人类认识从追求“简单性”走向探索“复杂性”(下)——科学发展的人文历程漫话之十六

论述了追求"简单性"与探索"复杂性"的关系,介绍了当前"复杂性"研究的主要领域——非线性科学,论证了非线性是系统"复杂性"的根源.     

异地时钟同步与时间的度量

介绍了庞加莱等人关于"异地时钟同步"和"相继时间段(绵延)相等"的思考,介绍了爱因斯坦"约定"异地时钟"同时"的方案,以及朗道等人对该方案的发展.我们赞同庞加莱的设想,即对光速传播性质的约定是时间测量的基础,并指出对光速的约定相当于对时空对称性的约定.我们在"约定光速的基础上"给出了钟速同步具有传递性的条件,不仅解决了"异地坐标钟钟速同步"的定义问题,而且解决了"相继时间段相等"的定义问题,证实了庞加莱原初的猜想,简化了时间测量的理论基础.     

电磁学与电动力学的关联教学

阐述了"电磁学"与"电动力学"课程教学的"大学科"理念,在教学内容和教学方法上提出了"有骨有肉,不胖不瘦,血脉相连,精髓不漏"的教学思路.     

基于“M+N”理论的光谱分析中光源电压对预测精度影响的研究

"M+N"理论从误差理论的角度阐明了光谱分析中外界干扰因素即"N"因素对于测量精度的影响,并给出了提高测量精度的方法。通过采用实测变电压光源光谱数据与多组分线性吸收谱仿真模型相结合的方法,构造了三组分的理想混合溶液并选择光源电压作为影响被测组分浓度测量精度的"N"因素,分别设定了不同信噪比下的两组各三种不同的校正集与预测集样本"N"因素分布方式,得出了对于系统误差类"N"因素而言,校正集与预测集的"N"因素分布范围对组分浓度的预测精度具有一定影响的结论。实验结果验证了"M+N"理论中"N"因素用于提高测量精度的可行性,同时为其他测量系统减小外界干扰提高测量精度提供了理论指导。     

近红外光纤探头

提出了近红外光纤探头"视距"模型.通过Monte Carlo模拟和两种不同光学性质的双层模型实验,得到了100 μm探头"视距"的经验公式.提出了三层模型的"视距"定义,给出了"层分辨率"的概念,并通过大鼠大脑的试验得到验证.利用近红外光纤探头"视距",可以区分不同的脑组织,在深脑探测手术中进行导航.探头"视距"提出了一个近红外探头视距研究的普遍方法,对光纤探头的设计有重要意义.     

主动除霾"驻波窗"的设计与实现

主动式除霾"驻波窗"是随着输入的频率来调节进入空气的流量,从而形成了一扇变动的"纱窗"。主要利用了驻波的原理,巧妙地实现了主动除霾的功能,并根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成了振动源。最后利用一个测量PM2.5的仪器对"驻波窗"除霾能力进行了定量的分析,获得了有效的数据,证明了"驻波窗"能有效除霾的功效。主动式除霾"驻波窗"实现方法巧妙,成本低廉,低噪声,适合在实际生活中推广。     

中学物理“第三教学”的研究与实践

论述了"第三教学"的基本内容,并结合我们10年来"第三教学"的实践及效果,讨论了"第三教学"的有关问题及其意义.     

建设以知识、能力和素质为教学目标的大学物理精品课程

介绍了同济大学基础物理教学在精品课程建设中的成功经验.为贯彻"以学生为本"的基本教学指导思想,教研室的老师们提出了"环境浸润"的教学理念,建立了物理探索实验室和物理教学辅助网.以课堂教学为主渠道,开展多种形式的教学活动,形成了"课内与课外结合"、"理论与实践结合"、"教学与育人结合"的教学模式.通过多年的教学实践,取得了良好的教学效果.学生对物理学产生了兴趣,涌现出了一批具有较高水平的学生论文和作品.学生的综合能力和素质得到了培养.     

