脉冲激光沉积镀膜虚拟仿真实验的设计与教学实践

脉冲激光沉积镀膜实验是材料物理、材料化学等相关专业的重要实验项目,也是高阶大学物理实验教学中的重点和难点.然而该设备精密、价格昂贵、操作复杂,一般不适合大规模实践教学使用.本文设计了一套脉冲激光沉积镀膜虚拟仿真实验项目,完整模拟实验场景,具有直观、智能、界面友好等特点.通过线上线下、虚实结合的教学模式,有效地培养学生基本实验素养和创新思维能力,有利于推动高校实验教学改革.     

原子力显微镜在PLD法制备ZnO薄膜表征中的应用

利用脉冲激光沉积(PLD)法在氧压为16 Pa、衬底温度为400~700 ℃时,在单晶Si(100) 衬底上制备ZnO薄膜,并通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)谱和光致发光谱对制得的薄膜样品进行表面形貌、结构特性和发光性质研究。其中通过原子力显微镜对样品的二维、三维以及剖面线图进行了分析。结果表明衬底温度700 ℃时得到的薄膜样品表面较均匀致密,晶粒生长较充分,结晶质量较高,相对发光强度高。控制氧压为5.7 Pa,在衬底温度为600 ℃,沉积时间分别为10,20,45 min制备ZnO薄膜样品;利用原子力显微镜对样品进行表面形貌观察,得知只有沉积时间足够长才能使薄膜表面晶粒充分生长。     

虚拟仿真实验在大学物理实验教学中的应用研究

虚拟仿真实验是通过虚拟软件模拟现实实验,现已广泛应用于物理实验教学中.从学生学习、交流互动、实验仪器使用等方面分析了虚拟仿真技术在大学物理实验教学中应用的优缺点.从增加实验原理、提高学习兴趣、科学严谨和交互认知等方面探讨了如何提高大学物理虚拟仿真实验的教学效果和设计策略.最后通过例举长度的测量、三线摆、霍尔效应等3个实验分析了大学物理虚拟仿真实验的意义.     

原子力显微镜微探针与光束偏转法在纳米振动检测中的应用

本文探讨了表面弹性波传播的机制,提出了一种利用原子力显微镜微探针与光束偏转法检测纳米振动的新方法,并利用这种方法对表面波质点的纳米振动进行了实时检测.当LiNbO₃晶片被施以13MHz的超高频激振电压时,在原子力显微镜示波器监视端观察到了质点的纳米振动,幅值为6.7nm,频率和驱动电压的频率一致.     

虚拟仿真实验在实验中的应用

介绍了在实验中,恰当地应用EWB软件作虚拟仿真实验,对实验可起到有益的辅助、拓展和加深作用。     

"层次化"虚拟仿真实验在《大学物理实验》教学中的应用与实践

按照现行"基础-综合-设计-创新"分类分层次的大学物理实验教学体系,构建了与之相适的"层次化"虚拟仿真物理实验资源平台,并对应现有大学物理实验系列课程开展教学实施。在明确的课程要求及有效完善的综合评价体系下,通过引导学生有效利用虚拟仿真实验资源,促进"虚实结合"教学模式的开展,在辅助实体实验教学,拓展学生知识广度,培养学生创新能力等方面获得成效。     

激光全息微结构制作的虚拟仿真与实体实验融合的教学实践

利用多光束全息干涉法设计了全息微结构制作实验,综合运用U nity,3Ds M ax,C#等开发了虚拟仿真实验平台,并搭建了相应的实体实验平台.将上述实验纳入近代物理实验教学,在教学过程中按照课前、课中、课后3个阶段开展虚拟仿真和实体实验相结合的教学实践和教学方法探索,该虚实融合的实验教学方法对于同类实验课程教学具借鉴...     

虚拟实验平台建设与数值模拟方法在液晶综合实验中的应用及实践研究

为突破传统实验教学的局限性,将虚拟现实技术方法融入实体实验教学中,构建了“液晶器件制备及电光特性测试”虚拟仿真操作平台,介绍了虚拟实验操作步骤及方法;同时利用数值模拟方法对实验原理进行了分析和说明,并对实验内容进行了扩充和设计。教学实践表明,该实验设计有助于提升学生的实践操作技能,激发学生的学习兴趣和创新思维。     

重离子加速器中的原子核碰撞虚拟仿真实验的建设与应用

利用虚拟仿真技术,结合教学团队的科研成果,设计开发了重离子加速器中的原子核碰撞等一系列实验教学项目.这些实验项目能够在电脑上再现真实的实验场景,解除了实验场地、费用、防护等方面的限制,为培养学生的实验探究设计能力、开拓学生视野提供了重要支撑.结合虚拟仿真技术的特点,教师团队采用适应的教学方法进行授课,建立了完善的评价体系.经过3年的课程建设,该课程在学生培养、教师教学质量、推广应用方面取得了良好的效果.     

大学物理仿真实验在教学实践中的应用

从对大学物理仿真实验在我校现阶段应用的研究出发,对如何培养工科类院校本科生的基础知识储备和探索创新能力进行了探索和研究,从而总结出一种全新的信息化实验教学模式,为开拓视野、扩展知识和培养应用型人才的改革做出了一些尝试.     

让思维可见让创意有形——仿真物理实验在物理教学中的应用探索

运用仿真物理实验进行物理学科的辅助教学,能够解决实验器材、实验条件、时空限制等常规实验带来的诸多问题,使物理的思维过程形象化、具体化、可视化,同时也便于学生在课余时间进行探究性学习,提高学生的科学思维和物理建模能力,激发学生的探究热情和创新意识.