现代物理教学和多媒体技术

物理教学中,怎样把物理概念、规律传授给学生,并通过生动、活泼的课内外教学使学生领略物理世界的奇景异致,激起学习物理学的兴趣,是物理教师反复思考的问题．以往的教学手段主要是老师通过演示实验、模型,配合简单的作图进行讲授．近年来随着计算机技术的飞速发展,教师利用多媒体信息显示的多样性、过程的交互性、信息的存储性、网络化、智能化等进行教学,取得更佳的教学效果．     

多重表征——建构主义物理教学的新思路

编者按:本文引用了心理学界长期使用的"结构良好领域的知识和结构不良领域的知识"的知识分类观点,实际上就科学知识而言,心理学的那种分类和解释并不很恰当,可以"通过复制与同化而获取"的知识,不能说是结构良好的,只能说是简单的确定的,"概念比较复杂,理解一个概念要涉及灵活性和变化性"的知识是多元的,开放的知识,不应该冠以"不良结构"的帽子,这一点也许正是心理学与自然科学,中、西方文化存在的差异的反映;但是我们认为对上述概念作科学的理解后,本文关于物理教学所讨论的问题仍然是有价值的.     

由58Fe 和209Bi 熔合后的相关衰变过程得到的109号元素的证据

本文报导了合成109号元素的实验。用能量为4.95,5.05和5.15MeV/u 的~(58)Fe 束轰击~(209)Bi 靶,研究了全熔合产物衰变模式的特性。总辐照剂量为7×10~(17)粒子。所用的实验方法是:用静电场速度过滤器在飞行过程中分离向前方向成峰的反应产物,经过飞行时间装置后注入到位置灵敏固态探测器中,测量其动能,估算出质量、入射的时间和位置。以所有的出射粒子的能量和时间来记录很有限的反应产物发生级联α粒子和(或)自发裂变的继发衰变。在5.15 MeV/u 时的一个特别的衰变过程是:在5ms 和22ms 先分别发射两个α粒子,最后,在13s 后发生自发裂变。第一个α粒子的动能为11.10±0.04MeV。对各种可能的解释进行了详细的分析,例如纯属偶然的信号相关,转移反应产物的衰变和从能量上看允许的余核蒸发等。最后表明质量数为266的109号元素的同位素、即全熔合后的单中子蒸发道、从统计的观点看是最好的指定。本文同时也讨论了合成新元素的前景。     

9-cell TESLA超导加速腔研制中Dumb-Bells的测量与调整

为了保证9-cell超导加速腔在场的平滑度、TM010的频率以及加速器的总长度达到TESLA国际标准,必须确保每个Dumb-Bell在以上各方面达到标准要求.由于冲压、机加工以及电子束焊接等过程会引起形变,因此,必须在完成iris和加强筋的电子束焊接之后对Dumb-Bells进行微波和机械测量,并根据测量的结果对其腔形和长度等作必要的调整.北京大学已经建立了一套完整的测量和调整Dumb-Bells的装置,本文深入研究了Dumb-Bells的测量与调整的方法.     

家用空调风冷冷凝器的数值分析

对单排管的家用空调风冷冷凝器进行了CFD的数值模拟,并搭建了冷凝器的实验系统对3D模型的CFD模拟进行验证.比较结果表明;两者存在一个小偏差(<9%),但是两者的趋势完全一致.CFD计算可以得到一些实验无法得到的内部流动信息,有助于我们更好地理解冷凝器的机理.本文在实验的范围以外进行了"数值实验",冷凝器的其它结构不变,翅片的间距存在一个最优值,同样管间距也存在一个最优值,为设计新的冷凝器提供了合理、可靠的方向.     

光存储技术的原理、应用和发展方向

造纸术的发明使人们可以方便的记录信息,同时也使我国数千年的历史和众多优秀的传统文化得到了较为完整的保存.随着社会的不断进步、科技的高速发展,尤其是计算机和网络技术日新月异的发展,各种信息以不可阻挡的力量涌入人们的生活,人们几乎每天都要处理和存储大量的信息,用纸张来记录信息已远不能满足人们的需求,这就需要一种更为有效的信息存储技术来存储信息,而光存储技术是信存储技术中最有效的方法.本文对光存储技术的原理、应用和发展前景做一简要介绍.     

PAMELA合作组的测量数据挑战宇宙射线理论

欧洲PAMELA合作组的科学家声称,PAMELA合作组所获得的测量数据对宇宙射线在宇宙中如何加速的理论提出了挑战.根据他们的说法,通过宇宙的质子和氦核的能谱不仅彼此不同,而且不符合宇宙射线理论中用于描述这些粒子的能谱(通量与能量之间的关系)的简单幂律.这种不一致可能意味着物理学家不得不寻找对宇宙射线加速的新的解释.     

