一种实验室重力储能装置的设计与研制

21世纪面临着能源危机的重大议题，国家和企业迫切需要升级能源结构，转变能源方式。重力储能方式是机械储能方式的重要类型，是将重力势能转变为电能，并将电能储存起来的清洁储能方式。在实验室中自制了一种小型重力储能装置，并优化传统装置的各部分结构，进行设备改良。与大型重力储能设备相比，具有降低实验成本、节约时间、方便多次测量的优点。此外由于此装置的可拆卸和便携的特点，还可以用于教学演示和科普展示。     

平衡电桥法测量金属丝弹性模量

金属丝在受到轴向拉力时,其长度与横截面积会发生微小的变化,其阻值也会发生相应的变化。利用惠斯登电桥测量出金属丝在拉伸时的阻值变化,设计了一种实验精度较高且操作简便的测量金属丝弹性模量的方法。     

A2 BNiX6型双钙钛矿分子光电性质的第一性原理研究

A2 BB′X6型双钙钛矿分子材料由于其结构稳定、性质优异、成本低廉等优点受到了人们的广泛关注,具有无毒、环境稳定性高等特点,同时也成为目前太阳能电池研究领域的热点.为了筛选优质的双钙钛矿分子,本文采用密度泛函理论设计了10种A2 BNiX6型双钙钛矿分子.研究了分子的结构稳定性、电子性质和光学性质,分析了不同位置的元素对其能带和光学性质的影响.研究结果表明,A2 BNiX6型双钙钛矿都是直接带隙,非常有利于可见光的吸收.尤其是X位置为F原子的A2 BNiF6的4种双钙钛矿带隙值为1.52～1.69 eV,非常适合作为光吸收材料.光学性质研究表明,A2 BNiF6双钙钛矿是一种透明材料,在透明发光材料方面具有广泛的应用前景.尽管相对于杂化泛函存在一定误差,但这些研究为双钙钛矿太阳能电池的吸光材料提供了理论支持.     

重力储能放能效率探究

为了顺应未来能源“低碳”、“绿色”发展趋势，搭建实验装置探究重力储、放能及影响其效率的相关因素。实验结果表明，重力储、放能效率在一定重物质量、供电电压大小下存在最佳峰值。实验装置结构简单，易于搭建，适合对重力储能放能展开研究。     

从PhET看国内高校物理虚拟仿真实验教学项目建设

PhET是国际知名的虚拟仿真实验项目,可以在线模拟物理等方面的实验。该项目基于广泛的教育研究,通过直观、类似游戏的环境吸引学生,激励学生通过探索和发现来学习。PhET项目是虚拟仿真实验成功的案例,对我国虚拟仿真实验项目建设有重要参考价值。分析了PhET项目在设计理念、技术手段、项目运营和使用效果等方面的特点,提出了国内高校现有物理虚拟仿真实验项目建设的努力方向。随着国家虚拟仿真实验教学项目共享平台(实验空间)的不断完善,各高校的物理虚拟仿真实验项目将会被弱化,只有发展特色的实验项目才能和实验空间相互补充、协同发展。     

用 Czochralski 方法生长KMgF3 晶体的研究

先把KF和MgF2 以1:1摩尔比混合后在Ar气体环境中650℃的恒温下烧结成KMgF3化合物.然后仍在Ar气体环境中用Czochralski方法生长了KMgF3:Cr2+、KMgF3:Eu2+、KMgF3:Sm2+ 等无色、透明的优质单晶体.并分析了能够成功地生长优质氟化物晶体的各个关键环节.     

KMgF3∶Sm2+∶Li+晶体的色心分析

利用提拉法多次生长了KMgF3∶Sm2+和KMgF3∶Sm2∶Li+晶体;在KMgF3∶Sm2晶体结构分析的基础上,通过测试和分析KMgF3∶Sm2+和KMgF3∶Sm2+∶Li+晶体的激发光谱、发射光谱以及衰减曲线,揭示了晶体的7 F0→5D0激发光谱中,680 ～ 682 nm范围内未被揭示的一个激发峰的产生机理.最后得出结论该激发峰是由Li+引起的HA色心,此结论通过355 nm紫外光照射对光谱的影响进一步得到了确认.     

剖析钢丝弹性模量测量中的影响因素

钢丝弹性模量测量导致产生测量误差的因素很多,其中有反射镜的摆放、反射镜后脚长度调整、反射镜望远镜和标尺高度的调整、钢丝长度的测量、钢架水平的调整等。详细分析了以上诸多因素对钢丝弹性模量测量产生误差的原因。     

基于Matlab的静电场可视化教学示例

通过静电场中几个典型问题的实例分析并引入Matlab进行可视化教学,加深了学生对所学内容的理解,取得了良好的教学效果。     

刚体转动惯量综合演示仪在教学上的应用

为了更加清楚地演示决定刚体转动惯量大小的因素,我们设计了刚体转动惯量综合演示仪。该装置不仅可以演示而且可以测量几种典型形状的刚体在斜面上纯滚动的快慢,进而还可以改变杆状刚体的转轴位置来观察刚体转动快慢的变化。通过实验验证了刚体在斜面上纯滚动的时间与转动惯量的关系及转轴位置对转动惯量的影响,有助于学生对转动惯量的理解与学习。