强相互作用理论的渐近自由--2004年诺贝尔物理学奖介绍

瑞典皇家科学院把2004年度的诺贝尔物理学奖授予了美国的戴维·格罗斯(David J. Gross),戴维·玻利泽(H. David Politzer),弗兰克·维里茨克(Frank Wilczek)三位理论物理学家,以表彰他们揭示出了强相互作用的'渐近自由'特性.文章按历史顺序,简要回顾了强相互作用理论--量子色动力学的基本"要素".介绍了理论上如何得出强相互作用"渐近自由"和"渐近自由"的含义,引述了实验检验理论上的"渐近自由"最典型和最新的情况,展示了强相互作用"渐近自由"的高度正确性.介绍了基于"渐近自由"的微扰量子色动力学.指出"渐近自由"的发现和证实是确立量子色动力学为描述强相互作用的正确理论的依据,同时列举了当前量子色动力学的"色禁闭"等一些前沿问题."渐近自由"的发现和证实确实深刻地影响了粒子物理,如量子色动力学成了标准模型的重要组成和导致相互作用的大统一理论等.     

以“全反射”为例谈教学设计的“关注点”

以"全反射"一节为例,分析、讨论了教学设计的10个"关注点",提出了"高效课堂从有效设计开始"的观点.     

信息技术环境下物理“探究性学习”教学模式研究

阐述了物理"探究性学习"教学模式的实施步骤,分析了物理"探究性学习"教学模式的实施案例--自由落体运动.     

编读往来

本刊编委李良先生来信,反映了本刊2012年第2期中的两个问题。《流体涡旋漫谈》作者王振东教授根据该信做出了回复。李良编委来信:一、《流体涡旋漫谈》一文第9页右栏中的小标题"涡旋星云"应为"旋涡星系",此小节文字中的"星云"均应为"星系"。另外,此小节所列的五张照片文字说明中的"涡旋星云"都应为"旋涡星系":     

惯性质量确实与速度有关

指出了一些文章中关于惯性质量和速度无关的错误根源,阐明了惯性质量和速度有关的理由.同时还指出了经典力学中的"状态"和相对论中的"状态"之差异.     

快速床动力学统一模型V:固含率轴向分布的预报

推导了快速床底部"一次携带最大固体流率"G_(s,th)的计算方法,对快速床颗粒浓度轴向分布由"指数单调下降"到"S型分布"的转变做出了合理的解释和预报.分析整理了浓相区高度的实验关联式.推导了过渡段和加速段的"动量平衡高度"的计算方法,并给出了整个床层固含率轴向分布的模型预报方法。     

对“执行教案”不顺利现象的若干思考

探讨了从"写教案"到"执行教案"的过程中,导致"执行教案"不顺利的一些因素,以及如何实现在"执行教案"的过程中达到并超越预期的效果.     

测电池电动势与内阻的方法与误差分析

归纳了"测定电池的电动势和内阻"几种常见的实验方法,分别采用"图像法"和"计算法"进行数据处理及误差分析.还针对每种实验方法详细列举了近年的高考真题,读者可自行查阅.     

摭谈基于创新学力培养的高中物理“云实验”教学

基于创新学力的理念,提出了"云实验"的概念,给出了"云实验"的界定,讨论"云实验,,的优点及可能存在的问题.     

关于"拍"现象的直观教学

采用旋转矢量法分析了"拍"现象的形成过程,解释了"拍"现象中振幅和相位变化特征的原因和变化规律,借助图形说明了周期和频率等特征量的物理内涵,呈现了振幅的相位突变情况,使得"拍"现象中变化规律的本质原因直观具体地呈现,这种分析方法能有效地加深学习者对"拍"现象的本质理解,有效提高课堂教学效果.     

亚乙基硫脲分子激发拉曼虚态的研究

本文从拉曼峰强入手,求得了亚乙基硫脲(ETU)分子的"时间分辨键极化率",并讨论了该分子的激发拉曼虚态性质,发现了该分子"激发虚态电子向分子外围键流动"、"电子弛豫后的键极化率分布与基态电子的密度分布相似"、"不同激发波长下的键极化率衰减时间满足不确定关系"等特点。本文还研究了该分子的表面增强拉曼光谱,指出"电荷转移机制"的极化率弛豫时间长于"电磁增强机制"等与表面增强拉曼效应相关的结论。     

基于皮肤表面“振动信号”的多摄像头人体识别定位

提出了一种适应场景广泛的基于皮肤表面"振动信号"的多摄像头人体识别定位方法。提出了同一人体皮肤表面"振动信号"在多摄像头下具有同步性而不同人体皮肤表面"振动信号"具有差异性的原理,并通过实验进行了验证。基于肤色区域跟踪技术,实现了多摄像头下的人体皮肤表面"振动信号"的获取;基于其差异性和同步性原理及余弦相似度,实现了人体识别;并通过多摄像头坐标计算实现了多摄像头人体定位,最大定位距离误差为61.01cm。