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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

    尝试用量子力学概念表述Compton散射的能量和动量守恒

    范乐乐王锋曾天海
    5-10页
    查看更多>>摘要：Bohr等人曾经认为,微观过程中能量和动量守恒是统计的守恒.Bothe等人用Comp-ton散射实验验证了X射线的光子和电子的单次碰撞前后的总能量和总动量守恒严格有效,这样的结果也否定了统计的守恒.一些量子力学书的引言中,Compton散射实验的系统总能量和总动量严格守恒的表述还没用到量子力学概念.与此不同,本文目的是尝试用量子力学概念来表述.量子力学书中没有表述物理量的严格守恒和统计守恒.期刊文章中涉及的strict conservation(严格守恒)或conservation与我们的观点不同.我们的观点是,孤立复合系统内部交换能量和动量,在系统状态的演化过程中总能量和总动量严格守恒,而子系统的动量和动能(相互作用势能不完全属于哪个子系统)统计守恒.本文通信作者与合作者的文章(Int.J.Theor.Phys.,2020,59:229)中用了物理量strict conservation和 statistical conservation(统计守恒)的提法(本文又作了更确切的表述,与守恒量表述有所不同),加上纠缠态和本征值等概念提供了孤立复合系统的总动量严格守恒和子系统的动量统计守恒的表述方式.本文又尝试用这些概念及混合态来表述Compton散射实验的总能量及总动量的严格守恒,同时,也说明了子系统的能量(散射后无相互作用)和动量统计守恒.因此,可以用量子力学概念来表述孤立复合系统的一些物理量严格守恒、子系统的一些物理量统计守恒.

    Compton散射严格守恒统计守恒纠缠态混合态

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    电磁场波动方程的唯一解必然满足Maxwell方程

    闫述
    11-16页
    查看更多>>摘要：从Maxwell方程组导出的波动方程的解,代回Maxwell方程中去是否还能得到满足,是电磁场与电磁波课程学习中有时会遇到的问题.本文给出了由自由空间的无源Maxwell方程导出电场和磁场波动方程的过程,然后根据均匀平面波的定义,求得波动方程的通解.证明这些解满足 Maxwell散度方程,但由于含有与源相关的待定常数,故无法判定它们是否满足 Maxwell旋度方程.验证某个矢量函数是否满足波动方程和Maxwell方程的习题,并不具有波动方程的解不一定满足 Maxwell方程的含义.教材中关于满足波动方程的场量不一定满足 Maxwell方程的阐述,指的是未获得波动方程唯一性解的情形;所提出的由波动方程求出一个场量后,再由 Maxwell方程求出另一场量的解题方法,目的是当无源时可获得更多的信息,有源时避免复杂源项降低求解难度.可以证明,电偶极子电场和磁场波动方程的唯一解,满足 Maxwell方程组中的全部方程.根据电磁场的唯一性定理和宏观电磁场时空分布的确定性,无论求解空间有源还是无源,只要能够获得波动方程的唯一解,这些解必然满足 Maxwell方程.

    电磁场波动方程Maxwell方程解矢量函数满足唯一解唯一性定理

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    将前端科学研究与实际工程问题融入教学——晶体缺陷的教学实践与探索

    陶杰沈一洲项俊贤
    17-24页
    查看更多>>摘要：晶体缺陷是影响材料性能的关键因素,位错理论是提高材料强度的重要基础,已成为当今晶体塑性理论和材料强化理论的基石.由于其概念复杂、理论抽象,学生在学习过程中往往无法建立完整的晶体缺陷和位错理论的认知体系,缺乏用位错理论解决复杂材料工程问题的能力.本文从晶体变形与位错运动的基本规律出发,抓住位错交互作用的难点开展教学过程设计,引领学生演绎点、线、面、体缺陷之间的相互转化过程,并结合前端科学研究与实际工程问题,深化学生对晶体缺陷知识和理论的掌握;围绕课程思政、答疑思辨、过程考核等教学环节,系统总结了晶体缺陷与位错理论的课程教学实践与创新教学方法.

    教学设计晶体缺陷位错理论前端科学研究实际工程问题

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    偶极矩及其排列构型——第52届国际物理奥林匹克竞赛理论试题1介绍

    董校王槿刘子睿惠王伟...
    25-31,45页
    查看更多>>摘要：第52届国际物理奥林匹克理论试题第一题为"Permanent magnets",翻译为"永磁体",主要考查偶极子之间及偶极子与其他磁体的相互作用.本文首先较全面地介绍了本试题的命题要点和背景知识,并分析了国际学生和中国学生的答题情况,同时对其开放性命题思路和答案做相关评述.

