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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

    基于广义斯涅尔定律对超构表面原理的研究

    肖国梁孙立坤肖竹谢佳伶...
    131-135页
    查看更多>>摘要：作为超构材料的二维表现,超构表面是由亚波长尺度的原子结构组成的,利用单层或多层结构可以实现对入射电磁波的相位、传播方向及物理作用机制的调节.本文采用广义斯涅尔定律描述界面处引入的相位突变对电磁波折射特性的影响,并结合等离子体基模波导理论和庞加莱球模型研究了超构表面相位的传输机制.同时,本文以金-二氧化硅-金波导和平面超构透镜为例,分别介绍了传输相位和几何相位的应用,并对传输相位和几何相位在应用中遇到的困难提出一些解决办法.

    传输相位几何相位超构表面超构透镜

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    光偏振特性的定量研究

    贾久峰庄仲红
    136-142页
    查看更多>>摘要：光具有频率(光谱)、光强、位相和偏振四维属性,人眼对光的偏振特性并不敏感,需借助仪器测量来获知偏振信息,偏振的相关测量涉及强度测量.本文采用经典法、琼斯矩阵法和干涉法定量计算不同类型偏振光通过偏振片后的光强,导出线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光通过偏振片后的光强与偏振片透振方向的定量关系;并通过实验验证理论计算结果,建立偏振特性与光强的定量联系,深入分析波片和偏振片旋转对光强的影响.

    光的偏振光强琼斯矢量偏振光干涉

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    融入计算思维培养的大学物理实训项目的开发——以真问题磨炼专业能力

    张妙静何皓鹏
    143-148页
    查看更多>>摘要："101计划"是为了推动高校人才培养模式的转变.我们以"101计划"的核心思想为指引,依据计算机专业人才培养方案的要求,将计算思维的培养融入大学物理课程的教学中,开发了"光干涉现象的计算机模拟"的实训项目.结果表明,项目的实施不但能加深学生对物理知识的理解,增强沟通协作能力,而且还有助于培养创新能力和解决真实问题的能力.

    101计划计算思维大学物理实训

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    基于知识图谱的大学物理课程建设与实践

    何钰孙燕云谢东徐利华...
    149-157页
    查看更多>>摘要：知识图谱推动人工智能技术与教育教学的深度融合,为实现课程的数智化建设与实践提供了技术路线和策略.本文展示了构建大学物理课程知识图谱的思路和流程,并分析了提取知识点及关联知识点时,教学目标导向、跨课程关联、思政知识点关联等的影响和作用.本文结合大学物理课程知识图谱实例,展示了知识图谱的生成方式、图谱表现形式,以及知识点关联的设置等.此外,结合教学实践,本文还展示了学生利用知识图谱进行个性化学习并完成自我评价,教师利用知识图谱在大规模教学班实施"线上线下混合式"教学,对学生进行实时督学、指导及反馈,实现人工智能技术赋能一流课程建设.

    知识图谱人工智能知识点关联线上线下混合式教学大学物理

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    开放环境下金属热物性参数测量的设计与实现

    徐天道刘霁瑶谷雨青杨轩溥...
    158-167页
    查看更多>>摘要：细长形金属圆棒裸露置于自然环境下,热量传递的物理过程包括热传导、热对流、热辐射.金属棒被持续加热后再停止加热,对其升温、稳态、降温三个过程进行实时温度监测,根据热传导方程,通过分析不同阶段热传导、热对流、热辐射在热量传递中的占比,实现了导热系数、比热容、对流换热系数和发射率的测量.较于传统实验装置,该装置结构简单,传热模型从一维扩展到三维,是基于自然环境下金属的自然散热,有助于学生更好地理解热量传递的物理过程,实验原理也有助于学生理解物理中的数学方法.该研究丰富了热物性参数测量的教学内容和实验方法,适用于实验室开展教学实验.

