栅格法改进"研究平抛物体的运动"的实验

中学的物理实验，由于物质条件和学生的认识水平所限，往往追求简单和直观，而2003年版全日制普通高级中学物理(必修)第一册第147页的学生分组实验“研究平抛物体的运动”虽然较以前作了一些改动，但仍不很理想，操作不便就是它最大的弊端，笔者给出一种改进的方法，由于要用到栅格一样的部件，所以，姑且称它为栅格法．实验装置跟课本上的装置大体相同，只是木板换成了铁板，     

对一个简单实验的思考与改进

人教版新教材《物理·必修2》在探究平抛运动的规律一节中，为了得到平抛运动的轨迹，提供了如图1所示的参考案例，并作了如下解释．     

平抛运动实验装置的改进

许多老师和同学都对平抛运动实验装置进行过改进,不同程度地取得了一定的实验效果．下面给出一种改进方法,与其他改进相比,该改进简单易行,改进后的装置具有原理完善,操作简便,运动轨迹描绘准确的特点,极具推广价值．     

研究平抛运动实验方案的改进

目前数字化实验器材尚未普及,对于高中研究平抛运动实验,存在着各学校所用器材不统一,操作步骤繁琐,轨迹点定位效果不理想的缺点,基于这些原因,对教材中的方案二实验装置进行了改进.改进的装置由喷水装置、绘图板和直角坐标测量装置组成,改进后的装置具有操作简便,轨迹点坐标定位准确等特点.     

平抛运动演示仪的改进

现行高中物理课本上的平抛物体运动演示仪可视效果差，说服力不强，使得学生对理解平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体的合运动，较为困难，为后面的学习造成障碍．为了解决这个问题，我们制作了一台平抛运动演示仪，这台自制教具曾在地市里获奖。     

用注射器做的几个演示实验

用演示实验在给学生表明各种现象时,比口头叙述更直观、更清楚、更明确、更易于理解和记忆.但是由于目前许多乡镇中学仪器设备不足,使一些演示实验不能进行.由于注射器是一个既透明又透热的"气缸活塞"装置,用来演示各种现象便于观察;内部空腔的体积、压强、温度便于调节;可吸气也可排气.     

2003年高考力学实验题评卷备忘录

2003年笔者参加了广西高考的物理评卷工作，具体参与评审第二大题的物理实验题，现以第12题为例，分析答卷中存在的问题，摘录一些典型题解，供同学们参考。     

学生对用水瓶做平抛实验的研究

人教社《 物理·必修2》 教材第五章第3节“ 实验: 研究平抛运动” 中, 介绍了用饮料瓶研究平抛运动的参 考案例. 课下两位学生讨论了插入进气管的指导原则     

平抛运动实验的新做法

新编高中物理课本(试验修订本·必修)第86页的"平抛运动"演示实验是一个传统的基本实验.对于这个实验,过去一直是采取"做样子,讲结论"的办法,很难达到实验目的.笔者利用实验室现成的数字计时器成功地演示了这一实验,现介绍于下.     

Simulation and Experiments on the Capillary Force between a Circular Disk and a Parallel Substrate

The capillary force of a liquid bridge with a pinned contact line between a small disk and a parallel plate is investigated by simulation and experiments. The numerical minimization simulation method is utilized to calculate the capillary force. The results show excellent agreement with the Young-Laplace equation method. An experimental setup is built to measure the capillary force. The experimental results indicate that the simulation results agree well with the measured forces at large separation distances, while some deviation may occur due to the transition from the advancing contact angle to the receding one at small distances. It is also found that the measured rupture distance is slightly larger than the simulation value due to the effect of the viscous interaction inside the liquid bridge.     

原子力显微镜的研究型教学实验设计探讨

介绍了原子力显微镜的基本工作原理及其应用,阐述了在大学物理实验课程中开设原子力显微镜有关实验的必要性和重要意义,结合在教学和科研方面的经验,指出了在大学物理实验课中开设原子力显微镜有关实验的设计。最后,以分析半导体薄膜的形貌特性为例,探讨了原子力显微镜在大学物理实验课中的具体应用。     

如何提高学生分组实验的效果

物理实验在物理教学中的重要作用已日益引起广大物理教师的重视．借助物理实验不仅能使学生生动地感知物理现象，加深对物理概念的认识，更重要的是能使学生理解和掌握运用实验手段，处理物理问题的基本程序和技能，培养严谨细致的科学态度和实事求是、坚     

非结构多边形网格滑移线开穴算法

基于非结构任意多边形网格管理体系及束缚滑移技术,针对多介质多次加卸载大变形问题的模拟,发展滑移线开穴算法,并利用金属碰撞分离模型进行验证.给出滑移线上的点和网格的开闭穴状态判别方法及网格开闭情况下滑移线上点的速度计算方法.该滑移计算技术将传统结构网格的开穴算法推广到拉氏非结构多边形网格中,保留拉氏滑移算法无缝连接和较好模拟物质界面的优点,实现了模拟实际问题中物质界面开闭功能.在金属碰撞分离模型中采用多种网格、不同界面形状和多介质等条件进行测试,证明了算法的正确性.     

The Kac Equation with a Thermostatted Force Field

We consider the Kac equation with a thermostatted force field and prove the existence of a global in time solution that converges weakly to a stationary state. As there is no an obvious candidate for the entropy functional, in this case, the convergence result is obtained via Fourier transform techniques.     

