物理與工程

2024年03期

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從庫珀對凝聚波函數(shù)推廣倫敦方程 摘要倫敦方程是基于實驗現(xiàn)象建立的關(guān)于超導(dǎo)體的唯像理論。在倫敦唯像理論之后，巴丁、庫珀和施里弗建立了關(guān)于超導(dǎo)現(xiàn)象的BCS微觀理論。BCS理論認(rèn)為，在臨界溫度以下，金屬中出現(xiàn)宏觀數(shù)目的由兩個電子構(gòu)成的準(zhǔn)粒子，這些被稱為庫珀對的準(zhǔn)粒子凝聚在同...
相對論宏觀系統(tǒng)中的熱力學(xué)平衡態(tài) 摘要本文在廣義相對論彎曲時空背景下，討論了相對論流體力學(xué)、動理學(xué)和隨機熱力學(xué)對于熱力學(xué)平衡態(tài)的定義以及它們之間的聯(lián)系和區(qū)別。特別地，一階相對論流體力學(xué)給出的平衡態(tài)定義有可能存在不穩(wěn)定性，而動理學(xué)給出的定義總是穩(wěn)定的。關(guān)鍵詞廣義相對論...
范德瓦爾斯氣體的狀態(tài)方程與多方過程 摘要范德瓦爾斯氣體模型是對理想氣體模型的一種修正，很多普通物理教材和文獻(xiàn)對范德瓦爾斯氣體的狀態(tài)方程進行了討論，但對過程方程很少討論，尤其是結(jié)合物理圖像的討論。本文結(jié)合數(shù)學(xué)表達(dá)式和相關(guān)物理圖像首先討論了范德瓦爾斯氣體的狀態(tài)方程，并代入實際...
狹義相對論時空觀的圖像解譯 摘要狹義相對論的時空觀之所以抽象且難以理解，一方面是因為狹義相對論所涉及的時空效應(yīng)，如同時性的相對性、長度收縮和時間延緩等，在實際中都很難被觀測到;另一方面是因為我們很難將這些時空效應(yīng)同時直觀形象地描述出來，并且給出不同參考系各自觀測到...
慣性力是真實的力嗎 摘要牛頓三定律是大家都熟悉的基礎(chǔ)的物理學(xué)定律，但是為什么一定是三個定律卻并不一定被理解。我們在該文中提供一種理解三定律完整性的有趣解釋。牛頓定律的一個基礎(chǔ)概念為力，但是與牛頓定律本身不同的是，力在非慣性系中和在慣性系中理解沒有什么差別。...
能斯特公式和零點熱 摘要本文應(yīng)用能斯特公式闡明當(dāng)溫度等于絕對零度時，熱力學(xué)系統(tǒng)進行的所有過程都是可逆等溫的，與可逆絕熱過程重合，不存在零點熱，解決了教科書和文獻(xiàn)中提出但沒有回答的問題。對于不滿足能斯特方程的熱力學(xué)系統(tǒng)，是否存在零點熱有待于進一步研究。關(guān)...
提升“地球物理場論”課程教學(xué)質(zhì)量的三個著力點 摘要 “地球物理場論”是地球物理類專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。筆者在近十年的教學(xué)實踐中，根據(jù)課程特點和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，分別從數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用、物理知識的教學(xué)以及與后續(xù)課程的銜接三個方面，對提升課程教學(xué)質(zhì)量進行深入細(xì)致的探索。筆者認(rèn)為數(shù)學(xué)知識...
基于OBE理念的大學(xué)物理實驗教學(xué)的改革與實踐 摘要針對我校大學(xué)物理實驗教學(xué)存在實驗項目偏少、預(yù)習(xí)效果不佳、實操時間不足、育人意識不強、“兩性一度”亟待加強等問題，我們采取了如下教學(xué)改革措施：踐行以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向的OBE教學(xué)理念，購置了大學(xué)物理虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，依托超星學(xué)習(xí)...
昆明理工大學(xué)開設(shè)物理學(xué)前沿講座的教學(xué)改革實踐 摘要新工科建設(shè)需要大量具有創(chuàng)新能力、科技視野的高素質(zhì)復(fù)合型人才。理工科院校作為人才培養(yǎng)的主要陣地，需要積極探索適合新時代人才培養(yǎng)的教學(xué)模式。以昆明理工大學(xué)為例，本文介紹了在大學(xué)物理教學(xué)中開設(shè)物理學(xué)前沿講座的教學(xué)改革實踐。通過建設(shè)具有鮮明...
大學(xué)物理課程教學(xué)模式五化建設(shè)創(chuàng)新實踐 摘要伴隨我國教育模式創(chuàng)新、教育信息化發(fā)展進入數(shù)字化建設(shè)新時期，高等教育中人才培養(yǎng)模式、教學(xué)育人模式、學(xué)科發(fā)展改革已經(jīng)迫在眉睫。針對大學(xué)物理課程教學(xué)在新工科人才培養(yǎng)中的重要作用，本文提出一種五維多元化建設(shè)的大學(xué)物理課程教學(xué)創(chuàng)新模式，加快實...
基于產(chǎn)教融合背景下的民辦高校大學(xué)物理課程教學(xué)改革初探 摘要為了落實黨中央、國務(wù)院關(guān)于教育綜合改革的決策部署，依據(jù)國務(wù)院辦公廳《關(guān)于深化產(chǎn)教融合的若干意見》精神，深化產(chǎn)教融合、校企合作，促進人才培養(yǎng)供給側(cè)和產(chǎn)業(yè)需求側(cè)結(jié)構(gòu)要素全方位融合，大學(xué)物理教學(xué)要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法手段和教學(xué)模式進行全方...
聚焦實戰(zhàn)化需求的大學(xué)物理資源庫建設(shè) 摘要本文聚焦實戰(zhàn)化需求建設(shè)大學(xué)物理軍事資源庫，為課程實現(xiàn)“面向戰(zhàn)場、面向部隊、面向未來”提供軍事素材。本文提出建設(shè)“章節(jié)對應(yīng)”的大學(xué)物理軍事資源庫，明確建設(shè)資源庫遵循的原則、組成元素及來源;以力學(xué)模塊為例通過表格介紹章節(jié)對應(yīng)的21個軍事...
軍校大學(xué)物理教學(xué)改革與學(xué)習(xí)自我效能感的提升 摘要本研究緊貼軍校大學(xué)物理課程的為戰(zhàn)性要求，以戰(zhàn)領(lǐng)教，更新和完善大學(xué)物理軍事應(yīng)用實例庫，引入大學(xué)物理演示實驗，構(gòu)建大學(xué)物理的實戰(zhàn)化教學(xué)內(nèi)容。課程以賽促教，將學(xué)科競賽理念與模式融入教學(xué)，形成大學(xué)物理軍事應(yīng)用實例教學(xué)模式，即軍事應(yīng)用實例實驗...
物理實驗教學(xué)緊貼軍事應(yīng)用的探究與實踐 摘要隨著新時代軍事教育方針在軍隊院校的全面落實，為培養(yǎng)“能打仗、打勝仗”的優(yōu)秀軍事人才，本文闡述了新形勢下在軍隊院校大學(xué)物理實驗教學(xué)中緊貼軍事應(yīng)用的必要性。在現(xiàn)有教學(xué)基礎(chǔ)上，基于實驗背景、實驗原理、實驗內(nèi)容和思想方法等方面，從力學(xué)、熱學(xué)...
受力分析提升包裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究 摘要為解決塑料食品包裝的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足問題，本文從力學(xué)角度探究包裝結(jié)構(gòu)與受壓力時包裝最大形變之間的關(guān)系，對拱形結(jié)構(gòu)進行受力分析，并使用ANSYS有限元分析系統(tǒng)探究施加相同壓力下不同高斯曲率與不同結(jié)構(gòu)的包裝的最大形變，設(shè)計出可將最大形變減...

