大学生相对论学习准备的调查研究

学习准备就是学生原有的知识水平或心理发展水平对新的学习的适应性．在新课标实施后,相对论知识引入高中物理,相对论知识同时又是大学普通物理的重要组成部分,大学生学习相对论前的学习准备情况如何？本文以问卷调查的形式全面了解、分析与研究了大学生相对论的学习准备状况,为更好进行普通物理中相对论的教学奠定了基础．     

高中相对论学习情况的调查研究

针对相对论知识的特点,本研究利用自编问卷对江苏省学完高中物理的学生实施了调查研究,了解了江苏地区中学相对论的教学情况以及学生相对论的学习情况,探讨了教学和学习中的主要困难和问题,并分析了其具体原因.     

新课程给高中物理课堂带来的亮点

编者按:北京市于2007年秋,全市进入高中课程改革实验.高中物理选用人教版和教科版两种教材,北京市高中物理课改不但真正做到全员研究性培训,而且把教学研究作为推动课改、深化课改的基本手段.一年来有计划地进行了一系列公开课、研究课,使高中物理开创了一个崭新局面.本文是作者在组织北京市高中物理课改实验中的体会,在新学年开学之际刊发,供大家思考研究.     

学习进阶视域下高中物理教学设计——以人教版必修第一册“摩擦力”为例

学习进阶是当前国内外教育教学研究热点,借助学习进阶的方式,以摩擦力教学为例,力图为高中物理教学设计提供可参考的资料.     

E=△φ/△t定量教学演示实验的研究

长期以来,在高中物理教学中,一直缺乏"法拉第电磁感应定律"实验的定量演示,[1]一文设计了一个"动生电"的定量实验.本文利用计算机辅助物理实验系统定量演示了"感生电"的E=△φ/△t的教学实验.     

高中物理中时间观念的形成

时间是生活最基本的概念之一,在高中物理中,多次涉及时间概念,物理学科核心素养应该包含时间观念的形成.从学生在高中涉及对时间理解的困难出发,进行有意识、有计划、有组织地学习,可以形成科学的时间观念,并以相对论对时间的论述,又一次提升时间的观念.     

基于学习进阶理论的中学物理规律教学策略——以人教版“牛顿第三定律”为例

学习进阶是当前国内外教育教学研究热点,被誉为提升学生学习效率的灵丹妙药.学习进阶视域下的高中物理规律教学策略包括以“教材分析”为进阶基础、以“学生实情”为进阶起点、以“核心素养”为进阶终点、以“发展层级”为进阶水平、以“教学反思”为进阶评价,这些教学策略不仅可以指导物理教师教学、提高教学效率,也可以深化物理规律理解、发展核心素养.     

相对论粒子的自旋算符

发展了关于相对论态自旋算符的系统理论.考虑了具有非零静质量的粒子情况.对带自旋的相对论粒子,通常的自旋算符需换为相对论的自旋算符.在Poincar啨群不可约表示的框架里,构造了适用于粒子任意正则态的自旋算符,称为运动自旋.本文的讨论限于量子力学.随后将在量子场论中对此作进一步深入研究.     

大学物理相对论部分教学中的几点探讨

大学物理中狭义相对论部分较难理解,本文结合洛伦兹变换,分析了相对论时空观、相对论中的因果关系以及相对论质量的概念,给出相关结论.     

洛仑兹收缩是看不到的

编辑同志: 近年来看到国内出版的一部分介绍狭义相对论的科普文章中,有一些错误的观点,我觉得。物理。杂志有必要把有关的正确观点向广大科普工作者和关心狭义相对论理论的读者进行介绍. 这里我所指的是狭义相对论中洛仑兹收缩问题.按照过去的观点,由于洛仑兹收缩的结果,相对于观察者高速运动的物体,在观察者看来将发生收缩.许多科普文章中正是这样来向读者介绍狭义相对论中的洛仑兹收缩效应的.例如,1979年第四期的《少年科学画报》,在《小哥俩梦游相对论世界》一文中说道:当“车速已超过光速的三分之二”时,小哥俩看到“街上的房子和树木都…     

硬球势中相对论费米气体的热力学性质

用量子统计与数值模拟相结合的方法,在广义外势中相对论费米系统的热力学量的基础上,研究硬球势中相对论费米气体的热力学性质.得到了考虑相对论效应时系统的内能和热容量的解析表达式,分析了相对论效应对内能和热容量的影响.研究表明:与非相对论比较,相对论费米气体的内能和热容量更高;相对论特征量越大,热容量的转折温度越低;随着温度的升高,特征量越大,内能就越大.     

狭义相对论学习中学生的错误理解研究概述

狭义相对论作为经典物理与近代物理的分水岭,对学生认识科学本质具有深远的影响.然而实际教学与研究显示,学生对狭义相对论存在许多错误理解.为了解决这一问题,本文梳理了国内外关于狭义相对论学习的相关研究.根据狭义相对论的知识框架,总结了学生在狭义相对论学习中普遍存在的错误理解,并分析其背后的原因,以期为未来狭义相对论的教学与研究提供借鉴.     