重视实验思想方法教学 意在创新思维能力培养

高职院校物理实验教学要改变＂重技能、轻方法＂的教学理念,重视实验思想方法教学,才能凸显物理实验教学的重要性,并提出＂更新理念、改变考核、结合专业、循序渐进、培育创新＂的实验教学改革思路。     

Experiments with a neutron bottle

Ultracold neutron containment in closed vessels with pyrolytic graphite and copper walls was investigated at the FRM swimming-pool reactor. In the neutron energy range where containment is due to total reflection at any angle of incidence on the wall the measured mean containment times for various velocity intervals show a strong decrease for neutron velocities close to the upper limiting value ～ 5.8 m/s for total reflection at normal incidence. Measurements with higher velocities in the range 10<v<50m/s at temperatures from 87 to 295 K show that the diffuse reflectivity of electro-graphite is large for neutron velocities up to ≈ 30 m/s. This is explained by strong elastic scattering due to the inhomogeneous microstructure of graphite. Values up to 0.96 were obtained for the albedo at 87 K.     

利用综合评估加权法提高160光电经纬仪跟踪性能

分析了卫星发射场光学测量系统跟踪方式和存在的问题及各跟踪方式的优缺点,并运用系统工程决策论中加权评估方法,充分发挥各跟踪方式的优势,实时进行互补和印证,提出了利用系统工程理论的加权评估法实现160光电经纬仪的自动跟踪,减小了跟踪误差和跟踪稳定性,而且可以实现定点跟踪,提高激光回波率.     

光谱分析方法测试GMLM微间距的实验和方法推广

基于MEMS的光栅平动式光调制器(GMLM)依靠结构中可动光栅和下反射镜之间的微间距的变化来实现光的调制作用,被应用于显示领域。可动光栅和下反射镜之间的微间距是一个关键的参数,传统的测试方法如台阶仪等要破坏结构,WYKO白光干涉仪测量成本高,所以要寻求一种测试成本较低、测量精度较高的测试方法。文章采用非接触的波长扫描式光谱分析方法进行了GMLM可动光栅和下反射镜之间的微间距测试实验研究。实验表明：实验结果和理论分析吻合,验证了理论模型的正确性;对比WYKO白光干涉仪测试,该方法的相对测试误差小于1%;具有很好的重复性。对该光谱分析方法进行了推广,从理论上推导了该方法可以实现准动态测量GMLM器件吸合电压、共振频率以及其他基于衍射/干涉的MEMS器件的微小间距测试等。     

退火法制备石墨烯-银纳米粒子及其增强拉曼实验

针对目前SERS基底上金属颗粒制备过程中存在的分布不均匀、易氧化和稳定性差等缺点,通过热蒸镀和高温退火获得分布均匀的SERS基底;同时结合石墨烯优良的光学性能、化学惰性、荧光猝灭以及本身的SERS增强等优点,制备了稳定的石墨烯-银纳米颗粒（GE/AgNPs）复合结构SERS基底。通过GE/AgNPs复合结构的拉曼光谱稳定性试验证明了石墨烯在GE/AgNPs结构中起到隔绝银纳米颗粒与空气直接接触及催化氧化银脱氧的作用,有利于SERS基底的时间稳定性。(1) 石墨烯、Ag纳米颗粒及其复合结构的制备。首先采用热蒸镀和高温退火的方法使Ag纳米颗粒均匀地沉积在SiO₂/Si基底上,再采用化学气相沉积法在Cu箔上制备少层石墨烯,并用湿法转移法将石墨烯转移到目标基底上,并实验研究了以不同的退火顺序对GE/AgNPs基底造成的影响。(2) 石墨烯、Ag纳米颗粒及其复合基底的表征。分别采用光学显微镜、扫描电子显微镜和拉曼光谱进行表征,得到转移后的纯石墨烯较完整地覆盖在SiO₂/Si基底上面,表面比较平整,但在少数地方仍然存在褶皱和杂质;SEM表征结果表明对于不同制备流程的GE/AgNPs复合结构上的Ag纳米颗粒基本呈球形。基本符合Ostwald熟化理论,通过对退火温度和时间的控制能获得平均粒径在40~60 nm的银颗粒,且分布较均匀。此外,在不同退火顺序中,石墨烯的加入对银纳米颗粒的扩散形成扩散势垒,从而出现较大的不规则的颗粒。(3) 基底稳定性试验和仿真分析。通过基底本身的Raman mapping测试,分析了石墨烯拉曼特征峰峰值和半高宽的变化,得知基底对石墨烯本身的拉曼增强效果主要来源于银纳米颗粒间的电磁场增强。同时采用浓度为10-6 mol·L-1的罗丹明6G (R6G)水溶液作为探针分子,对转移了石墨烯的GE/AgNPs复合基底和未转移石墨烯的Ag纳米颗粒基底进行了SERS稳定性实验。结果表明GE/AgNPs复合基底在1~33 d内衰减较缓慢,30 d后仍能探测到拉曼信号约为原来信号的35.1%~40.6%;而纯Ag基底上随着Ag纳米颗粒在空气中迅速氧化,基底的SERS性能显著下降,在30 d后只有原来信号的5.9%~11.3%。此外,通过实验得到覆盖了石墨烯之后的增强因子约为6.05×105。最后采用时域有限差分算法（FDTD）计算了复合结构的电磁场分布和理论增强因子,其理论增强因子可以达到5.7×105。实验和仿真结果的差异,主要是源于石墨烯的化学增强作用。