面向新工科的大学物理实验教学中PN结伏安特性测量装置设计

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目前,我国在新工科所涉及的芯片自主研发与制造方面还存在诸多短板.PN结是芯片设计与芯片制造的基本元件.为了促进半导体和芯片类专业技术人才培养,我们设计开发了PN结伏安特性测量实验装置,并用于大学物理实验教学实践.通过该实验装置的学习与应用实践加深了学生对PN结特性的理解,提升了工程素养和实践创新能力.
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推导了迈克尔逊干涉仪补偿板角度改变量与干涉条纹变化的关系式;基于光杠杆法设计了补偿板微小角度改变量测量装置,验证了补偿板角度变化与干涉条纹变化的关系;利用MATLAB软件设计了迈克尔逊干涉仪仿真实验软件.结果表明:补偿板角度改变量和干涉条纹变化关系与理论推导关系式相吻合;补偿板在某个基础角度附近(<5°)旋转时其角度改变量与干涉条纹变化关系近似为线性关系.
车排子地区紧邻沙湾凹陷和四棵树凹陷,油源条件优越,具有多层系含油特点,前人对该区原油油源认识存在较大分歧.本次研究在研究区原油生物标志物分析基础上,结合金刚烷异构化指标和正构烷烃单体碳同位素分布,对车排子地区原油油源进行了分析.结果表明,车排子地区存在3类原油:(1)Ⅰ类原油为新近系沙湾组轻质油,表现为侏罗系来源特征,Pr/Ph比值大于2.0,原油碳同位素值偏重,δ13C值大于?28.0‰,姥鲛烷(Pr)、植烷(Ph)和三环萜烷含量较低,Pr/nC17和Ph/nC18比值小于0.3,不含β-胡萝卜烷,三环
流体中声速测量实验是大学物理实验的基本内容之一,通常采用共振干涉法和相位比较法测量超声波的波长.本文发现了测量过程中的多谐振频率点现象,系统研究了其影响因素并对其原因和物理意义进行了剖析.结果表明,不同介质及发射和接收器在不同距离条件下,均会影响谐振频率位置.基于不同谐振点现象的研究分析,引入系统共振频率概念,加深了对谐振频率及共振频率的理解和认识.
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对“吉他弦上驻波实验”展开解读,依据《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》,结合指导学生参加讲课比赛的经历,探究了该实验的授课重点与难点.站在学生及教师的角度,用提问的手段逐步展开重难点剖析,给出了具体的课程设计方案,将驻波理论贯穿课程设计,插入课程思政与物理学前沿相关内容,运用多媒体手段激发同学们的学习兴趣,清晰把握该实验的重难点.
将数字示波器应用于光学波片原理教学中,根据光学波片原理,调节两路电信号的相位差和幅度关系,实现四分之一波片和二分之一波片的原理演示.该实验教学不仅可以直观展示光学波片工作原理,也可以进一步熟练示波器的应用.
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