【摘 要】
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为适应信息化技术发展的需要,突破传统物理实验对时空的限制,以光的双缝干涉实验为研究对象,依托物联网技术,创新性地设计和开发了的远程控制双缝干涉实验仪器.从光路模块、驱动模块和远程控制模块介绍了仪器的设计过程.远程控制实验仪器的开发为开放式远程实验教学平台建设提供了保障和新思路.
【机 构】
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南京邮电大学 教务处,江苏 南京 210023;南京邮电大学 理学院,江苏 南京 210023
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为适应信息化技术发展的需要,突破传统物理实验对时空的限制,以光的双缝干涉实验为研究对象,依托物联网技术,创新性地设计和开发了的远程控制双缝干涉实验仪器.从光路模块、驱动模块和远程控制模块介绍了仪器的设计过程.远程控制实验仪器的开发为开放式远程实验教学平台建设提供了保障和新思路.
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转动惯量是刚体绕轴转动时惯性的量度,具有重要的物理意义和实用价值.文章利用智能手机内置磁力计(magnetometer)和物理实验手机应用软件(phyphox),基于扭摆法定量测量刚体转动惯量.实验结果证实了该方法的可行性,测量精度在可接受范围.在大学物理实验中引入智能手机,不仅能够降低实验成本,而且还能够激发学习兴趣,增强学生探究欲望.
在普通物理实验中,一般先测出空间电势的分布或等势线,再根据电场线与等势线垂直和沿着电场线的方向电势逐渐降低的原理,画出电极之间的电场强度分布.但这是一种定性的研究方法,无法得到电场强度的具体数值.将数值差分算法引入到静电场模拟实验中,基于MATLAB计算得到空间电场强度的具体数值,进一步还可以得到空间电荷的具体数值,这样可以得到更更富的静电场信息.该方法可以拓展静电场模拟实验的深度和广度,有效地训练同学们利用计算机编程方法处理数据的能力.
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常见的牛顿环是由用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面(平凸透镜)和一平面玻璃接触构成.文章研究更一般的情况,讨论由二次函数旋转形成的旋转抛物面与单个平凸透镜(或平凹透镜)组合而形成的广义牛顿环装置,经过理论分析给出这类牛顿环干涉条纹的光强公式.最后用Mathematica数值模拟广义牛顿环的干涉图样.改变二次函数的系数可得到不同的图样,同时讨论了二次函数的系数对牛顿环干涉图样的影响.拓展了对牛顿环干涉的理解,启发了广义牛顿环干涉的研究.
在亥姆霍兹线圈磁场均匀性研究的基础上,通过理论、仿真以及实验(包括智能手机和特斯拉计两种方法)相结合的方法对3个平行共轴载流圆形线圈产生的磁场分布进行求解与测量,并对比分析了双线圈和三线圈的磁场均匀性.结果表明,在一定电流以及线圈间距下,共轴三线圈产生的磁场均匀距离以及强度大小均大于亥姆霍兹线圈.此外,智能手机测量磁场方法的引入,为实验室教学演示提供了一种更加简洁的思路.
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