    国际物理奥林匹克偶极矩开放性试题

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    面向人文社科类本科生科学素养培育的物理课程体系建设

    许瑞上官敏慧张威程志海...
    32-40页
    查看更多>>摘要：为培养具有科学素养和创新能力的青年人才,构建一套针对本科学生的物理通识课程体系显得尤为重要.在推进实施教育改革和课堂改革中,中国人民大学物理学系近年来建设了以非理工科专业本科学生为受众的物理通识课程体系.该体系旨在提升学生的科学素养和创新能力,具体涵盖了物理理论、实验物理与前沿科技等方面内容,主要包含"概念物理""人文物理通识与探索性实验""诺贝尔物理学奖和现代物理学"课程.本文介绍了在该体系建设中的顶层设计思路,教学内容选择、课堂组织形式等重点举措.经过一系列的研究与实践,该体系取得了显著成效.学生们通过系统的学习,不仅掌握了物理学科的基本知识,还提高了科学思维能力和创新精神.后续我们将持续教改研究,不断优化课程内容,为培养创新人才、提高本科生科学素养提供支持.

    人文社科类学生通识教育物理通识课程

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    对电磁波从辐射近区到远区特性的分析

    肖儿良刘婉周征洋艾聪...
    41-45页
    查看更多>>摘要：在大学物理关于电磁波辐射的教学中,重点讲解了电磁场在辐射近区和远区的特点.同学们认识到,对电偶极辐射,在辐射源附近,电场是与静场类似的纵波,而在远离辐射源的区域电磁波是横波.电场是怎样从纵波过渡到横波的呢?这个过渡区较为复杂,一般教科书上都没有仔细讲解,但这又是同学们非常关注的一个问题.因此,本文对电偶极、磁偶极和电四极辐射作了较完整的分析,并详细计算了电偶极辐射的电场从近区到远区的过程中,电场的纵向分量与横向分量的比值的变化,清晰地显示了从近场到远场的过渡过程.

    电磁波辐射纵场横场

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    基于BOPPPS模式的大学物理实验混合式教学设计与实践

    万巍陈湛旭
    46-52页
    查看更多>>摘要：大学物理实验是一门高校理工科培养应用性、创新性人才的基础课程.在金课建设背景下,为切实提高实践类课程的高阶性、创新性和挑战度,课程采用线上线下混合式教学方法,构建基于BOPPPS教学模式的闭环实践教学流程,突出以学生为中心,强调学生全方位参与并反馈交流的教学理念.实践表明:基于BOPPPS模式的混合式教学,能够有效利用信息化教学平台和网络教学资源,突破实验课程的课时限制、场地限制以及人数限制.围绕物理实验项目进行线上线下"引导——目标——前测——参与式学习——后测——总结拓展"的闭环式训练,促进了学生分析解决问题能力、实践动手能力以及应用创新能力的多方面提升.

    大学物理实验线上线下混合式教学BOPPPS教学模式有效参与

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    以"四维"能力导向的应用型本科院校大学物理及实验课教学模式的创新与实践

    韩星星张安莉刘会玲谢檬...
    53-59页
    查看更多>>摘要：本文针对培养"应用型人才"的教学目标,本文提出了以"四维"能力为导向的大学物理及实验课程改革的思路,构建了"四位一体"循序渐进的课程体系,实行分层次、分级的教学模式,对教学内容进行模块化、分层次重构,采用"问题+研究性"教学方式,为探索出有一定特色的应用型本科院校大学物理及实验课程的建设之路作出有益的尝试.近年来,我们进行了基于"四维"能力为导向的教学实践,在具有不同专业背景的本科生参与的学科竞赛方面取得了显著成效,在教学成果奖、教改项目、教学论文等方面也取得了系列成果.

    应用型"四维"能力大学物理物理实验

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    材料类专业大学物理教学创新设计体系构建

    孟德忠李庚伟申坤赵长春...
    60-64页
    查看更多>>摘要：大学物理作为材料类专业学生的重要基础课程,在整个本科阶段的培养方案中起承上启下的作用.目前关于线上线下结合方式开展材料类专业大学物理课程建设方面的研究还鲜有报道,本文通过多年的教学实践,总结了针对材料类专业大学物理课程教学改革的教学内容体系、授课模式以及考核方式,教学效果得到学生的好评.希望该教学方法能够适应更多院校材料类专业学生的大学物理课程教学,推动大学物理课程在理工科专业学生培养中的显示度.

    大学物理材料类课程设计课程思政

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    计算模拟在"近代物理实验"教学中的应用

    王潇梁莹罗锻斌张孟...
    65-70页
    查看更多>>摘要："近代物理实验"是物理类专业的一门必修课程,结合近代物理实验课程的特点以及培养目标,将前沿的科学研究思想和方法引入到教学实践是实验课程改革的重要方向之一.本文介绍了我校在近代物理实验中开设计算模拟实验,以常规光电效应实验内容为基础设计物理建模和模拟内容,通过研究光电阴极材料的结构和特性增强基础实验的内涵和深度,加深学生对相关物理概念、计算模拟过程与思路的理解掌握,提高学生的科创水平,提升综合应用知识的能力,为高校实验课程改革提供一定的参考价值.

    近代物理实验光电效应物理建模计算模拟

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