创新研究型物理实验教学平台的建设与实践

实验教学中心在面向全校物理、材料科学、地空科学及生命科学类高年级本科生开设创新研究型实验课程中,创建了创新研究型物理实验教学平台,使学生自主设计课题,制定研究方案,选择相应的平台对该课题进行系统研究.通过三学年的建设与教学实践,表明该平台的建立不仅增强了学生实验动手机会,而且提高了学生自主分析问题、解决问题的能力,激发了学生的主观能动性、主动创造思维,培养了学生的创新能力.同时也促进了教师知识的更新和教学水平的提高.     

高压诱致的反式联苯乙烯酮结构相变与化学反应

 利用金刚石对顶砧（DAC）高压装置在室温下对反式联苯乙烯酮（Trans, Trans-Dibenzylideneacetone）分子晶体进行了高压拉曼谱、荧光光谱和能量色散X射线衍射（EDXRD）研究。结果表明,在压力为1.0~1.3 GPa时,反式联苯乙烯酮发生了晶体—晶体的结构相变,同时开始伴随有压力诱导的化学反应,反应完成的压力为6.5 GPa。高压X射线研究表明,这次相变有新的共价键产生,可能的化学变化过程是,C＝C双键打开再与相邻的分子结合生成新的共价键。在压力大约为11 GPa时,反式联苯乙烯酮分子晶体再次发生了晶体的结构相变。新产生的物质在卸压后依然保持稳定。     

从简单模型入手探究陀螺仪在磁场中的减速问题

2019年中国大学生物理学术竞赛中,非铁磁性导体材料制的陀螺仪在磁场中减速问题的研究没有限定任何具体参数,不易根据麦克斯韦方程得到全面统一的答案.本文从无限长导体圆柱模型入手,通过合理的近似,推导得到了陀螺仪转轴与磁场方向垂直和平行两种条件下,电磁阻力矩与磁感应强度、角速度、电导率等参数依赖关系的表达式,进而给出了磁场方向相对陀螺仪转轴任意取向时陀螺仪减速阻尼系数满足的一般关系,并通过量纲分析验证了公式的合理性.实验部分设计引入直流电动机提供驱动转矩,分析测量数据可以证明,基于基本模型得到的电磁阻力矩公式可以较为准确的描述实际的陀螺仪减速过程.     

第2届全国大学生物理实验竞赛试题的解答与考试评析(续)

<正>3综合性、研究性试题的解答与评析第二届全国大学生物理实验竞赛的综合性、研究性试题为"磁光效应的研究"和"磁流体性质的研究"两题.目的是综合考察考生对不同物理实验手段的理解、掌握水平和综合分析应用能力.各代表队由2人合作完成,时限8h.3.1试题1磁光效应的研究(时限4h)3.1.1引言磁流体是指磁性纳米颗粒在表面活性剂进行包覆或改性后,均匀分散到载液中,形成稳定的胶体溶液.外加磁场时,磁流体中的磁性微粒会顺     

单银基低辐射玻璃的光热性能

介绍了单银基低辐射玻璃的镀膜方式与结构,并研究了样品的光热性能.结果表明:低辐射玻璃在可见光波段透射率较高;在中远红外波段反射率较高,有效阻止了热量的透过.因此低辐射玻璃既可以保证采光,又可以阻止热量透过,起到了节约能源的效果.     

首届全国大学生物理实验竞赛试题解答与考试评析

首届全国大学生物理实验竞赛中的基础性试题为“测量霍尔片的电学性质和锑化铟片的磁阻特性”和“用双光栅Lau效应测量平板玻璃的折射率”两道题,综合性、研究性试题为“用两种方法研究光在不同浓度罗丹明6G溶液中的传播速度”和“研究氧化铟锡(Indium-Tin Oxide)ITO薄膜的电阻特性”两道题.本文介绍竞赛试题的实验内...     

CeO_2:Eu~(3+)反蛋白石的制备与性质研究

以自组装法制备的面心立方结构的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)蛋白石为模板,采用溶胶凝胶法制备二氧化铈(CeO2)掺杂铕离子(Eu3+)的反蛋白石结构光子晶体.利用XRD,SEM,UV-Vis等测量手段研究了光子禁带特性,样品在低温下的发光特性也被研究.结果表明CeO2:Eu3+反蛋白石的光子禁带是413nm,PMMA蛋白石的光子禁带是612nm,与理论计算结果十分吻合.且随着温度的降低,Eu3+离子所处晶体场的对称性下降.     

简易特雷门琴的制作

通过改进部分电路完善了特雷门琴的现代设计,其输出声音的音调和音量可通过演奏者的双手无接触控制.通过模块化设计和SPICE模拟后成功制作了低成本的特雷门琴装置,实现了电子乐器的功能.设计制作过程中多处应用了LC振荡电路,加深了学生对模拟电路原理的理解,并提高了学生动手解决实际问题的能力.     

等离子体发射光谱的诊断及N2振动温度的测量

本文自行设计圆柱形真空管以产生可达几帕的低压环境,并在65 Pa空气和14 Pa的空气-CO₂混合气体直流放电中观测了管轴线上各点的发射光谱,并区分出其中最强的谱带系为N₂的第一正带系和第二正带系,进而利用第二正带系的相对强度计算了两种环境下氮气分子的振动温度沿放电管轴线的分布情况.     

第2届全国大学生物理实验竞赛试题的解答与考试评析

第2届全国大学生物理实验竞赛中的基础性试题为"利用转动定律测量质量及切变模量"和"测量康铜丝的杨氏模量和泊松比"两道题,综合性、研究性试题为"磁光效应的研究"和"磁流体性质的研究"两道题.本文介绍竞赛试题的实验内容、实验原理及部分答案,并对参赛学生的实验考试结果进行评析.