本书的译者张礼     

实用教学课件与Premiere

在多媒体辅助教学手段的应用中，教师往往有这样的体会：商业化的相关产品和借鉴他人的作品总不如自己制作的课件实用．1对多媒体教学课件的理解 教学课件应该是辅助教学的一种手段．常规教学中．教学课件就是要利用计算机的演示功能，将那些用常规“说不清、画不明”的问题具体形象化，让学生能够直观、高效地接收教学信息．教学课件应该以解决一个问题、完成一段观察，达到教学目的就行．时间该长则长、能短则短，不要刻意用音像效果作渲染，更不要作为板书的替代品填充课堂.     

离心式水泵模型

通过“离心式水泵模型”的制作,使学生了解和掌握离心式水泵的基本结构和工作原理．巧妙地利用塑料瓶研制此模型是该作品的创意．１制作 离心式水泵模型的构造如图１所示． １）水泵轴用直径为 ２ｍｍ的自行车条制作．包括带螺纹的部分,其长度为１９５ｍｍ． ２）叶轮的制作,如图２所示．用铁剪子把易拉罐顶部剪下,作为铝板备用．用圆规在铝板上画出直径为２１ｍｍ的圆,用电钻在圆心位置钻一个直径为２ｍｍ的圆孔,剪成圆片作为叶轮的转盘．余下的铝板,用钢板尺和画针画出４ｍｍ宽的条形,剪出长为１２ｍｍ 小条２～４条,弯成弧形作…     

核磁共振磷谱在羟基亚乙基二磷酸合成中的应用

讨论了羟基亚乙基二磷酸的反应机理,并通过核磁共振磷谱对合成反应过程中的中间体亚磷酸和关键中间体(3)的实时监测．在此基础上优化了反应条件．最后,对原料三氯化磷中的杂质进行合理分析和排除．     

平抛运动实验装置的改进——研究性学习案例分析

研究性学习是一种全新的学习方式，以“培养学生发现问题、提出问题、从而解决问题的能力”为基本目标，以项目设计、作品设计与制作等为学习载体，在提出问题和解决问题的过程中学习科学研究方法、获得多方面体验以及科学知识．这种在教师指导下，以学生自主研究为主要学习方式的课程教育，与高中物理新课标的思想吻合，对增强学生的创新精神和实践能力，形成科学的自然观和严谨求实的科学态度，逐步树立可持续发展的思想，都有十分积极的意义．     

略论科普创作的时代性

 关于科普创作的时代性问题,是致力于科普创作的同仁们共同关心的问题,是一个牵涉到方方面面的大题目,我只想在当前科普选题方面,谈谈个人的粗略看法。１．关于时代性与时代精神时代性与时代气息、时代感都是近似概念,它是一件具体科普作品的灵魂,反映了一件科普作品的实质。那么什么是时代精神？它与时代性又有何关系？关于“时代精神”,《辞海》上是这样定义的：“体现于社会精神生活中的一定历史时代的客观本质及其发展趋势。集中体现于社会意识形态中的那些代表时代发展潮流,标志一个时代精神文明,对社会发展产生积极影响的思想之中,其作用取决于它对时代潮流的反映程度。     

苯低压热解的光电离质谱和动力学模型 (cited: 3)

研究苯在30 Torr和1360～1820 K下的热解过程．利用同步辐射真空紫外光电离质谱技术对热解产物进行了检测,并对其随温度变化的摩尔分数曲线进行了测量．建立了一个低压苯热解动力学模型,并结合生成速率分析展示了燃料分解和芳烃生长过程中的主要反应网络．结果显示苯的分解主要通过氢提取反应生成苯基进行,部分通过单分子解离反应生成丙炔基或苯基进行,并终止于乙炔、丁二炔及1,3,5-己三炔等具有高热稳定性的聚炔烃类物种的生成．此外,低压苯热解中的芳烃生长过程起始于苯和苯基,并主要受到偶数碳增长机理控制．这是由于奇数碳增长机理所依赖的C5和C7物种在低压苯热解中很难生成．     

紧束缚近似含时密度泛函理论的高效OpenMP并行化和GPU加速实现

紧束缚近似的含时密度泛函理论在多核和GPU系统下的高效加速实现,并应用于拥有成百上千原子体系的激发态电子结构计算．程序中采用了稀疏矩阵和OpenMP并行化来加速哈密顿矩阵的构建,而最为耗时的基态对角化部分通过双精度的GPU加速来实现．基态的GPU加速能够在保持计算精度的基础上达到8.73倍的加速比．激发态计算采用了基于Krylov子空间迭代算法,OpenMP并行化和GPU加速等方法对激发态计算的大规模TDDFT矩阵进行求解,从而得到本征值和本征矢,大大减少了迭代的次数和最终的求解时间．采用GPU对矩阵矢量相乘进行加速后的Krylov算法能够很快地达到收敛,使得相比于采用常规算法和CPU并行化的程序能够加速206倍．程序在一系列的小分子体系和大分子体系上的计算表明,相比基于第一性原理的CIS方法和含时密度泛函方法,程序能够花费很少的计算量取得合理而精确结果．     

微模塑法制备PMMA球面微透镜阵列

借助微透镜及其阵列的光学器件,采用软刻蚀技术中的微模型方法成功制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的柱体及球面微透镜阵列,并对该微透镜阵列进行了光学显微和SEM分析．通过考察制备过程中的影响因素,探讨了减少阵列缺陷和提高光学性能的适宜参数．并对该透镜阵列的光学成像性能进行了初步研究．     

低温差分比热的自动化测量系统

本文介绍一种新的差分比热测量方法即差分绝热连续加热量热法．此方法的特点是在绝热的条件下连续升温，升温速率由计算机通过样品架和参考样品架上的主加热器来控制（可事先设定），样品和参考样品间的温差信号经放大后由７０２控温器控制样品架和参考样品架上的副加热器，使其温差在测量过程中总是保持为零．差分比热值是通过同时测量样品升温速率和副加热功率来获得的．绝热条件是计算机控制内外两层辐射屏跟踪样品温度来获得．用该方法可测量小作品的差分比热，经测试表明５００ｍｇ的样品在４．２—３３０Ｋ的温区误差不大于１％．测量过程易于实现完全自动化．     

平顶-高斯光束通过圆形与三角形围成孔的衍射

基于Collins公式,对平顶一高斯光束通过圆形与三角形围成孔的衍射特性作了研究,并利用Matlab进行数值模拟．模拟结果表明衍射特性与孔径的大小密切相关．其结果可推广到其他激光光束和围成孔,对研究菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射具有一定的参考价值．     

物理学中的实验

ＰＥＥ是“国际物理实验教育学术研讨会（Ｉｎｔｅｒｎａ－ｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ Ｅｘｐｅｒｉ－ｍｅｎｔｓ）”的缩写．该会是ＩＣＰＥ（国际物理教育委员会）和ＡＳＰＥＮ（亚洲物理教育网）联合组织的一次国际学术活动，已于１９９０年４月２３—２７日于天津南开大学举行．我刊从本期起将在本栏目中选登有关ＰＥＥ会议中外学者的部分发言和作品，供读者参考．在每篇文章的题目前加上该会的会徽作为标志．