降低了对称程度的狭义相对论

作为爱因斯坦狭义相对论基础的两个假设是:相对性原理和光速不变原理.相对性原理说的是不论对于一个固定不动的观测者,还是对于一个匀速运动的观测者,各种物理现象的规律应该是相同的 光速不变原理认为不论光源如何运动,光速总是恒定的.欲使这两个假设成立,时-空必须具有一定的对称性.将以上这些合并考虑便形成了与旋转及速度之变化有关的所谓Lorentz对称群(以下简称"L对称"):如果在你进行一项物理实验时,实验室上下倒置了或开始以不同的速度移动,但由于L对称,自然界的基本规律是不会改变的.     

高能粒子辐照二氧化硅玻璃E''色心形成机理研究

考虑高能粒子辐照二氧化硅玻璃形成E'色心的情况.建立了E'色心形成的动力学模型,得到了E'色心浓度与辐照剂量的关系式.结果表明,在高能粒子辐照情况下,E'色心的形成包括两个过程,即色心的创造过程和色心的激活过程.色心的创造过程主要由二氧化硅网格中疲劳键的断裂形成或网格中氧移位形成,E'色心浓度随剂量的变化呈线性增长.色心的激活过程主要由二氧化硅玻璃中固有点缺陷形成,E'色心浓度随剂量的变化呈饱和趋势.理论结果和实验结果符合很好,说明建立的模型是有效的.     

欢迎作者将被他刊拒绝的佳作再投本刊

在物理学的科技成就中,激光可算是仅次于核能的1项重大发明创造。第1台激光器是1960年由美国物理学家梅曼(见本刊《邮票上的科学家——佼佼者之路》一书中之M4)发明的。然而《物理评论快报》却拒绝刊登梅曼的论文,理由是:这是微波激射物理方面的文章,对快速出版物不再有价值。这真是令人啼笑皆非!     

8 mm二次谐波回旋速调管非线性分析

 对8 mm二次谐波回旋速调管中的注-波互作用,进行了PIC模拟计算,得到了高频结构尺寸、电子注参数、聚焦磁场等参数对输出功率、效率和增益的影响规律。在磁场系数0.511 8,电子注电压70 kV,电子注电流约16 A,输入功率约80 W时,得到约430 kW的输出功率,电子转化效率38%,超过37 dB的增益,3 dB带宽超过210 MHz。     

兰索拉唑中有机溶剂残留量的测定

文章建立了采用直接进样毛细管气相色谱法测定兰索拉唑中甲醇、乙醇、乙酸乙酯残留量的方法.色谱柱为HP-FFAP石英毛细管柱,采用程序升温,载气为氮气,检测器为FID,以二氧六环为溶剂.在上述色谱条件下,甲醇的线性范围为6-54mg/L,乙醇和乙酸乙酯的线性范围为10-90mg/L;平均加样回收率分别为99.36、101.26%和101.57%.本方法简便、专属性强、准确度高,可用于测定原料药中甲醇、乙醇、乙酸乙酯的残留量.     

线性渐变滤光片光谱分光特性及检测方法研究

线性渐变滤光片(LVF)被广泛应用于各种小型快速分光测试设备中。分光特性进行研究,给出了其分光特性的高斯函数表达式,分析了各个参数与线性渐变滤光片中心透过率、谱线宽度和线性渐变系数等特性的关系。将光谱成像仪标定的单色仪法引入线性渐变滤光片的分光特性检测中,讨论了检测系统的敏感性,并给出了相应的误差容限公式。分析表明单色仪出射狭缝相对光轴平移量,以及滤光片倾斜角度对检测精度影响最大,实际测量中可通过光路和系统机构的调整达到精度要求。构建检测系统完成了对成品线性渐变滤光片分光特性的检测,结果表明对中心透过率的测量均方根误差小于0.05%,验证了方法的精确性,普适性,检测结果可为线性渐变滤光片相关系统的设计和标定提供参数指导。     

糕点中丙酸盐检测方法的研究

将糕点样品酸化使丙酸盐转化为丙酸,用乙酸乙酯进行萃取,萃取液用配有氢火焰离子化检测器的气相色谱进行检测。该方法可准确测定食品中的丙酸盐且有很好的线性关系,相关系数为0.9993,检出限为0.02g/kg,加标回收率在89.5%—93.6%之间。     

