论文部分内容阅读
彩虹是一种常见的自然现象.在光学教学中,通常用费马原理推出彩虹角.而本文从波动光学出发探究彩虹的原理与特征,运用菲涅耳公式定量计算出主虹与副虹的光强,从而给出彩虹角的理论解释,并利用计算结果证明彩虹是高度偏振的部分偏振光.
从波动光学角度解析彩虹
【摘 要】
：
彩虹是一种常见的自然现象.在光学教学中,通常用费马原理推出彩虹角.而本文从波动光学出发探究彩虹的原理与特征,运用菲涅耳公式定量计算出主虹与副虹的光强,从而给出彩虹角的理论解释,并利用计算结果证明彩虹是高度偏振的部分偏振光.
【机 构】
：
华中师范大学物理科学与技术学院,湖北武汉430079
【出 处】
：
大学物理
【发表日期】
：
2021年11期
其他文献
本文首先通过高校演示实验使用现状调查与分析,发现大部分理工类高校演示实验课时少,利用率低,达不到应有的教学效果.其次提出一线教师应不断进行教学理念创新和实践,根据各院校自身教学特点,开发和设计便携式随堂演示实验仪,构建便携式课堂演示实验仪器体系,提升学生物理课堂学习效率.最后以笔者在波动光学“单缝衍射”教学过程中随堂使用便携式波动光学演示仪做为教学案例展示,阐述物理演示仪器在日常教学中对培养学生物理思维和创新能力的作用.
新冠肺炎疫情期间,线上教学作为应急教育策略,保证了教学工作的稳步开展.本文总结了北航物理学院在疫情期间线上教学的实践经验,分析了“学生线上学习体验”的调研数据及访谈内容.结果 表明学生对线上线下两种学习模式的学习体验存在显著差异(如师生互动频度、学习压力),并且这种差异会随着学习时间的推移发生变化.学生高度认可线上教学交互环节的设计以及论文式等科学评价手段,并对返校后线上线下混合式教学模式充满期待.这场大规模线上教学实践在创新教学方法、提升学习挑战度、帮助学生实现自主学习的高阶目标等方面,都与一流课程建设
本文基于专业基础课程“电磁场与电磁波”中高斯定理这一内容,开展了以“教”为主的教学活动设计,提出了引、立、破、拓、结5个教学环节,实现了知识传承、能力迁徙的教学构想.同时,从t3个维度有机融入课程思政元素,不仅破解了决定立体角的大小、正负的关键要义、闭合曲面立体角的计算等教学难点,而且还引导学生多角度看问题,助推学生正确的人生观、价值观和世界观树立,实现了“在价值传播中凝练知识底蕴,在知识传播中实现价值引领”的课程育人目标.
利用手机陀螺仪传感器和phyphox软件,记录手机在空中自由旋转时的角速度曲线,根据质心系中的总角动量和机械能守恒,可以确定手机惯性张量的相对值.在惯性张量的非对角元素为零的假设下,得到了对角元素相对值的解析表达式.如果考虑非对角元素,则可以用梯度下降算法求解,将结果代入欧拉动力学方程,验证了其正确性.
本文通过数值模拟研究了具有能量子库的活性布朗粒子动力学.首先,在自由场中,我们的计算表明活性布朗粒子不存在定向运动,而且均方位移随时间非线性变化.其次,在谐振子势中,我们发现粒子的自由扩散受到了限制,但相同时间内,活性布朗粒子的扩散区域比被动布朗粒子大.最后,在非对称周期势中,我们计算了活性布朗粒子的位置分布,同时计算不同势垒高度下,活性布朗粒子平均速度随时间的变化,结果表明活性布朗粒子能否将储存子库的能量转化为定向运动依赖于势垒高度.
借助三维球的性质以及速率分布函数与某个方向速度分布函数的关系,用一种较为直观且不需要偏微分方程的方法推出三维空间的麦克斯韦速度分布率.
在新时代新要求下,大学物理课程亟待改革.欧洲作为现代大学的发源地,其课程设置是应予参考的范例.本文调查了欧洲高水平大学中物理课程的设置和学分情况,统计结果显示,物理课程仍然是大部分学校、大部分理工类、学科的基础通识课程.针对不同学科,更加灵活、合理多样的课程设置可能是未来大学物理改革的方向.
由日常生活中的脸盆或圆盘旋转落地问题抽象出薄圆柱落地问题,这个问题解析求解困难,但物理图像十分有趣.本文用不同的近似方法逐渐逼近实际情况,通过数值模拟展现了该运动图景.薄圆柱落地前一段时间的运动可以近似为定点转动,研究发现与实际符合得较好.然而实际过程又不完全是定点转动,因此研究了刚体一般运动并得到有趣的结果.初始自转、进动和章动角速度塑造了运动的形态,摩擦力在实际运动过程中发挥着损耗物体能量的重要作用.
为了帮助学生进行线上物理实验课程的学习,同时实现实验操作的上机考试,在LabVIEW平台上设计开发了“十一线电位差计测量电动势”的虚拟仿真实验软件,它完全仿真实际仪器,虚拟实验仪器的操作步骤与实验精度与教学使用的实验仪器一致,同时虚拟仪器配有操作提示和说明,帮助学生在电脑上进行实验原理和实验过程的预习和复习.软件可完全脱离编程平台,可以在不需要预装软件的情况下在其他计算机上使用.本文详述了虚拟仪器的设计方法和参数的选择依据,并提供了系统的编程框图.
利用相干叠加思想推导了平面波通过相位型光栅的衍射表达式.结果 表明,相位光栅衍射可以实现将最大衍射光强集中在具有分光功能的±1级,克服了振幅光栅衍射中具有最大衍射光强的0级无分光功能的缺陷.讨论了相位层引入的相位、光栅占空比对±1级衍射光强的影响.利用相干叠加思想得到的衍射公式物理意义明确,便于掌握,并可应用于其他衍射结构.