大學物理

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《大學物理》 關注(): 期刊周期：月刊; 期刊級別：省級; 國內統一刊號：11-1910/O4; 國際標準刊號：1000-0712; 主辦單位：中國物理學會; 主管單位：中國科學技術協會; 上一本期雜志：《中國冶金教育》核心期刊教育論文發表; 下一本期雜志：《全球教育展望》教育類論文發表

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　　《大學物理》期刊簡介：

　　大學物理雜志是中國物理學會主辦的、以高校物理教學研究為主要內容的學術性刊物，刊登與高校物理各學科教學有關的學術研究論文、教學研究成果及進展報導，實驗物理技術與實驗方法、計算物理、基礎物理教學現代化等內容的研討文章，以及物理學前沿綜述、專論等。本刊為中國科技論文統計源雜志及我國物理類核心雜志。1992年9月獲“中國科協第一屆優秀雜志二等獎”;1992年12月獲由北京市新聞出版局和北京科技雜志編輯學會頒發的“編輯部質量獎、雜志效益獎、辦刊條件獎”;2000年12月獲“《CAJ---CD規范》執行優秀獎”。

　　《大學物理》論文發表目錄：

　　用連續模型處理離散振動系統的條件——從多節棍的擺動談起………于鳳軍

　　兩質點的相對論彈性碰撞…………………………………………………蘇國珍

　　電磁輻射場多極展開的直接方法………………崔元順劉洪香李建華陳貴賓

　　對稱圓弧柱板電容器的電容…………………………………………陳鋼林焰清

　　求解二維靜電場邊值問題的一種方法……………………………………王福謙

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　　大學物理最新期刊目錄

精密測量引入光學與光電子實驗教學的探索————作者：鄭繼輝;薛琛鵬;孫曉蕓;丁松峰;張祖興;

摘要：光學與光電子實驗課是對物理光學和光電子課程中經典理論的實踐，旨在讓學生了解光電子學中相關器件原理及應用場景.為深入探索相關科研成果的教育意義，將科研和教學結合起來，相互促進，本文將調頻激光測量技術引入實驗課程中，在原有定頻電光調制實驗的基礎上，設計實驗，深入研究電光調制器和激光干涉現象，通過觀察光電探測器信號，向學生直觀演示精密測量過程，并根據原理求解被測目標的距離信息

生物技術專業大學物理教學實踐探索————作者：陳高遠;陳永強;吳幸智;葛麗娟;李雅娟;馬春蘭;

摘要：本文聚焦于生物技術專業大學物理教學實踐，首先剖析了筆者團隊在教學中發現的幾個主要問題，包括教學內容與學生專業背景脫節、教學方式單一且靈活性不足以及考核評價體系不完善等. 并提出了一系列改進措施，包括緊密結合學生的專業背景、采用多元化教學手段、改進考核方式、強化教學評估與反饋機制以及引入AI技術輔助大學物理教學．以生物技術專業學生為對象，通過兩個學年對比的結果發現，這些措施有效地提升了學生的學習熱情...

對于王淦昌《關于探測中微子的一個建議》的解讀及戴維斯的Be⁷電子軌道俘獲實驗介紹————作者：溫舒瑩;寧長春;孫錚;馮有亮;

摘要：對于王淦昌1942年1月發表在物理學評論上《關于探測中微子的一個建議》一文，在大學物理知識的層面上，對其中涉及到的歷史背景、物理概念和物理原理進行了詳細解釋.進而介紹了1942年到1952年十年間，利用王淦昌的建議即K俘獲法進行中微子探測的5個重要實驗.重點梳理了1952年戴維斯的實驗成功的技術原因

STEM教育理念下跨學科實踐項目的探索——重力小車的設計與制作————作者：趙宗宏;費紅陽;張藝凡;潘孟美;呂棟棟;

摘要：STEM是融合科學、技術、工程和數學等多學科知識的教育理念，強調跨學科學習，注重培養學生的創新思維和實踐能力。物理是一門以實驗為基礎的學科，適合用來實踐STEM教育理念。嘗試在STEM教育理念的指導下，將科學、技術、數學和工程思想融入到重力小車的設計與制作中，對重力小車進行改進，在小車中加裝了小型發電機，不僅能夠演示重力勢能轉換為動能，還能夠演示重力勢能轉換為電能.通過跨學科實踐項目的探索，有助于...

