“光的折射”实验改进技巧

中学物理实验,有的实验好说难做,有的实验由于学校实验器材的限制无法改为学生实验,有的实验演示效果不好,没有足够的可观度,有的实验复杂不易成功.所以,在进行教学时,就变学生探究实验为教师演示实验,或者直接借助多媒体进行模拟实验.使物理实验失去了真实感,学生对实验的理解缺少一定的感性认识,学生不能亲自参与实验,而用课件模拟实验又没有真实感,大大地影响了学生学习物理的积极性,为此笔者在"光的折射"教学设计中尝试改进了一些教具和实验方法,解决了实验教     

自由落体实验的改进

针对教材中自由落体实验操作的不稳定性,改进了实验,增强了实验操作的稳定性,提高了实验的精确度,减少了实验次数,节省了时间,提高了课堂效率.     

温度传感器在固体比热容实验中的运用

基于固体比热容实验的传统实验,利用温度传感器对实验进行了改进,对混合温度进行了全程监控,取得了较好的实验效果并降低实验技术难度,清晰地观察到热力学现象,运用软件对数据图像进行线性拟合处理,提高了实验的准确性.     

高精度气液相平衡实验系统的建立和实验测定

本文搭建了循环法气液相平衡实验系统,介绍了该实验系统的组成,设计了循环法实验系统的实验流程.本实验系统的温度、压力和摩尔组分浓度的测量不确定度分别为5 mK,600 Pa和0.001.使用该实验系统测定了R125和R290纯净物饱和蒸气压,并进一步开展了R125+R290体系的气液相平衡实验研究,给出了该体系在3个温度下的等温气液相平衡实验数据,采用状态方程法相平衡模型对实验数据进行了关联分析,并与文献值进行了比较,结果表明本文实验数据具有较高精度,也说明了实验系统的可靠性.     

对浮力实验和阿基米德实验的改进

通过学生自主实验,提出了相对简易的探究浮力方向的实验方法,同时对阿基米德实验进行了改进。改进后的阿基米德实验降低了实验偏差,实验效果直观、明显。本文还对教材的编排提出了建议和意见。     

拉脱法测量纯水表面张力系数实验的研究

从实验和理论上对拉脱法测量表面张力系数的实验进行了研究.用微力传感器代替约利弹簧,并在此基础上改进了实验仪器.研究分析了使用约利弹簧和传感器测量表面张力系数实验的实验原理,指出了它们的区别,并给出了利用传感器测量表面张力系数实验的理论计算公式.改进后的实验降低了拉脱法测量表面张力系数实验的技术难度,提高了测量表面张力系数的精确度.     

发挥各自特点，促进传统实验与数字实验的融合

在高中物理实验教学中,传统实验与数字实验各有特点和优势,本文从实际教学入手,从数据记录的精确度、实验现象的可视化、实验数据的处理以及传统实验与数字实验的优化融合4个方面进行了分析,给出了促进传统实验与数字实验融合,使得实验效度最大化的教学策略．     

演示记忆合金弹簧的形状记忆效应的实验设计

设计了测试记忆合金弹簧的形状记忆效应的物理实验.描述了实验装置的设计和结构,给出了实验内容的设计和实验方法,包括观察测试记忆合金弹簧的温度-形变记忆效应实验和电流-形变记忆效应实验.根据测量数据,描绘了用该仪器得到的温度-形变曲线和电流-形变曲线.该实验可作为设计性实验在大学物理实验课中开出.     

基于C#的仿真示波器设计与实现

开发了仿真示波器和仿真实验程序,使示波器使用更加简单方便,激发了学生学习热情,提高了实验教学质量.通过采用仿真实验这一先进的教学手段,学生更快掌握实验仪器使用,更好理解实验内容,同时方便了实验维护和升级,节省了实验经费.     