基于量子壓縮的相干光計算系統(tǒng) 摘要相干光計算是一種基于量子光學(xué)的非馮諾依曼框架的專用計算方法，是有望在后摩爾時代突破計算性能與功耗瓶頸的熱門計算技術(shù)。相干光計算的核心思想是根據(jù)最小增益原理，通過從振蕩閾值以下逐漸增加簡并光學(xué)參量振蕩器中泵浦光的強度，使得振蕩器中最低...
超導(dǎo)量子計算門操作及其保真度測定的基本理論 摘要對于已有的超導(dǎo)量子比特器件，在進行系統(tǒng)標(biāo)定之后構(gòu)建相應(yīng)的高保真度門操作是實現(xiàn)量子計算的關(guān)鍵步驟。作為“物理前沿介紹———超導(dǎo)量子計算”系列的第五篇，本文系統(tǒng)討論通過微波脈沖構(gòu)建超導(dǎo)量子比特門操作的物理圖景以及基本方法，給出了一套單比...
基于二維耦合諧振子的量子熱機效率研究 摘要本文介紹了量子熱機與量子熱力學(xué)中的基本概念，研究了二維耦合諧振子這一具體的量子系統(tǒng)作為工質(zhì)時的量子熱機的相關(guān)性質(zhì)。筆者以經(jīng)典熱力學(xué)中的有關(guān)概念進行類比，運用量子熱力學(xué)相關(guān)研究，引入波戈留波夫（Bogoliubov）變換這一方法解決了...

數(shù)智技術(shù)打造大學(xué)物理課程數(shù)智技術(shù)打造大學(xué)物理課程 摘要由于師資和教學(xué)資源有限，目前多數(shù)高校大學(xué)物理基礎(chǔ)課教學(xué)仍是以大班教學(xué)為主，該模式下難以實現(xiàn)有效的全員深度互動，且大班教學(xué)模式下主觀題作業(yè)無法及時全批全改難以形成教學(xué)反饋閉環(huán)。針對上述問題，我們以人工智能和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用為突破口，基...