天體運動軌道方程及公轉速度————作者：王堯程;孟軍霞;

摘要：目前，計算天體公轉軌道及公轉速度的過程涉及到許多高級數學概念和物理原理，對于青少年理解難度較大.為方便對天體運動的深入理解，本文利用更易理解的圓錐曲線及其性質展開對天體運動軌道方程及公轉速度的討論與計算，得出簡潔的公轉速度公式，且相較于非純理論的計算方法，不僅對計算過程的描述更為精確，而且歸納了所有速度區間下的運動情況，體現了數學在物理學中的重要性，希望能激發青少年對于物理學的熱愛

地方本科院校大學物理課程思政的探索與實踐————作者：丁禮磊;

摘要：大學物理作為理工科專業的公共基礎課程，蘊含著豐富的天然思政元素，具備天然的育人功能．文章以地方本科院校大學物理課程思政為研究對象，以課程思政反哺專業知識教學為目標，通過梳理目前大學物理課程思政的研究和實踐現狀，從課程思政目標建立、思政元素挖掘與融入、教學方法選擇以及結果產出等方面設計大學物理課程思政建設的總體框架，并對如何將思政元素有機的融入教學內容中進行了具體設計．經過幾年的課程思政改革探索和實...

茶壺效應演示實驗————作者：郭禹辰;劉冰;王金銘;張楠;

摘要：用容器倒水時，水流會順著容器外壁流下，造成這種現象的原理稱為“茶壺效應”.該現象貼近生活且有較為直觀的物理內涵，物理學家對“茶壺效應”的成因進行了深入研究并完成了很多工業設計，但相關原理尚未融入現有教學體系，形成實驗教學內容.“茶壺效應”實驗是為該原理開發的實驗和相關教具.該實驗操作簡單，演示效果直觀，豐富了物理實驗的教學資源

基于超導線圈的磁粒子成像磁場構建仿真研究————作者：范霖;田育珅;

摘要：磁粒子成像是一種近年來提出的新型檢測技術，其通過高梯度磁場對超順磁性氧化鐵納米顆粒進行濃度空間分布示蹤實現醫學成像．由于目前尚缺乏超導線圈在磁粒子成像中應用的探討，本文通過虛擬仿真的方法，證明了用高溫超導MgB₂線圈構建磁粒子成像系統中梯度磁場的可行性，與傳統銅線圈相比，MgB₂線圈可將設備體積和重量顯著減小，同時提供了更精細的掃描區域和更高的磁梯度

對虹霓視角理論的實驗檢驗————作者：王奕翔;

摘要：本文基于幾何光學和柯西色散公式，對虹霓這一大氣光學現象形成原因進行了完整的探究，對虹的最大視角和霓的最小視角做出了說明.同時設計了一套可以再現虹霓現象的裝置，并給出了一種基于平行原理間接測量虹霓各色光視角的方案.實驗中通過改變NaCl溶液濃度測得虹與霓的紅光視角，將其與理論值在圖像上比對后發現二者較好地吻合，說明虹霓現象出射光強確實集中分布于最大視角處，同時也說明柯西色散公式適用于計算NaCl溶液...

基于知識圖譜的《大學物理》AI課程建設與實踐————作者：張紅光;李永濤;楊志紅;陳偉;畢嵐;董慧媛;王允輝;單俊豪;

摘要：當前，人工智能（AI）正深刻變革教育．我�！洞髮W物理》團隊在智慧樹平臺創新推出知識圖譜驅動的AI課程，構建“師/生/機”互動新教學模式．本文概述師-機-生協同教學體系的設計理念、AI課程的建設、實施、成效及反思情況．從實踐效果看，基于知識圖譜的學習者畫像及自適應學習為學生提供個性化的學習能夠有效提高自主學習性和學習成績，為理工科基礎課AI課程建設提供了經驗參考

任務導向型大學物理教學模式研究——以太原理工大學為例————作者：劉一凡;劉紅利;

摘要：現行的大學物理教學，面臨課程挑戰性不足、個性化教學缺失、思政融合度低等問題．本文創新提出“任務導向型BOPPPS教學模式”，以物理任務為核心，優化“導入、前測、課中、參與學習、后測和總結”六大環節，構建“一中心、兩平臺、三融合”的學習共同體，整合教材與前沿案例、線上線下資源及思政教育，實現優質學習的目標．通過在太原理工大學物理教學中踐行該模式，顯著提升了學生解決實際問題的能力和學習興趣

任意角度兩平板電容器的電容研究————作者：于海鵬;陳紫軒;劉超飛;

摘要：在普通電磁學教材中，對于平行板電容器的研究很少考慮非理想情況下的電容．本文將利用微元法和高斯定理對平板電容器的電容進行推導，并且對平板電容器的電容進行調節研究．我們系統考慮了通過改變平行板電容器極板之間的距離、極板面積、極板錯位距離，以及改變非平板電容器的極板夾角、極板面積、上極板與原點距離，得到不同情況下電容的變化規律，對初學者深入了解平板電容器的電容特性有一定的借鑒作用

基于混沌激光的高速物理隨機數生成光電子實驗教學設計————作者：薛琛鵬;鄭繼輝;谷平;丁松峰;許吉;