物理实验仪器深度开发的试验与探讨

重点讨论实验室中现有物理实验仪器的深度开发,围绕相关的实验内容、实验材料、实验演示传播方式等方面展开探讨和深度开发,利用此方式拓展了物理实验内容,加深巩固了物理实验原理的理解,实现了实验仪器的最大程度利用和更大使用价值的发挥,提高了实验仪器的利用率,在节约能源上起到很好的示范作用。     

基于Matlab分析负荷对多联机IPLV的影响

多联机有其特殊的优点,但是不同部分负荷的组合对IPLV的影响仍需进一步研究。文中建立IPLV与部分负荷的相关公式,运用MATLAB软件分析不同卸载级负荷与IPLV的关系,从而确定不同部分负荷的最优组合。     

Point defects on graphene on metals

Understanding the coupling of graphene with its local environment is critical to be able to integrate it in tomorrow's electronic devices. Here we show how the presence of a metallic substrate affects the properties of an atomically tailored graphene layer. We have deliberately introduced single carbon vacancies on a graphene monolayer grown on a Pt(111) surface and investigated its impact in the electronic, structural, and magnetic properties of the graphene layer. Our low temperature scanning tunneling microscopy studies, complemented by density functional theory, show the existence of a broad electronic resonance above the Fermi energy associated with the vacancies. Vacancy sites become reactive leading to an increase of the coupling between the graphene layer and the metal substrate at these points; this gives rise to a rapid decay of the localized state and the quenching of the magnetic moment associated with carbon vacancies in freestanding graphene layers.     

Remarks on KdV-type flows on star-shaped curves

We study the relation between the centro-affine geometry of star-shaped planar curves and the projective geometry of parametrized maps into RP¹. We show that projectivization induces a map between differential invariants and a bi-Poisson map between Hamiltonian structures. We also show that a Hamiltonian evolution equation for closed star-shaped planar curves, discovered by Pinkall, has the Schwarzian KdV equation as its projectivization. (For both flows, the curvature evolves by the KdV equation.) Using algebro-geometric methods and the relation of group-based moving frames to AKNS-type representations, we construct examples of closed solutions of Pinkall’s flow associated with periodic finite-gap KdV potentials.     

五边形石墨烯负载Pt单原子稳定性能的应变调控

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Pt原子在五边形石墨烯(PG)上的吸附与动力学行为.研究结果表明,单个Pt原子在PG上虽然具有较大的吸附能及较高的扩散势垒,却不能够在衬底形成均匀分散的单原子.这是因为,随Pt原子数增加,Pt_n(n=1, 2, 3)在PG上的平均结合能也逐渐增加,更倾向于形成团簇,该发现有效否定了之前的报道称Pt能在PG上形成稳定的单原子催化剂这一结论(Phys. Chem. Chem. Phys. 21, 12201 (2019)).基于此,我们考虑对PG施加双轴应变,随着拉伸应力增加,Pt金属原子间的平均结合能逐渐降低,当拉伸应变施加至12%左右时,单个Pt在衬底上的结合能与Pt₂在衬底上的平均结合能相等,从而实现PG上均匀分散的Pt单原子催化剂.该结果对五边形石墨烯基材料应变调控实现单原子催化剂提供理论借鉴.     

