大学物理实验的简化与深化

以复摆实验、地磁实验和衍射光栅实验为例,说明在大学物理实验中,通过提供简单的实验器材,就可以将实验内容延伸扩展,将原来内容单一的实验扩展为多层次、多目的的实验项目,实现大学物理实验的简化与深化.     

“光的折射”实验改进技巧

中学物理实验,有的实验好说难做,有的实验由于学校实验器材的限制无法改为学生实验,有的实验演示效果不好,没有足够的可观度,有的实验复杂不易成功.所以,在进行教学时,就变学生探究实验为教师演示实验,或者直接借助多媒体进行模拟实验.使物理实验失去了真实感,学生对实验的理解缺少一定的感性认识,学生不能亲自参与实验,而用课件模拟实验又没有真实感,大大地影响了学生学习物理的积极性,为此笔者在"光的折射"教学设计中尝试改进了一些教具和实验方法,解决了实验教     

用双车实验探究加速度与质量和力之间的关系

物理学是一门以实验为基础的科学,实验能力是高考要求考查的五种能力之一．高中物理实验包括学生分组实验和教师演示实验．高考实验考查内容要求是来源于学生实验而又高于学生实验,要能充分体现平时认真做过实验与没做过实验的学生答题时有很大区别．因此就要求教师在平时的实验课堂教学中注意培养实验动手能力及实验探究、创新和迁移能力．熟悉平时所做过的每一个实验,特别是实验原理及实验数据的处理方法,从而触类旁通,利用所给的实验要求进行实验设计及探究．下面以实验探究加速度与质量、力之间的关系为例来谈谈做这一实验时的教学创新．     

中学物理探究实验三维度分类方法之我见

在实施《新课程标准》后听课中经常发现,一些课堂中的演示实验、边教边实验或者学生实验,因为要贯彻新课程理念,有的教师或者将所有的实验改为探究性实验,或者该实施探究的实验仍然采用验证性实验,或者全部采用验证性实验.这种现象产生     

光电效应伏安特性实验改进研究

光电效应实验及理论解释,为量子理论的建立奠定了基础,在光电效应伏安特性实验中,如何有效减少实验影响因素,提高测量结果的精确度,成为光电效应伏安特性实验改进的一个关键点。本从光电效应实验测量的伏安曲线出发,分析理论与实验结果上的差异,提出了影响实验结果的因素以及相应的实验操作办法,为光电效应伏安特性实验的改进,获得更加精确的实验数据以及光电效应实验的应用奠定了基础。     

介绍两种新出的实验教材

由北京师范大学物理教学实验中心(北京市实验教学示范中心)组编,北京师范大学出版社出版的物理专业实验系列教材,包括普通物理实验、现代物理实验、固体物理实验、计算物理实验、近代物理实验等,可作为普通高等学校尤其是师范院校的物理实验教材或教师教学参考书,现已出版的有<近代物理实验>和<普通物理实验>.     

以小见大——静电感应实验再探

关于静电相关的实验现象呈现"老大难"这一情况,以往的教师同行们都做了许多相关探究.文中展现了所在小组研究物理疑难实验过程中对"静电感应"实验的探索,以"静电感应"实验从前的一系列实验研究为基础,在此之上加以改进,减少实验用具,简化实验操作,增强实验成功几率,加强新手物理教师对实验的信心.     

物理学中的虚拟实验

 按照科学实验中所使用的方法和涉及的对象来看,我们可以把物理实验划分为实际实验（ｒｅａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ）与虚拟实验（Ｖｉｒｔｕａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ）两大类．前者在实验中所采用的实验工具、实验对象都是以实物形态出现的,比如著名的α粒子散射实验中所牵涉到的α粒子放射源、金属箔、荧光屏、显微镜、α粒子的大角散现象等．而在虚拟实验中,没有一个有形的实验室,也没有以实物形态存在的实验工具与实验对象,整个实验过程主要是对虚拟物的操作．如光波机制的确定所采用的思想实验．     

发展实验思维能力促进实验能力提升 ——2009年至2019年高考全国卷Ⅰ物理实验题分析及教学启示

物理实验思维能力是物理实验能力的核心,提升学生的物理实验能力首先要发展学生的物理实验思维能力.通过建构物理实验思维结构并分析近11年来高考物理实验题对学生实验思维结构中思维内容和过程两方面的考查情况,总结出解决高考重点实验问题所需的实验思维材料以及常用的思维方法,为实验教学中提升思维主体要素、全面促进学生实验思维能力的...     

