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期刊信息/Journal information
物理与工程
物理与工程

李师群

双月刊

1009-7104

PhysAEng@tup.tsinghua.edu.cn

010-62789753

100084

北京市海淀区清华大学学研楼A座清华大学出版社

物理与工程/Journal Physics and EngineeringCSTPCD
正式出版
收录年代

    普通高中物理实验教学现状及有效途径探索

    周化海黄绍书
    131-139页
    查看更多>>摘要：本文简介普通高中物理实验设置情况和对 105 所地(州、市)域或县(市、区)域普通高中物理实验教学调查的综合状况,分析普通高中物理实验开设率低的成因,并给出提高普通高中物理实验教学的实践性有效途径.

    普通高中物理实验调查实验认识实验开设率

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    小球在粗糙圆轨道上的运动

    王良翼程永坤徐若宸覃兴城...
    140-144页
    查看更多>>摘要：小球在粗糙圆轨道上既可以做纯滚动,也可以做又滚又滑的运动,利用质心运动定理和质点系角动量定理得出:小球在圆轨道上的运动情况与动摩擦因数密切相关.小球在粗糙圆轨道上的运动与小滑块在粗糙圆轨道上的运动存在明显区别,小球的转动不能忽略,不能处理成质点模型.中学阶段命制物体在圆轨道上运动的题目时,为回避转动的影响,建议将物体选为小滑块.

    小球圆轨道刚体

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    STEAM教育理念下电场自动测绘仪的开发

    陈华张丁文果超逸吴中元...
    145-150页
    查看更多>>摘要：将静电场教学实践中遇到的问题,作为课外拓展课题研究是新工科人才培养的有效方式之一.本文基于STEAM教育理念,采用项目式学习,以学生为主体,以跨学科融合和创新为导向,制定教学目标和教学方法.将物理理论和实验创新有机融合,引导学生结合单片机技术和Matlab 程序,设计出新型可视化电场自动测绘仪.该仪器操作简便高效,测量精度高,还能直观展示电场的动态变化.而学以致用的过程,提高了学生的创新能力和知识综合运用能力,也为高校的教学改革提供了新思路.

    STEAM教育理念项目式学习电场自动测绘仪

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    一种可用于大学物理实验的开放式相变过程探究与相变潜热测量实验装置的探索

    袁明月张师平吴平
    151-156,163页
    查看更多>>摘要：相变材料在我们生活中有着广泛的应用,学习和研究相变材料的热学特性具有重要的实际意义.然而,目前市面上测量相变材料热学特性的量热装置大都是在密封区间内进行的,学生并不能观察到完整的相变过程.同时,过于昂贵和复杂的仪器装置使得该类热学实验在教学实验中少有涉及.本文通过理论推导得到了相变材料的相变潜热和温差变化曲线与基线所围成的峰面积的关系式,并搭建了一种简易的开放式量热装置.该装置用珀尔贴板作为热源,利用半导体氧化锌铝薄膜的热电效应测量温度,通过数据采集卡和LABVIEW程序完整地记录相变过程的温度变化.本文实验以金属镓作为样品,标定得到参数hT=0.52(J/(K·S))以及 0.206～0.692g间 10 组不同质量的金属镓的相变潜热.该装置结构简单、操作便捷,可为研究相变材料的热学特性及大学物理实验等提供技术参考.

    热电效应LABVIEW相变潜热

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    基于火积理论对热管传热效率最优化问题的讨论

    秦兴宇喻有理赵鼎熙李修齐...
    157-163页
    查看更多>>摘要：本文基于火积理论研究了热管中的热传输效率的优化问题.本文首先对比了传统熵理论和火积理论在分析传热效率方面的应用,然后详细介绍了火积理论,包括其物理意义和作为工程优化函数的应用.通过COMSOL仿真实验,本文展示了火积理论在热管设计优化中的实际应用,验证了理论的正确性,并对比了温差和火积耗散率与热管外径、芯层厚度等多个参数的关系,为热管等传热模型研究及生产设计优化提供了新视角.