基于高光谱成像的纸质文物“狐斑”检测方法研究

受保存条件影响,很多纸质文物表面会形成狐斑（foxing）,如果不能进行有效监测和科学判断,会进而影响纸质文物安全。纸质文物狐斑病害检测存在滞后性、主观性等问题,对于书画藏品被墨色、颜料及印章等覆盖的区域更是难以通过肉眼进行识别,因此,基于文物的预防性保护理念,亟待开发对于狐斑高效、精确识别的无损检测技术。可见光-近红外高光谱图像结合了光谱和图像,包含丰富的空间信息与光谱信息,可以实现无损批量地平面采集样本光谱信息。该研究提出一种基于高光谱成像技术检测纸质文物狐斑的快速识别方法,获取模拟纸质文物在360～970 nm的高光谱图像,因360～450 nm受噪声影响过大,所以选择剔除这部分光谱数据;选取感兴趣区域并获取相应的平均光谱反射率,比较健康区域与被狐斑感染区域,发现两者的光谱曲线存在差异;在450～600 nm附近,受狐斑影响区域比健康区域的光谱反射率偏高,并在600 nm附近出现波峰形态;而在600～900 nm范围内,被感染区域与健康区域的光谱都趋于平稳,两者之间差异逐渐减小。选取从特征波长对应的图像中提取的特征信息建立图像识别模型,运用波段运算观察狐斑图像特征,狐斑的大小和分布情况都能清晰地显示,但与印章和墨迹重叠部分,狐斑被印章和墨迹遮盖,难以识别;利用最小噪声分离,虽然不同部分有重叠,但能发现仅凭肉眼难以识别的隐藏的狐斑;180条高光谱数据（450～970 nm）建立狐斑判别模型,随机地分为120条数据为训练集,60条数据为测试集,应用K-近邻法与BP神经网络建立纸质文物狐斑光谱判别模型,总体上两种方法对狐斑判别率分别达到73.3%和85%;BP神经网络相较于K-近邻模型,总体判别率更高,识别效果也更好。结果表明,利用高光谱成像可高效准确识别纸质文物狐斑,为后续研究狐斑分布发展提供可靠的技术手段,也为博物馆馆藏文物的保存提供指导意见。     

Strangeness production on the nucleon and on nuclei

The coupled-channel Giessen Model is used to investigate meson production on the nucleon simultaneously in reactions with hadrons and the photon. The essential aspects of the model are discussed. Results for strangeness producing KΛ reactions on the proton and eta photoproduction on the proton and the neutron, respectively, are presented. A resonance model is used to explore the production of hypernuclei in proton and photon induced reactions.     

基于多处理器的视频跟踪系统研究

传统视频跟踪系统的目标检测环节常采用手动指定或使用单处理器运算来确定跟踪目标,这种方法耗费人力且检测速度慢。针对此问题提出了一种改进的图像分割方法,该方法采用多处理器系统构架,并行处理分割区域,增加了检测目标的速度,并且在后续目标跟踪环节中,各处理器根据任务划分,协同处理跟踪任务。实验结果表明基于多处理器系统构架的视频跟踪系统能够实现快速自动检测与跟踪目标,系统加速比为2．066,处理器效率为51．65％。     

双漏斗肥皂膜实验的研究

研究双漏斗肥皂膜实验中肥皂膜的形状、特性以及它随两漏斗距离的变化过程.从理论上导出并经实验验证一个重要结论:两漏斗口的最大距离等于其半径的1.325倍,然而这一点常常被忽视.     

基于MEMS陀螺仪的随机误差分析

为了提高MEMS陀螺仪测量精度,减少随机误差的影响,对产生随机误差的噪声源及其随机误差模型进行了分析。通过分析MEMS陀螺仪自身结构的缺陷并且对其输出数据进行了相应的滤波处理与平稳性检验,确立了合适的误差模型并利用Kalman滤波进行误差补偿,验证了模型的有效性。同时运用Allan方差法对MEMS陀螺仪噪声项进行了分析,确定了影响MEMS陀螺仪测量性能的主要因素以及比较了滤波前后的各项噪声源系数,检验了滤波效果且实验结果证明误差模型显著提高了MEMS陀螺仪的测量精度。     

Comment on Keizer's critique on extended irreversible thermodynamics

Keizer's critique on extended irreversible thermodynamics is responded and qualified so as to remove misleading points of his statements. It is particularly pointed out that contrary to his assertion, fluctuating irreversible thermodynamics may be regarded as being included in extended irreversible thermodynamics as a special case, since it is derivable from the latter when the relaxation times of fluxes are comparatively shorter than the hydrodynamic relaxation time and the initial conditions for the evolution equations are random.Work supported by the grants from the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada.