医用物理学在线课程的设计和建设

依托于正在建设中的同济大学物理在线课程这个平台,以及大学物理学微课程的建设机遇,我们也开展了医用物理学的在线课程建设。试图应用互联网和移动公共平台,结合学科自身的特点,给医学类学生搭建顺应"互联网+"时代带来的随时随地的学习体验,也给教师教学模式改革提供有效途径。本文将重点介绍医用物理学在线课程的建设和实施。     

基于OpenGL的耦合摆分析和设计

本文主要针对在真实环境下很多耦合摆装置不能使不同耦合单元间的参数保持相同、参数调节不方便等缺点,分析了3种典型的耦合摆运动的原理,并利用三维物理模型软件OpenGL模拟实现了3种典型的耦合摆运动.     

大学物理混合式协作学习中的交互行为研究

本研究基于大学物理混合式协作学习实践,采用内容分析法对混合式协作学习的交互内容进行分析,按照布鲁姆的学习目标分类法建立编码框架,确定交互内容的质量,并将交互质量和交互数量与学习者的学习成绩进行线性相关分析.研究发现:混合式协作学习中,线上交互数量与线下高质量的交互数量与学生的学习成效呈强相关关系,线下交互数量与学生学习成效呈弱相关关系.     

探究式教学模式对本科生科学推理能力培养的效果分析

本文分析了探究式教学模式对本科学生科学推理能力的影响。研究表明,经过探究式教学训练的本科生,其科学推理能力明显优于传统学习组的学生,其在控制变量推理、相关性推理、假设演绎推理能力等方面均表现突出。研究还发现,高年级本科学生的科学推理能力明显优于低年级学生,他们表现出了更加倾向于作出合理的假设、演绎推理能力更强的特点。由此可见,探究式学习对本科生科学推理能力的培养,具有显著的作用。     

基于非对称微波光子晶体的电磁二极管

通过引入具有类电磁诱导透明效应的超材料,非对称光子晶体谐振腔的透射特性得到了极大的优化,包括透射峰的品质因子和谐振腔模所对应的电磁场强度.品质因子的提高与非对称场强局域的增强有利于高性能电磁二极管的实现.我们在引入非线性材料的微带波导系统中验证了该方案.实验结果显示,此二极管在1.329 GHz的工作频率下可产生高达19.7 dB的透射对比度,同时输入功率强度仅为7 dBm.此外,我们提出的方案并没有大幅增加器件体积和剧烈降低信号透过率.这些特性的亚波长尺度实现将有益于集成光学回路的小型化.     

单色化X射线显微成像实验研究

围绕激光惯性约束聚变(ICF)内爆压缩阶段高空间分辨、高能谱分辨的诊断需求,提出了一种将KB显微镜和衍射晶体组合的大视场、单色化成像系统。在实验室条件下,利用Fe靶X射线光管,采用KB显微镜结合高定向热解石墨(HOPG)对网格进行背光成像,晶体选能后的成像结果表明,系统的视场能达到800μm,其中高分辨区域成像的分辨率为37μm。采用能谱探测器测试成像能谱,结果表明,系统的能量分辨率为28,验证了系统的单色性能。该系统兼顾了大视场、空间分辨和能量分辨,对内爆压缩阶段实验中热斑结构及混合效应的研究具有重要应用。     

磁单负材料板附近的原子的自发辐射场分布

本文研究了磁单负材料板附近的两能级原子通过自发辐射激发的表面模式及场强分布. 磁单负材料是有效介电常数大于零而磁导率小于零的人工微结构材料. 根据麦克斯韦方程及边界条件, 这种材料板只支持TE极化的表面模式. 本文分析了具有不同磁导率和厚度的磁单负材料板所支持的表面模的性质, 如模式数目和模式的对称性, 进而讨论了这些特性对原子自发辐射场的空间分布的影响. 结果表明原子与磁单负材料板的距离可影响辐射场中表面模的比重, 当表面模起主要贡献时, 在材料板左表面上原子辐射场呈定向发射的分布. 而材料板右表面的辐射场分布取决于表面模的对称性和比重, 如果同时存在对称和反对称的表面模, 右表面的场很弱甚至完全消失, 而如果只存在对称或反对称的表面模, 右表面会有与左表面等强度的辐射场分布. 这些性质与原子在金属表面的辐射场分布明显不同, 我们的结果对原子辐射场的空间控制以及实现简单结构的单光子源有积极意义.     

纵模对光子晶体中类狄拉克点传输特性的影响

本文通过数值仿真分析了无序正方晶格光子晶体中类狄拉克点的光子传输特性. 结构中的无序是通过随机移动氧化铝介质柱的位置来实现. 研究发现, 由于纵模被激发出来, 在类狄拉克点及其附近无序对结构透射率的影响是不同的. 在类狄拉克点, 由于纵模的干扰, 透射率随着无序的增加而减小, 与通带的行为类似. 在不受纵模干扰的类狄拉克点附近, 透射率几乎不受无序的影响, 这主要是由于结构可以等效为近零折射率材料, 等效的波长非常大. 本文的研究结果有助于人们进一步理解光学纵模和零折射率材料.     

一维扩展离子Hubbard模型的相图研究

应用密度矩阵重整化群方法, 研究了存在交错离子势Δ时一维半满扩展Hubbard模型的相图. 通过计算关联函数、结构因子、位置算符等方法, 描绘了从Mott绝缘体-键有序绝缘体-Band 绝缘体的特性并给出了精确的相边界. 研究发现: 中间的键有序绝缘体相在相图中占据了很小的一部分区域, 当存在离子势Δ的情况下, 这个区域将会有所增大; 而当相互作用足够强时, 这个中间相消失. 给出了离子Hubbard模型(最近邻电子-电子相互作用V=0)的相图.