第22届亚洲物理奥林匹克竞赛实验试题1的介绍与解答

第22届亚洲物理奥林匹克竞赛实验试题1为磁学黑盒子(Magnetic black box),试题利用智能手机中的磁力计测量磁感应强度随时间的变化,从而研究磁铁在无磁性空心管中的运动及空心管的材料.本文详细介绍了实验试题1的内容,并给出详细解答.     

第22届亚洲物理奥林匹克竞赛理论部分第2题试题与解答

第22届亚洲物理奥林匹克竞赛理论试题共三道,其中第二道题为相变的力学模型(A Mechanical Model for Phase Transitions)。该试题以朗道相变理论为背景,研究旋转的环上小球的运动,建立并分析相变的力学模型。本文介绍了该试题内容及解答,并对试题和选手作答情况进行了简要分析。     

基础实验题B:滤波电路的研究

介绍了第5届全国大学生物理实验竞赛基础实验题B的实验内容,给出了参考解答,并分析了竞赛结果.实验试题B为滤波电路的研究,包括4个小题:一阶RC滤波电路、二阶RC滤波电路、串联谐振选频电路和电学黑盒子.实验既有常规内容,同时也在常规实验的基础上进行了拓展.该试题比较全面地考察了考生的电学基础知识、实验操作能力和利用所掌握的知识解决实际问题的能力.     

荧光显微光谱成像系统及教学设计

本文介绍了一种自组荧光显微光谱成像系统。该系统性能稳定、功能多样,可以实现空间显微分辨和光谱探测功能的有机结合,具有白光照明成像、激光激发荧光成像、显微光谱成像、荧光光谱探测和应力调控等功能。实验结果表明,该系统的光学分辨率385nm,光谱分辨率小于1nm,可以完成量子点和单层二维材料的荧光光谱探测、白光照明成像和显微光谱成像等。依托该系统设计开展的实验内容充足、层次分明,可满足不同学生的学习需求,为目前国内荧光光谱相关的物理实验教学提供思路。     

太赫兹声子极化激元在LiNbO3微结构中的衍射和干涉动态过程的时间分辨成像

利用飞秒激光脉冲,在50μm厚的铌酸锂晶体薄片中产生了太赫兹声子极化激元波.使用飞秒加工技术在铌酸锂晶体薄片上刻制了针对太赫兹声子极化激元波的衍射和干涉微结构.利用已经构建的偏振门探测成像系统实时动态地记录了太赫兹声子极化激元波的时间和空间传播过程.对不同频率的声子极化激元波在不同尺寸狭缝的动态衍射和干涉的过程进行了时间分辨的二维成像探测和分析,直观地展示了其衍射和干涉的时空特性.     

钛酸钡钙晶体的生长及其光学性能研究

钛酸钡钙(BCT)晶体是一种新型的光折变材料,由于其优于钛酸钡的电光性能及无室温相变的优势,使其具有更大的应用前景.本文从大量的实验中总结出生长高质量BGT晶体的生长条件,用Czochralski法生长出φ18mm×15mm的BCT晶体.通过粉末X射线衍射测定其晶格常数,由红外、紫外-可见光透射谱确定其吸收边,并通过Raman光谱等一系列实验对晶体结构及其基本光学性能进行了研究.     

碳热还原温度对耐高温纤维增强碳化硅多孔材料组织结构的影响

本研究目的是开发一种耐高温纤维增强碳化硅多孔块状材料。以纤维增强间苯二酚-甲醛/氧化硅复合气凝胶为前驱体,经过1 300~1 500℃碳热还原制备了纤维增强碳化硅多孔材料。采用XRD、SEM、TEM、氮气吸附孔结构分析仪和压汞仪对纤维增强碳化硅多孔材料的物相组成、微观形貌和孔结构进行了表征,结果表明:纤维增强碳化硅多孔材料由β-Si C和莫来石纤维组成,随着碳热还原温度的升高,样品中的Si C纳米晶颗粒团聚成大块,最终在1 500℃生成Si C晶须,升高碳热还原温度会导致样品中大孔的增多和纳米孔的消失以及比表面积的降低。热分析结果表明纤维增强碳化硅多孔材料在空气中的耐温性高达1 300℃。纤维增强碳化硅多孔材料的密度为0.330~0.345 g·cm-3,孔隙率在89%以上,室温下热导率为0.06~0.07 W·m-1·K-1。     

氧化钇掺杂块状SiO_2气凝胶的制备与表征

以正硅酸四乙酯(TEOS)为前驱体,YCl3·6H2O为掺杂剂,采用溶胶-凝胶法并结合CO2超临界干燥工艺得到了块状Y2O3-SiO2气凝胶,其中Y2O3掺杂含量控制在5wt%~30wt%范围内。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、X射线荧光分析(XRF)等测试手段对样品进行表征。结果表明:经过氧化钇掺杂后得到的Y2O3-SiO2气凝胶,不仅维持了SiO2气凝胶原有的空间网络结构,而且具有更高的热稳定性,经过900℃热处理2 h后,10wt%Y2O3(0.447 g的YCl3·6H2O)掺杂的Y2O3-SiO2气凝胶仍然处于无定形态,平均孔径约为21.3 nm,比表面积高达643.8 m2·g-1。     

基础实验试题B:直流电路的研究

介绍了第7届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题B的实验内容,给出了参考解答,并分析了竞赛结果.基础实验试题B为直流电路的研究,试题包含电阻的测量、二极管的伏安特性曲线、直流单臂电桥、直流电源的输出特性和电学黑盒子等实验内容.试题在常规实验的基础上,进行了综合、扩展以及提升,比较全面地考查了考生的电学基础知识、实验操作水...     

基于知识图谱的物理学术竞赛发展分析

国际青年物理学家锦标赛及其本土化后形成的中国大学生物理学术竞赛、中国青年物理学家锦标赛和各地区高校的系列物理学术竞赛在基础物理教学中发挥着越来越重要的作用。本文基于CiteSpace可视化软件,分析了CNKI中文数据库、WOS数据库和Scoups数据库中以PT系列物理学术竞赛为主题的文献,运用计量分析方法和知识图谱技术展示了文献的年代分布、关键词共现图谱、时间线图、突现词图谱和研究机构共现图谱等信息,并结合当前赛事发展探究了知识图谱在追踪赛事发展、物理问题研究与案例分析、基础物理实验教学改革中的应用。