CD 光盤光柵衍射中的三類彩色線現(xiàn)象分析 摘要本文從干涉、干涉與衍射共同作用、反射角度分析光盤在白熾燈光掠入射情況下所產(chǎn)生的三類彩色線現(xiàn)象。以綠線的產(chǎn)生為例，本研究基于光盤構(gòu)造從不同入射方式出發(fā)，討論不同入射方式對CD光盤上的彩色線位置產(chǎn)生的影響，解釋三類彩色線產(chǎn)生原因，分析其...
普通高中物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀及有效途徑探索 摘要本文簡介普通高中物理實驗設(shè)置情況和對105所地（州、市）域或縣（市、區(qū)）域普通高中物理實驗教學(xué)調(diào)查的綜合狀況，分析普通高中物理實驗開設(shè)率低的成因，并給出提高普通高中物理實驗教學(xué)的實踐性有效途徑。關(guān)鍵詞普通高中;物理實驗;調(diào)查;實...
小球在粗糙圓軌道上的運動 摘要小球在粗糙圓軌道上既可以做純滾動，也可以做又滾又滑的運動，利用質(zhì)心運動定理和質(zhì)點系角動量定理得出：小球在圓軌道上的運動情況與動摩擦因數(shù)密切相關(guān)。小球在粗糙圓軌道上的運動與小滑塊在粗糙圓軌道上的運動存在明顯區(qū)別，小球的轉(zhuǎn)動不能忽略，不...

STEAM 教育理念下電場自動測繪儀的開發(fā) 摘要將靜電場教學(xué)實踐中遇到的問題，作為課外拓展課題研究是新工科人才培養(yǎng)的有效方式之一。本文基于STEAM 教育理念，采用項目式學(xué)習(xí)，以學(xué)生為主體，以跨學(xué)科融合和創(chuàng)新為導(dǎo)向，制定教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法。將物理理論和實驗創(chuàng)新有機融合，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)...
一種可用于大學(xué)物理實驗的開放式相變過程探究與相變潛熱測量實驗裝置的探索 摘要相變材料在我們生活中有著廣泛的應(yīng)用，學(xué)習(xí)和研究相變材料的熱學(xué)特性具有重要的實際意義。然而，目前市面上測量相變材料熱學(xué)特性的量熱裝置大都是在密封區(qū)間內(nèi)進行的，學(xué)生并不能觀察到完整的相變過程。同時，過于昂貴和復(fù)雜的儀器裝置使得該類熱學(xué)實...
基于火積理論對熱管傳熱效率最優(yōu)化問題的討論 摘要本文基于火積理論研究了熱管中的熱傳輸效率的優(yōu)化問題。本文首先對比了傳統(tǒng)熵理論和火積理論在分析傳熱效率方面的應(yīng)用，然后詳細(xì)介紹了火積理論，包括其物理意義和作為工程優(yōu)化函數(shù)的應(yīng)用。通過COMSOL仿真實驗，本文展示了火積理論在熱管設(shè)計優(yōu)...
一種確定太陽電池特征參數(shù)的實驗方法 摘要確定太陽電池的特征參數(shù)不僅是建立其電流電壓方程的基礎(chǔ)，也是理解太陽電池這一非線性器件的關(guān)鍵。本文提出了一種簡單的實驗方法，基于太陽電池在非標(biāo)準(zhǔn)測試條件與暗條件下的電流和電壓測量結(jié)果，通過修正得到了其在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的電流和電壓，根據(jù)...
三種測量三棱鏡折射率方法的討論 摘要折射率不僅與幾何光學(xué)有關(guān)，與波動光學(xué)也有密切聯(lián)系，對其的測量方法也多種多樣。為了研究不同方法對測量折射率精度的影響，本文利用分光計實驗儀器研究了三種不同實驗方法測量了三棱鏡的折射率，包括掠射法、最小偏向角法和布儒斯特角法，并對三種實...

非晶銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管制備工藝及性能研究 摘要本文介紹了利用射頻磁控濺射技術(shù)在氧化硅襯底上制備非晶氧化銦鎵鋅（a-IGZO）薄膜，對濺射的薄膜進行了不同條件下的特性分析，制備成a-IGZO 薄膜晶體管（a-IGZOTFT），并分別研究了濺射氣氛、有源層厚度和退火工藝對器件電學(xué)性...
簡析鋼鐵材料的磁學(xué)性質(zhì) 摘要鋼鐵制品在日常生活中隨處可見;鋼鐵材料具有磁性也是廣為人知的生活常識。實用的鋼鐵材料種類繁多，磁性的強弱也有顯著差別。本文旨在解析這個生活常識背后所涉及的物理知識?？傮w來看，鋼鐵材料主要是含有少量碳元素的鐵碳合金，此外還可能包含少量...

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