某型相控阵雷达信号处理系统故障诊断系统设计与应用

针对某型相控阵雷达信号处理分系统故障部位难以定位,严重影响雷达工作能力这一难题,本文通过对故障现象进行分类,建立相应的故障匹配文件库,采用精确单模式串匹配算法,设计开发了一套故障诊断软件。该软件实现了故障部位准确定位功能,为快速、及时排除故障提供了技术支持,并在实际应用中验证了其正确性。     

大尺寸纳米晶磁环的动态磁性能测量

 在感应型速调管调制器中使用了纳米晶磁性材料制作大尺寸磁环,使用伏安向量法对材料试样的磁性能进行测量,得到频率为20.03 kHz和50 kHz时的动态磁化曲线、磁导率、磁场损耗等参数。使用脉冲法对成型的大尺寸磁环动态磁性能进行测量,励磁方式和工作中完全一致,在测量脉冲脉宽3.5~4.0 μs,重复频率50 Hz,初次线圈均为1匝,外径220 mm,内径80 mm,高60 mm,截面积4 200 mm²时,得到磁环实际能够达到的伏秒数为0.007 V·s,此时所需的偏磁电流大小为8 A。     

铁蛋白脱铁机制的建立及脱铁前后光谱变化的研究

建立了一套可以实现铁蛋白脱铁的机制并对脱铁前后铁蛋白的光谱进行了分析。应用连二亚硫酸钠(Sodium Hyposulfite)为还原剂与铁蛋白发生还原反应,促使铁蛋白矿化铁的还原释放,此过程中使用2,2-联吡啶(2,2-Dipyridyl)实时监测脱铁状况。通过ICP-MS检测显示,脱铁铁蛋白制备成功。紫外分析结果表明铁蛋白在脱铁之前没有吸收峰,而在脱铁后在280 nm处具有明显的吸收峰。荧光分析结果表明,铁蛋白脱铁前没有荧光发射光谱,而在脱铁后则具有荧光发射光谱。     

镧和铈对两种细菌生长的影响及胞内DNA的荧光光谱分析

为了研究镧,铈对细菌生长及核酸的影响,用光电比浊法测定了镧,铈和钙调蛋白抑制剂(氯丙嗪)存在时两种细菌的生长曲线,并用荧光光谱法研究了镧,铈对小牛胸腺DNA和细菌胞内DNA结构的影响。结果显示适当浓度(200 mg·L-1)稀土元素可以促进细菌的生长和繁殖,比对照提前进入对数期,扫描电镜观察也显示镧,铈可以促进枯草芽孢杆菌个体的生长,菌体体积比对照更大,但促进繁殖的作用会被氯丙嗪抑制,表明镧,铈促进细菌生长的机理可能与钙调蛋白的功能有关;荧光光谱分析显示镧,铈会使小牛胸腺DNA荧光增强,镧、铈浓度分别为5和10 mg·L-1时荧光增强作用最大;但镧使细菌胞内DNA荧光猝灭,铈使其荧光增强,结论认为镧,铈对核酸的影响远比想象的要复杂。     

BCP对红色有机电致磷光器件效率的影响

使用R-4B作为磷光掺杂剂,CBP为主体,制作以BCP调节载流子复合的红色磷光器件,器件结构ITO/MoO₃(30)/NPB(40)/TCTA(10)/CBP:R-4B(6%)(15)/BCP(x)/CBP:R-4B(6%)(15)/BCP(10)/Alq₃(40)/LiF/Al, 其中x为BCP的厚度,对五种不同厚度的器件和一个对MoO₃优化好且不加BCP的对比器件,来研究它们的发光性能和效率。实验表明：对于面积为1.18 cm2的器件,BCP为4 nm, MoO₃在30 nm时,它的性能达到了最佳,启亮电压为4 V,最大效率为18.9 cd·A-1,其对应的EL主峰位于612 nm, 色坐标为(0.643,0.353), 得到了稳定高效的红色磷光OLED器件。     

语音控制的四旋翼飞行器设计与实现

基于语音识别技术,设计了一套语音远程控制四旋翼飞行器的系统。使用LD3320语音处理芯片和STM32微处理器实现语音识别功能,采用NRF24L01将识别结果传输到飞行器。选用STM32作为四旋翼飞行器的主控芯片,采用六轴运动组件MPU6050、三轴数字罗盘HMC5583L等传感器对飞行器的姿态进行实时测量,再利用数字滤波器对姿态信息进行处理,然后采用四元数进行姿态解算,最后运用双闭环PID控制算法实现姿态控制的要求。测试结果表明,通过语音可以控制四旋翼的正常飞行及姿态变化,系统稳定可靠。