    火积理论热管热传输效率仿真模拟

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    一种确定太阳电池特征参数的实验方法

    田海兴杨宏王鹤
    164-171页
    查看更多>>摘要：确定太阳电池的特征参数不仅是建立其电流-电压方程的基础,也是理解太阳电池这一非线性器件的关键.本文提出了一种简单的实验方法,基于太阳电池在非标准测试条件与暗条件下的电流和电压测量结果,通过修正得到了其在标准测试条件下的电流和电压,根据建立的模型得到了太阳电池在标准测试条件下的光电流、反向饱和电流、品质因子、串联电阻与并联电阻五个特征参数,据此得到了太阳电池的电流-电压方程.最后通过比较电流-电压方程的曲线与修正后的测量结果,发现本方法的电流均方根误差小于 0.12 A,能满足实验的要求.该方法有助于增强学生对太阳电池非线性输出性能的理解.

    太阳电池单二极管模型电流-电压方程特征参数

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    三种测量三棱镜折射率方法的讨论

    谭锦博吴秀梅
    172-177页
    查看更多>>摘要：折射率不仅与几何光学有关,与波动光学也有密切联系,对其的测量方法也多种多样.为了研究不同方法对测量折射率精度的影响,本文利用分光计实验仪器研究了三种不同实验方法测量了三棱镜的折射率,包括掠射法、最小偏向角法和布儒斯特角法,并对三种实验方法测量计算出来的折射率,进行了分析比较.实验结果表明,相对于布儒斯特角法测量三棱镜的折射率,掠射法和最小偏向角法测量的结果更为准确.本文为精确测量三棱镜折射率提供了可参考性的实验方法.

    分光计折射率光学测量

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    非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管制备工艺及性能研究

    刘丽吕腾博刘嘉乐程乾...
    178-185页
    查看更多>>摘要：本文介绍了利用射频磁控溅射技术在氧化硅衬底上制备非晶氧化铟镓锌(a-IGZO)薄膜,对溅射的薄膜进行了不同条件下的特性分析,制备成 a-IGZO 薄膜晶体管(a-IGZO TFT),并分别研究了溅射气氛、有源层厚度和退火工艺对器件电学性能的影响.实验表明,当使用 50W的溅射功率时,溅射过程中补充氧气,可以填补材料的深能级氧空位缺陷,提高了器件性能.但氧气浓度过大也会造成吸附氧等受主缺陷增多,更易发生载流子的散射,实验中采用氩氧比为 Ar∶O2=24∶1.2 的条件器件性能较好.其次,当有源层厚度控制在 40～50nm时,器件性能较好,且 40nm 的薄膜性质更佳.最后,高温退火工艺可以改善薄膜的缺陷,消除薄膜内部原有应力.相比氮气退火条件,将薄膜在空气下退火可以实现更好的电学特性,将 40nm 的薄膜在空气下 400℃退火30min,a-IGZO TFT 的性能达到最佳,其迁移率为 15.43cm2/(V·s),阈值电压为13.09V,电流开关比为 7.3×108,为将来制备晶圆级的高迁移a-IGZO TFT奠定了基础.

    铟镓锌氧化物薄膜晶体管磁控溅射有源层厚度退火

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    简析钢铁材料的磁学性质

    李红顾强
    186-190页
    查看更多>>摘要：钢铁制品在日常生活中随处可见;钢铁材料具有磁性也是广为人知的生活常识.实用的钢铁材料种类繁多,磁性的强弱也有显著差别.本文旨在解析这个生活常识背后所涉及的物理知识.总体来看,钢铁材料主要是含有少量碳元素的铁碳合金,此外还可能包含少量其他合金元素.合金元素的含量及种类对钢铁材料磁性的影响很大.本文主要结合铁碳二元合金相图介绍了不同含碳量钢铁材料的组分,并据此对材料磁性的变化进行了定性分析.概括来说,铁磁性主要来自于材料中可能包含的三种组分:铁素体、渗碳体和马氏体,而奥氏体则仅具有顺磁性.其中马氏体是一种处于亚稳状态的非平衡相,无法标记在平衡相图中.本文也可以作为学习和应用相图的一个教学案例.

    磁性相图钢铁铁碳合金

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