初中生物理实验能力的发展特点及其培养

物理实验能力是指运用实验理解、验证物理理论观点以及借助物理实验获得新认识的能力,它由实验基本能力、实验迁移能力和实验科研能力构成.本文分析了初中生物理实验能力发展的特点,指出了在初中实验教学中应重点培养第一级和第二级实验能力.     

常温溅射DLC膜的工艺研究

常温下,采用磁控溅射技术成功地在Ge基底上制备了类金刚石膜,并研究了溅射功率、碳氢气体与氩气流量比、溅射频率、基底负偏压等工艺参数对类金刚石膜沉积速率的影响和薄膜的光学性能。结果表明：溅射功率、溅射频率、碳氢气体与氩气流量比对沉积速率有显著的影响。沉积速率随着溅射功率的增大而增大,随着溅射频率的减小而增大。随着碳氢气体与氩气流量比、基底负偏压的增大沉积速率先增大后降低。制备的类金刚石膜具有较宽的光谱透明区,Ge基底单面沉积的类金刚石膜其峰值透过率最高达到63．99％。     

Metallic thin film depth measurements by X-ray microanalysis

In this study, a low-cost technique, energy dispersive spectroscopy (EDS), was used to explore the application of X-ray microanalysis in depth determination of metallic films. Al, Ni and Au films with varied thicknesses from 50 to 400 nm were deposited on silicon (Si) substrates by magnetron sputtering. Electron beam energies ranging from 4 to 30 keV were applied while other parameters were kept constant to determine the electron beam energy required to penetrate the films. The effect of the atomic number of the metallic films on the penetration capability of the electron beam was investigated. Based on the experimental results, mathematical models for Al, Ni and Au films were established and the interaction volume was simulated using a Monte Carlo program. The simulations are in good agreement with the experimental results. Al/Ni/Au multilayers were also studied.     

溅射气压对非晶Hg1-xCdx Te薄膜微观结构和化学组分的影响（英文）

采用射频磁控溅射制备了非晶态结构的Hg1-xCdxTe薄膜,并利用台阶仪、XRD、原子力显微镜、EDS等分析手段对薄膜生长速率、物相、表面形貌、组分比例进行了研究。实验结果表明,溅射气压对薄膜生长速率、微观结构、表面形貌和化学组分有直接影响。随着溅射气压增大,其生长速率逐渐降低。当溅射气压高于1.1 Pa时,薄膜XRD图谱上没有出现任何特征衍射峰,只是在2θ=23°附近出现衍射波包,具有明显的非晶态特征;当溅射气压小于1.1 Pa时,XRD谱表现为多晶结构。另外,随着溅射气压的增加,薄膜表面粗糙度逐渐减小,而且溅射气压对薄膜组成的化学计量比有明显影响,当溅射气压为1.1 Pa时,薄膜中Hg的组分比最低,而Cd组分比最高。     

直流磁控溅射制备AlN薄膜的结构和表面粗糙度

采用直流磁控反应溅射法,在Si(111)基底上成功制备了多晶六方相AlN薄膜.研究了溅射过程中溅射气压对薄膜结构和表面粗糙度的影响.结果表明:当溅射气压低于0.6 Pa时,薄膜为非晶态,在傅里叶变换红外光谱中,没有明显的吸收峰;当溅射气压不低于0.6 Pa时,薄膜的X射线衍射图中均出现了六方相的AlN(100)、(11...     

