研究天体运动要理清的几个概念

近几年的高考试卷，几乎都出现过与万有引力有关的物理问题．分析其原因，万有引力有关的物理问题涉及的知识面比较宽，可以考查学生的相关的空间想象能力，建立物理模型的能力，物理知识的迁移能力，学科综合能力等等．本文谈谈运用好万有引力定律研究天体运动必须要理清的几个概念．     

利用 Arduino和LabVIEW探究电磁感应定律

法拉第电磁感应定律是高中物理教学的重点和难点.为了让学生更好地学习并掌握该部分内容,设计制作了一套实验装置,通过定量实验探究的方式进行教学.该套装置使用电机带动磁铁在线圈上方匀速转动来产生感应电动势,通过控制线圈匝数、线圈与转轴距离、线圈面积3个因素来改变感应电动势,以Arduino为下位机采集瞬时感应电动势,以LabVIEW为上位机将测量结果实时显示在计算机屏幕上.LabVIEW和Arduino可以功能互补,在高中物理实验教学中可以广泛应用.     

3 016.49 cm-1波数下变气压、温度的甲烷吸收系数计算研究

红外甲烷传感器根据朗伯-比尔定律对甲烷的浓度进行检测,而吸收系数是朗伯-比尔定律中的重要参数,其受温度和压强的影响变化较大,其变化会导致浓度测量的误差,因而研究不同温度、气压下甲烷吸收系数的变化规律对设计高精度的红外甲烷传感器有重要意义。文献报道中,一般采用获得测量甲烷浓度受环境影响的实验数据,再加以数学处理的方法,对测量误差进行补偿和修正。该工作以分子光谱分析理论为基础,以3 016.49 cm-1波数的甲烷为研究对象,利用HITRAN数据库的甲烷数据,设计了Python程序调用HAPI函数,拟合计算出甲烷吸收系数随温度、气压的变化规律,并通过傅里叶红外光谱对甲烷吸收系数的变化规律进行实验验证。结果表明,在3 016.49 cm-1处,水分子（湿度的影响）对于甲烷吸收系数的影响很小,可以忽略不计;温度和气压对吸收系数有一定的影响,当气压为1.0 atm,温度在-10～50 ℃范围内升高时,甲烷吸收系数减小,吸收系数与温度的关系呈线性关系;当温度为273.15 K时,气压在0.6～1.2 atm升高时,甲烷收系数增加,吸收系数与气压关系呈线性关系。最后拟合出的吸收系数与温度、气压的公式,k(T, p)=53.65(±3.24)-0.114 6(±0.010 7)T+21.07(±0.95)p。实验中甲烷标准气体的浓度分别为1.01%,2.00%,3.51%和5.06%,通入直径为2.5 cm,长度为8 cm的短光程石英气体池中,通过改变气体的气压及温度,从傅里叶红外光谱仪获得甲烷的吸光度,由于受实验仪器分辨率的影响,如直接通过吸光度反演甲烷浓度其误差较大,采用吸收系数与吸光度的比值来判断吸收系数拟合的正确性。结果表明,浓度为定值,气压与温度变化时,吸收系数与吸光度之比基本为定值,从而证明了计算拟合出的甲烷吸收系数随温度压强变化的正确性。     

马氏双链函数的强大数定律及其应用

本文研究了马氏随机环境中马氏双链函数的强大数定律.利用将双链函数进行分段研究的方法,获得了马氏环境中马氏双链函数强大数定律成立的一个充分条件.运用该定律,推导出马氏双链从一个状态到另一个状态转移概率的极限性质,进而推广了马氏双链的极限性质.     

静电力常量的来龙去脉

在学习库仑定律时,由于其内容与万有引力定律的高度相似性,我们自然而然地会想到从实验仪器、定律形式、成立条件、比例系数等各个方面作一比较.课本上说k是由实验测定的,那么到底是如何测定的?谁测定的?与卡文迪什有联系吗?本文对这些悬疑作一简单的梳理.1卡文迪什被历史掩埋的贡献1798年卡文迪什完成一个举世闻名的实验,用扭秤装置测出了引力常量G,从而使牛顿的万有引     

对法拉第电磁感应定律普遍性的思考

通过一道试题设计存在的缺陷,说明在麦克斯韦电磁理论中,电磁感应定律和磁感线是闭合曲线之间存在内在的逻辑关系.磁感线闭合是电磁感应定律普遍性的保证.     

动生电动势一题多解解析

对于高中和大学的学生,动生电动势都是非常重要的知识点,在教学中采取了一题多解的方法,使学 生更容易掌握知识点,提高思维能力.     

由谐振动动力学特征导出运动方程的一种简明方法

简谐振动极大地促进了近代数学和物理学融合发展, 理解简谐振动运动方程从动力学特征方程导出的 原理和过程, 对中学阶段将运动学、 动力学及微积分、 三角函数的融会贯通很有帮助. 但受基础知识所限, 高中生很 难理解通常的推导方法即二阶常系数齐次线性微分方程求解. 本文避开齐次线性微分方程理论, 给出了一种基于中 学微积分的推导方法, 即对简谐振动动力学特征方程进行变量替换、 微分降阶、 变量分离, 使其两端可积后导出运动 学方程. 该方法简明易懂并适用于位移的二阶导函数不明显含有时间变量的一般动力学特征方程求解, 能够满足和 激发高中阶段更高层次学习的求知欲, 有助于将数学和物理核心思想融会贯通     

定义电磁场矢量的思想实验

通过思想实验定义电通量密度和磁场强度两个电磁场矢量,认识其物理意义.由高斯定律和安培定律 并借助实验上的库仑定律和毕奥萨伐尔定律,找出电通量密度与电场强度以及磁场强度与磁感应强度之间所必 须满足的关系     

非齐次树上非齐次马氏链的若干强大数定律

通过构造适当的非负鞅,将Doob鞅收敛定理应用于几乎处处收敛的研究,给出了一类非齐次树上m重连续状态非齐次马氏链的若干强大数定律,推广了相关结果.