受迫振动非线性特性的教学拓展

受迫振动在大学物理和大学物理实验中均是重点教学内容,为了使学生更加深入理解受迫振动的非线性特性,本文基于波耳共振仪所涉及的非线性因素和实验数据,对受迫振动方程进行非线性修正,利用数值分析探讨其非线性特性.通过引入硬弹簧型杜芬方程,探讨系统由周期性运动进入混沌状态的演化,将受迫振动中相对稳定的平衡点与奇异吸引子进行类比,...     

高速相机在弹簧振子实验中的应用

弹簧振子实验是高校中广泛采用的研究简谐振动规律的实验项目,本文将高速相机引入弹簧振子实验中,并在2013年对我校12级黄昆班的理科物理实验Ⅰ中进行了教学实践.从效果来看,学生通过高速相机的使用,对振子的运动形式进行了直观的实验观察,通过实验同学们对振子运动过程中的能量转化、空气阻尼对振子运动的影响、振子运动与单摆运动的耦合等实验现象进行了分析和讨论,切实加深了对简谐振动运动形式的理解.     

基于反溯教学法的物理实验课程思政建设的探索

物理实验具有天生的“思政”教育属性,可以帮助学生树立爱国情怀,为培养学生客观进取、实事求是的世界观和人生观奠定基础。为实现高质量人才培养的目标,我们提出了物理实验的反溯效教学法,将现代科学技术新发展引入物理实验课程内容,激发学生探索欲和创造欲的同时,深挖物理实验中的思政元素,以此打通前沿科技发展、基本物理原理与现象、课程价值引领之间的联系,探索了物理实验的知识传授、能力提高与价值塑造三位一体的育人模式。本文以霍尔效应实验为例,探索了基于反溯效教学法的思政元素融入物理实验课程的方法。     

Boron diffusion in bcc-Fe studied by first-principles calculations

The diffusion mechanism of boron in bcc-Fe has been studied by first-principles calculations. The diffusion coefficients of the interstitial mechanism, the B–monovacancy complex mechanism, and the B–divacancy complex mechanism have been calculated. The calculated diffusion coefficient of the interstitial mechanism is D_0= 1.05 ×10~(-7)exp(-0.75 e V/k T) m~2· s~(-1), while the diffusion coefficients of the B–monovacancy and the B–divacancy complex mechanisms are D_1= 1.22 × 10~(-6)f1exp(-2.27 e V/k T) m~2· s~(-1)and D_2≈ 8.36 × 10~(-6)exp(-4.81 e V/k T) m~2· s~(-1), respectively. The results indicate that the dominant diffusion mechanism in bcc-Fe is the interstitial mechanism through an octahedral interstitial site instead of the complex mechanism. The calculated diffusion coefficient is in accordance with the reported experiment results measured in Fe–3%Si–B alloy(bcc structure). Since the non-equilibrium segregation of boron is based on the diffusion of the complexes as suggested by the theory, our calculation reasonably explains why the non-equilibrium segregation of boron is not observed in bcc-Fe in experiments.     

将LED光谱测量引入大学物理实验

"新工科"的建设要求我们培养具有面向未来的跨领域、跨学科的综合创新型人才.在这样的背景下,在大学物理实验教学中引入高新技术相关实验内容就显得尤为重要了.本文从LED领域的相关发展、LED发光原理及其光谱特性等几方面入手,给出了光栅光谱仪在LED发光光谱实验中的几个实验相关内容.希望通过本文,给出适合于大学物理实验的LE...     

Water adsorption performance of UiO-66 modified by MgCl2 for heat transformation applications

UiO-66 is a potential material for adsorption heat transformation (AHT) with high specific surface area, and excellent thermal and chemical stability. However, the low water adsorption capacity of UiO-66 in the low relative pressure range ($0< P/P_0< 0.3$) limits its application in AHT. We prepare the UiO-66 modified by MgCl$_{2 }$ through using the solvothermal method and impregnation method, and study their water vapor adsorption performances and heat storage capacities. Attributed to the extremely high saturated water uptake and excellent hydrophilicity of MgCl$_{2}$, the water adsorption performance of UiO-66 is improved, although the introduction of MgCl$_{2}$ reduces its specific surface area and pore volume. The water adsorption capacity at $P/P_0=0.3$ and the saturated water adsorption capacity of the UiO-66 (with MgCl$_{2}$ content of 0.57 wt%) modified by the solvothermal method are 0.27 g/g and 0.57 g/g at 298 K, respectively, which are 68.8% and 32.6% higher than the counterparts of pure UiO-66, respectively. Comparing with pure UiO-66, the water adsorption capacity of the UiO-66 (with MgCl$_{2}$ content of 1.02 wt%) modified by the impregnation method is increased by 56.3% and 14.0% at the same pressure, respectively. During 20 water adsorption/desorption cycles, the above two materials show high heat storage densities ($\sim1293 $ J/g and 1378 J/g). Therein, the UiO-66 modified by the solvothermal method exhibits the excellent cyclic stability. These results suggest that the introduction of an appropriate amount of MgCl$_{2}$ makes UiO-66 more suitable for AHT applications.     

薄膜材料电容率的测量

利用阻抗分析仪测量了金属-介质薄膜-半导体结构的C-V特性曲线. 由积累区电容得到所制备HfO2薄膜的电容为1.24 nF,计算得其相对电容率为12.49.     

大学物理实验课反溯教学方法研究

为促进新形势下的“大学物理实验”课程体系改革,推动“高素质、创新型”人才培养朝新方向、高水平前进,北京科技大学“大学物理实验课反溯教学方法研究”课题组提出了物理实验课反溯教学方法,将现代科技的最新发展引入课程,对反溯教学方法进行了探索。课题组从实验现象出发,引导学生反溯基本物理学概念、原理和现象,并相应组织编排物理实验内容,激发学生的探索欲和创造欲,全面提升学生的学习兴趣和学习能力。课题组从实验室建设、新教材建设、新实验编排、本科生科技创新、实验课程与最新科研项目结合等多个角度出发,对“大学物理实验”课程体系进行了全面深化,促进学生变“要我学”为“我要学”,并取得了一系列教学成果。     

氧气在梯度磁场中流动及扩散行为研究

氧气是顺磁性气体，氮气是抗磁性气体，其在梯度磁场中具有不同的磁特性。氮气与氧气在受到梯度磁场影响时，其流动及扩散情况会呈现不同的行为特性。本文建立多通道层叠磁体阵列结构试验系统，并根据高纯氮气在多通道层叠磁体阵列结构气流通道中流动时气体中氧含量的变化，进行空气中氧气以及高纯氮气在具有梯度磁场作用时的流动及扩散情况的研究...     

新工科大学物理实验课程教学调研与改革实践

我们在2019年至2020年对北京信息科技大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学、江西理工大学、西安交通大学、浙江大学、浙江工业大学等(按拼音排序)高校开设的"新工科"专业展开调研.通过收集与分析培养方案及教学大纲调研这些高校"新工科"专业《大学物理实验》课程的开展情况,通过向"新工科"专业师生发放调研问卷调研"新工科"专...