基于Analog Discovery 2的巨磁阻效应实验系统

将口袋式仪表Analog Discovery 2及其配套控制软件WaveForms引入巨磁阻效应实验,替代直流电源、信号发生器、示波器、数字信号控制器等传统仪表,完成信号的激发、采集以及处理.由Analog Discovery 2驱动螺线管、巨磁阻传感器、直流电机和步进电机等部件,可以实现巨磁阻传感器R-B基本特征曲线和高速转动转速的快速测量,还可以结合齿轮状铁磁体,实现低速转动的准确测量及微小角位移的定标和测量.各主要部件采用三维调整架固定,偏置永磁铁也配备了不同形状的导磁头,方便学生观察不同条件下的实验现象,完成更具有开放性和创新性的实验内容.     

近代物理实验系列化教学模式探索

近代物理实验对培养学生动手能力和创新能力具有重要作用。如何才能更好地发挥近代物理实验课的作用,是值得从事该课程教学的教师深入思考的问题。本文针对系列化实验内容的设计,以及教学内容、教学方法和预习及考核机制进行改革探讨。在近代物理实验的教学中实施系列化实验教学模式,收到了较好的教学效果。     

基于巨磁电阻的转速测量在实验教学中的应用

介绍了巨磁电阻梯度传感器工作原理,设计、制作了适用于实验教学的巨磁电阻转速测量实验装置,实现了通过单片机对步进电机转速的控制及对被测转盘转速的实时测量,给出了电机工作在不同转速状态下的测量结果,验证了同步电机转速与控制频率的变化关系。     

晶体电光调制实验装置与光路调整的改进

对晶体电光调制实验装置进行了改进,通过对光源和电光晶体的方向调整,并利用光路中的2个小孔光阑使入射光和晶体反射光实现准直,从而使入射光方向与晶体光轴方向平行.同时给出了具体的光路调整方法,使光路的调整变得简单准确易调,提高了测量准确性.     

弗兰克-赫兹实验的计算机模拟

编制了蒙特卡罗仿真程序,并介绍了其原理.该程序可理论再现弗兰克-赫兹实验中电子与氩原子的相互作用过程,定量评估各碰撞、各种运行参量对结果的影响.该模拟程序可以用来解决学生对实验产生的疑惑,也可以为改进实验方案提供理论指导.     

多层膜巨磁电阻特性及电流最佳测量

测量了不同方向外磁场和温度下多层膜巨磁电阻的磁阻特性,给出了巨磁电阻模拟传感器用于电流测量的最佳磁偏置.结果表明:外磁场强度相同但方向不同,对巨磁电阻的作用效果不同,巨磁电阻饱和时,阻值与外磁场方向无关.温度不同,巨磁电阻的阻值不同,磁电阻变化率也有改变.     

355 nm激光光电离甲醛飞行时间质谱的研究

利用脉宽为5 ns脉冲Nd: YAG 355 nm激光在功率密度为10¹¹–10¹² W/cm²条件下实现了甲醛含水团簇多光子电离, 并用飞行时间质谱对其电离产物和电离过程进行了研究. 实验中观测到了甲醛的质子化团簇系列 (CH₂O)_nH⁺(n=1–4), 甲醛的去质子化团簇系列(CH₂O)_nCHO⁺ (n=1–3), 以及两个起源于H₂CO去质子和质子化的含水团簇系列HCO⁺(H₂O)_n(n=1,3,5)和H₃CO⁺(H₂O)_n(n=1,3,5), 并对其中的一些团簇结构构型进行了猜测. 研究在不同的激光功率密度下甲醛团簇质谱峰的变换情况, 当激光密度达到9.3× 10¹¹ W/cm², 开始出现CH₂O和H₂O本体及其光致碎片的信号, 但对应的各质量峰没有明显地分辨开, 而是以包络的形式出现, 这是激光电离产生高能离子释放的一种表现, 提出认等离子体动力学鞘层加速机制(模型)来解释高能离子形成的物理机制. 关键词： 甲醛 团簇 飞行时间质谱 激光电离