吉瓦级强流相对论多注电子束二极管的优化设计与实验研究

多注相对论速调管放大器可在较高的工作频段实现GW级功率微波产生,在很多领域得到了发展和应用.多注相对论速调管中强流相对论多注电子束相互之间存在空间电磁场的作用,使得多注电子束从二极管引入多注漂移管,以及在多注漂移管中的传输运动受到影响,导致电子束会轰击到管壁上,早期实验中多注电子束的传输通过率较低.本文对功率数GW的强流相对论多注电子束在二极管与多注漂移管中的运动过程进行了理论分析与粒子仿真模拟,得到强流相对论多注电子束的传输运动规律.对多注二极管的结构进行了优化设计,仿真设计实现强流相对论多注电子束的传输通过率达到99%,并且开展了验证实验研究,实验在电子束电压为801 kV,电流为9.3 kA的情况下,电子束的传输通过率达到92%.     

想象力比知识更重要——从相对论的起源谈起

文章介绍了爱因斯坦相对论的起源,并对学校教育进行了思考.相对论起源于爱因斯坦对光速问题与相对性问题的研究,从相对论的起源与建立不难发现,其中最具关键性作用的并非人们的既有知识,而是爱因斯坦超乎寻常的想象力.相对论的起源充分证明,在推动科学发展的知识创新活动中,想象力与创新精神比知识更重要.人的知识是有限的,然而想象力是无限的,想象力与创新精神是知识进化的源泉.学校教育的目的不仅在于传授知识,更重要的在于激发人的想象力与培养人的创新精神.     

相对论质量修正效应对超高次谐波的影响

通过分别求解含时狄拉克方程和含时薛定谔方程, 研究了一维模型原子在相对论超强激光脉冲作用下的超高次谐波发射过程. 研究结果表明: 在弱场强条件下, 相对论的模拟结果可以退化到非相对论的结果; 随着场强的增强, 可以逐渐观察到明显的相对论质量修正效应. 此外, 根据发展的相对论的"三步"模型并结合小波时频分析方法, 分析了谐波平台的截止位置和发射效率.     

弱相互作用费米气体的相对论顺磁性

通过考虑单粒子的相对论能量并且应用量子统计方法,研究弱磁场中弱相互作用费米气体的相对论顺磁性,求解相对论性的最可几磁化率及平均磁化率,讨论相对论效应对最可几磁化率的影响,给出相对论性的粒子数的临界值. 结果显示, 与非相对论情况比较,当 时, 相对论情况下的最可几磁化率和粒子数的临界值都没有变化. 当 时,相对论效应使系统呈现顺磁性容易,而且相对论效应增加磁化率,同时也放大了相互作用对磁化率的影响.     

E2》H2的均匀正交电磁场中带电粒子的相对论运动

通过求解带电粒子在均匀电场中与坐标系选取无关的三维矢量相对论运动方程,进而利用洛伦兹变换方法,求得了带电粒子在E2>H2的均匀正交电磁场中相对论运动轨迹的一般三维矢量式.并使用Mathematica软件在直角坐标系中描绘了相应的粒子相对论运动轨迹图.     

弱相互作用费米气体的相对论顺磁性

通过考虑单粒子的相对论能量并且应用量子统计方法，研究弱磁场中弱相互作用费米气体的相对论顺磁性，求解相对论性的最可几磁化率及平均磁化率，讨论相对论效应对最可几磁化率的影响，给出相对论性的粒子数的临界值. 结果显示, 与非相对论情况比较，当 时, 相对论情况下的最可几磁化率和粒子数的临界值都没有变化. 当 时，相对论效应使系统呈现顺磁性容易，而且相对论效应增加磁化率，同时也放大了相互作用对磁化率的影响.     

周培源教授风范管窥

一、课堂记趣 周培源教授是我国有杰出贡献的教育家.周老培养出一代又一代的理论物理学家.我国著名理论物理学家王竹溪教授、彭桓武教授都是周老的学生.周老是怎样教导他的弟子呢?这里披露一些“秘闻”.1.第一课 我在中学念高中物理的时候,就听说全世界只有12个半学者能真正懂得爱因斯坦的相对论.1947年9月,我以敬慕清华大学的民主风尚和学术空气的心情而转学到该校物理系二年级,在这里上的第一课,就是被称为“半个懂得相对论”的周培源教授所开设的理论力学. 从初中、高中到大学的普通物理,牛顿力学都念过三遍了,这能讲出什么新内容呢?然而…     

推荐一本好书——《相对论百问》

相对论是青少年最感神奇、也觉得最为难懂的科学理论.不过,狭义相对论诞生(1905年)至今已经100多年了,广义相对论也将要迎来它的100岁生日(1915年),相对论已不再是最新的科学理论.今天的科学发展水平和教学条件已经完全有可能让青少年对相对论有一个初步的、基本正确的了解.