非平衡磁控溅射沉积系统伏安特性模型研究

非平衡磁控溅射沉积系统的伏安特性对阴极溅射和薄膜沉积过程具有重要的影响.通过分析在常规磁控溅射沉积系统中非平衡磁场对于放电过程的影响，根据蔡尔得定律研究了非平衡磁场对磁控溅射沉积系统伏安特性影响的基本规律；根据模型和实验数据的对比证明模型正确表达了非平衡磁控溅射沉积系统中非平衡磁场对伏安特性影响的规律. 关键词： 等离子体 金属薄膜/非磁性 磁控溅射     

Effect of nonstoichiometry on Raman scattering of VO2 films

We report on Raman scattering of VO2 films prepared by radio frequency magnetron sputtering under different conditions. Our investigations revealed that the dominated Raman peaks shift towards high frequency for both V-rich and O-rich VO2 films, compared with the stoichiometry VO2 films. The experimental evidence is presented and the cause for nonstoichiometry dependence of Raman spectra of VO2 films is discussed.     

玉米蛋白质基底上射频磁控溅射法制备ZnO薄膜

采用射频磁控溅射方法在蛋白质基底上成功地制备了ZnO薄膜,研究了不同靶基距、氩氧比和溅射功率条件对ZnO薄膜性质的影响。结果表明,较小的靶基距有助于ZnO薄膜的c轴择优取向生长。我们还发现,沉积于玉米蛋白质基底的ZnO薄膜存在不同程度的张应力,当Ar/（Ar+O₂）为0.7时,ZnO薄膜内的张应力最小。ZnO近带边发光峰有不同程度的红移,我们认为,这是由于晶界势垒和氧空位V_o造成的。随着溅射功率的增大,薄膜生长速率显著加快,晶粒尺寸增大,ZnO的近带边发光峰位逐渐趋向于理论值。     

Fabrication and structural characterization of metal films coated on cenosphere particles by magnetron sputtering deposition

Metal films were successfully coated on cenosphere particles using a magnetron sputtering deposition system in which a newly designed sample stage equipped with an ultrasonic vibration generator was used for the tumbling of cenosphere particles. It was found by FE-SEM and AFM results that the films were well compacted and highly uniform in thickness. Due to the difference in sputtering rate, the film thicknesses estimated from FE-SEM characterizations in backscattered mode were <10, 39, 50 and 134 nm for Co, Ni, Cu and Ag films, respectively, under the same sputtering deposition conditions. The RMS values derived from the AFM measurements were 1.94, 4.31, 10.92 and 18.33 nm for Co, Ni, Cu and Ag films, respectively, which can ascribe to the different crystallization behaviors for the four metals. The experiment results indicate that the coating method can be applicable for the fabrication of many other films on cenosphere particles which can be sputter deposited.     

超薄Ag膜的椭偏光谱建模及解谱

用直流溅射法制备了6个不同厚度的超薄Ag膜。结合超薄Ag膜的结构特点,采用了Drude模型联合Lorentz Oscillator模型的解谱方法,得到1～6号样品的厚度分别为4.0,6.2,12.5,26.2,30.0和40.6 nm。从拟合结果的消光系数k图谱中发现,在1号到4号样品中分别于430,450,560和570 nm处出现了表面等离子体共振峰(SPR),随膜厚的增加共振峰宽化且峰位红移。最后,利用SPR理论计算出不同厚度Ag薄膜等离子体共振峰出现的位置,并和实验结果进行了比较。     

BCxN薄膜的紫外透过光谱研究

利用射频磁控溅射方法以不同的溅射功率(80～130 W)制备出具备紫外增透性能的BCN,BC2N和BC3N薄膜.傅里叶红外吸收光谱和X射线光电子能谱测量发现样品的组成原子之间均实现了原子级化合.溅射功率对薄膜的组分和紫外增透性能有很大影响,其通过改变薄膜组分而影响紫外增透性能,且碳原子数小的样品紫外增透性能好.以110 W条件下制备的BCN薄膜中碳原子数最小,它的紫外增透性能最好,在200～350 nm波段附近平均透过率比玻璃提高了将近40%.