摘要：將成熟的科研成果引入實驗教學可以有效保持實驗教學的先進性和可持續發展，已經成為了實踐教學改革的熱點之一.本文通過將高速物理隨機數生成的前沿科研成果成引入光電子實驗，利用光反饋擾動半導體激光器使其工作在混沌態，以輸出具有高不確定性和高復雜度的寬帶混沌激光信號，并將其作為高速物理隨機數的物理熵源。該實驗涉及的課程面廣，軟硬件結合，可以充分鍛煉學生的實驗技能，培育學生的創新意識和科學精神

用Stirling公式嚴格證明玻爾茲曼對熱二律的微觀解釋————作者：李元昌;劉玉龍;劉鵬;呂勇軍;李軍剛;

摘要：本文利用Stirling公式的精確形式嚴格求解了N個氣體分子在一長方形容器中左、右兩半分布的熱力學概率問題，定量驗證了玻爾茲曼對熱力學第二定律微觀本質的統計解釋.結果顯示占微觀態總數95%的態分布在平衡態附近■的區間，即，相對漲落與N呈■的標度關系.本文討論了常用的Stirling近似引發的困惑和謬誤

耦合球面擺的數值分析————作者：張鋒俞;劉芬;呂英波;張鵬;關成波;

摘要：球面擺是在重力作用下繞懸點做定點轉動的單擺，其質心被約束在球面上運動.本文首先討論了單個球面擺運動方程的數值模擬及其擺動周期與初始條件的關系；然后對耦合球面擺系統進行了數值求解，討論了彈簧勁度系數對耦合擺能量傳遞的影響，通過傅里葉變換給出各組分能量的頻譜分布，利用軌跡圖和龐加萊截面闡明了大擺角非線性運動中的混沌現象

鏡面在三維空間旋轉時反射光線角度變化的一般式————作者：楊潤雨;張韻;

摘要：鏡面在入射面內旋轉時，其反射光線的角度變化是鏡面轉動角度的兩倍；當鏡面存在面外旋轉時，其反射光線的角度變化難以定量描述.本文結合光線反射定律與解析幾何相關知識，研究了當鏡面在三維空間內自由旋轉時，其反射光線的角度變化規律，并得出了與入射角、入射面內旋轉角、面外旋轉角相關的一般表達式.結果表明，當不存在入射面內旋轉時，反射光線的角度變化隨面外旋轉角度變化的變化速度是最快的；當入射面內旋轉角度增大時，...

基于共同弦線定位的牛頓環實驗————作者：吳纖塵;陳為易;翁嘉文;楊初平;

摘要：在牛頓環實驗中，圓紋直徑是有關測量的基礎數據.為了提高測量的準確性，本文從理論上分析了引起系統誤差的原因：一是直徑沒有經過圓紋圓心(引入不同的弦心距),二是直徑(實際上是弦)的兩個端點偏離光強極值位置.于是提出一種可以完全消除牛頓環測量系統誤差新方法(共同弦線法):以弦心距相等的各個圓紋的弦長代替直徑，結合光強極值定位弦的兩個端點.基于這種方法，對于牛頓環實驗，提出兩種測量新安排：對于使用讀數顯微...

《大學物理》期刊“書苑擷珍”專題征稿啟事

摘要：<正>尊敬的讀者與學界同仁：春風拂檻，萬物競發。當新綠爬上枝頭，正是思想萌芽的時節。為搭建科學與公眾的橋梁，推廣優秀物理讀物，激發大眾對物理學的興趣與思考，《大學物理》期刊特推出全新欄目“書苑擷珍”，現面向出版機構、著作編者及學界同仁誠征稿件。讓我們以文字為舟，載科學星火，順春潮而下，點亮更多求索的眼睛

球對稱黑洞偶宇稱微擾的二-三次偏微分方程————作者：劉惠發;石茂松;曾定方;

摘要：借助Zerilli變量，球對稱黑洞微擾的線性化Einstein場方程在偶宇稱模式下可以約化成一個簡單的二階波動方程即主方程的形式，求解該方程即可得到描述擾動衰減的準正規頻率.但當我們試圖從Zerilli變量重構微擾度規時，需要對其做一次額外的時間積分和大量微分操作從而構成高階微擾研究的計算負擔；同時將高階微擾約化為帶有源項的Zerilli方程時，由于源項是低階微擾度規分量的二次函數，額外的微積分操...

水平地面上邊滑邊滾小球所受滑動摩擦力的做功機制分析————作者：邵云;

摘要：文章較細致地分析了地面對小球底部的各個微觀滑動摩擦力在無窮小時間內所做的總功，從而獲得宏觀滑動摩擦力作用點的元位移表達式，并指出該作用點在做功時是一個虛設的概念；通過積分得到小球的實際滑動距離，從而計算出所有滑動摩擦力所做的總功；指出小球滑動的距離加上小球滾動的距離就等于小球質心的位移，同時指出小球的滑動與滾動是同時而非交替進行的；證明了從形式上看，滑動摩擦力在小球質心的整個位移上做負功導致了小球...

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