    导热系数比热容对流换热系数发射率自然散热

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    数据的频域分析和望远镜自动控制——以中性氢观测实验为例

    刘章韬林浦张靖毅杨浩楠...
    168-178页
    查看更多>>摘要：氢元素是宇宙中占比最高的重子物质,其中大部分以氢原子的形式存在.中性氢原子波长为21cm的超精细结构谱线,即中性氢21cm线,是较强的射电天文源,可以反映宇宙重子物质的分布.这里我们介绍在中山大学3.2米射电望远镜实验平台上开展的银河系中性氢21cm线观测实验,通过实际天文观测展示了从时域信号中获取动态频谱,以及通过时间和频率并道提高谱线信噪比的过程.同时,本文还介绍了射电望远镜的观测模式,并根据观测需要实现了望远镜自动巡天.在选做实验中,我们完成了银盘中性氢分布成图,并通过分析计算出太阳与银河系中心的距离,同时根据谱线红移计算出银河系旋转曲线.本文为"面向天文、物理和多个工科专业的射电望远镜实验平台"专题下篇,上篇是太阳流强时域变化实验,本专题为射电天文观测教学提供参考.

    射电天文学天文观测教学自动化控制中性氢银河系巡天

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    光盘上的"彩色线"传输特性理论分析与实验探究

    李明洋成立贤顾吉林
    179-187页
    查看更多>>摘要：本文针对2023年IYPT 的第四题"彩色线"进行研究.当光源发射的光线照射到光盘表面时,会在光盘中央产生一条明显的光亮条纹,且颜色会随着光盘倾角变化,基于这一生活中的现象,本文通过理论推导、仿真模拟、搭建实验系统进行研究,旨在探究光盘上的光学现象,包括亮条纹产生的机理、CD与DVD光盘的光栅常数,揭示单一亮条纹生成的原因,以及倾角变化对亮条纹颜色和位置的具体影响.研究结果表明:CD、DVD光盘的光栅常数分别约为1.6μm和0.74μm;CD和DVD光盘发生衍射时,亮条纹始终在观测者与光源的角平分线上;当光盘的倾角等于零时,衍射光的波长理论值为533.333nm,实验测量平均值为533.330nm,颜色为绿色;亮条纹的颜色与光盘的倾角具有定量关系,对于绿光来说,每一个入射角,都对应着一个光盘倾角的区间,且当水平入射角=0.37rad,光盘倾角=0.9rad时,绿光的光强最大.

    光盘传输特性光线光栅常数衍射光波长

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    利用复杂光栅结构制备涡旋光

    刘璐杨大杰李宁付星球...
    188-192页
    查看更多>>摘要：涡旋光的研究与应用是当前光学领域的前沿和热点.本文介绍了一种方便实用的涡旋光制备方法.我们首先利用涡旋光与高斯光的干涉,产生了叉形光栅结构.然后采用喷墨打印技术,将此叉形光栅图案打印在激光打印胶片上.最后通过平面光束照射叉形光栅,利用胶片上黑色区域的光吸收效应,实现了光线通过光栅空隙处的衍射,从而成功制备了具有不同拓扑荷数的涡旋光.与传统方法相比,我们提出的涡旋光制备方法不需要复杂的光学设备或昂贵的材料,大大降低了实验的技术门槛和经济成本,使涡旋光的制备更加普及和可行.此外,这种技术的简易性和低成本特性,使其在光学实验教学和基础科学研究中具有广泛的应用前景,尤其适合于资源有限的实验环境.

    干涉与衍射叉形光栅涡旋光激光打印胶片

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    大学物理实验中光学系统成像的Matlab仿真模拟

    邢玉恒吴新星邱文娟徐宁...
    193-201页
    查看更多>>摘要：在目前多元化教育教学的背景下,传统的线下教学模式已经不能满足当前的大学物理实验教育教学的需求.为了提高对光学系统成像结果的验证,加强对成像系统模拟的研究,提高大学生在实际生活中对光学知识的应用及普及,本文通过波动光学的基本理论,对复杂的光学系统的成像进行分析,并研究设计了一个 Matlab仿真程序,对大学物理实验中光学部分实验进行仿真模拟.本文以仿真显微镜、望远镜、仿真杨氏双缝干涉为例,探讨当下高校大学物理实验教育教学与线下教育教学的优劣,就下一步推进大学物理仿真实验教学,提出相应的意见和建议.

    大学物理实验Matlab光学系统仿真模拟

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    《物理与工程》2024年总目次

    202-206页
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