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运用Matlab GUI辅助大学物理实验 被引量:10
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作者 蒋志洁 阳生红 张曰理 《物理实验》 2017年第6期23-27,共5页
运用Matlab GUI对大学物理实验进行仿真演示,以光栅衍射和傅科摆为例,通过界面布局的优化,直接在界面中输入和改变实验参量,形象、直观地演示出变化的参量对实验结果的影响.
关键词 MATLAB GUI 仿真 光栅衍射 傅科摆
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融合真实世界物理信息的AIGC
2
作者 余向阳 梁纪恒 +1 位作者 余自如 谢祖杰 《物理实验》 2024年第9期1-14,共14页
随着提示和人类反馈强化学习的引入,通过加速实验流程和提供高精度预测,生成式人工智能已经广泛应用于物理、化学等理工领域中,正逐步革新科学研究的传统模式.尽管如此,仅从有限的标注样本出发,训练一种可以泛化至任意相似场景的鲁棒生... 随着提示和人类反馈强化学习的引入,通过加速实验流程和提供高精度预测,生成式人工智能已经广泛应用于物理、化学等理工领域中,正逐步革新科学研究的传统模式.尽管如此,仅从有限的标注样本出发,训练一种可以泛化至任意相似场景的鲁棒生成式人工智能似乎仍然遥不可及.这一挑战本质上源于物理信息在现有人工智能生成内容(Artificial intelligence generative content, AIGC)的实践中尚未得到充分融合.在过去受计算资源不足等客观因素阻碍的情况下,AIGC在物理层面上的认知能力始终未能取得显著的进展.如今,伴随硬件升级带来的OpenAI,Google等展现的智能进步,上述局面有望改观.本文全面梳理了物理信息与AIGC结合的最新研究动态,包括物理信息的多种来源、融合框架及具体案例分析,并总结了该领域面临的前沿挑战与潜在发展机遇. 展开更多
关键词 生成式人工智能 AIGC 物理信息
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多层次电子技术实验教学平台的实践与探索
3
作者 陈羽 唐强 +7 位作者 熊小敏 梁飞翔 黄敏 洪澜 车宇 李鹏 刘小伟 蔡志岗 《物理实验》 2025年第3期39-47,共9页
中山大学物理学国家级实验教学示范中心开展了多层次电子技术实验教学平台(电子技术2.0)的建设,针对物理类和非电类本科实验的教学背景,以实验物理测控系统为主线,构建了适合本科教学各个阶段的电子技术实验课程体系与教学平台,并与物... 中山大学物理学国家级实验教学示范中心开展了多层次电子技术实验教学平台(电子技术2.0)的建设,针对物理类和非电类本科实验的教学背景,以实验物理测控系统为主线,构建了适合本科教学各个阶段的电子技术实验课程体系与教学平台,并与物理实验教学体系内的课程进行了良好的衔接.本文介绍了3个电子技术基础实验中的项目案例及其贯穿整个教学体系的课程建设,包括与基础物理实验相衔接的三极管与场效应管特性测量实验,与近代物理实验和专业实验相衔接的设计性实验,以及强调工程实践的焊接装配类实验.经过几年的教学改革建设实践,平台取得了优秀的教学效果,学生的电子技术水平得到普遍提高. 展开更多
关键词 电子技术实验 教学平台 实验教学 课程衔接
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弗兰克-赫兹实验物理分析新视角 被引量:5
4
作者 李潮锐 《物理实验》 2020年第4期12-17,共6页
弗兰克-赫兹实验的板极电流是积分实验量,不能准确描述弗兰克-赫兹管中热电子能量分布和能量交换规律.采用仿I-V分析法引入弗兰克-赫兹管等效电阻,可直观地体现热电子与管中原子能量交换的共振吸收物理图象.认为管中热电子运动犹如江水... 弗兰克-赫兹实验的板极电流是积分实验量,不能准确描述弗兰克-赫兹管中热电子能量分布和能量交换规律.采用仿I-V分析法引入弗兰克-赫兹管等效电阻,可直观地体现热电子与管中原子能量交换的共振吸收物理图象.认为管中热电子运动犹如江水奔流"后浪推前浪",在一系列不同G2栅极电位条件下,改变减速电压VG2P测量微分板极电流,深入分析热电子"重聚—共振"周期规律的物理原理.实验发现,处于能量交换区共振激发而失去动能的电子在管中形成负电本底且部分屏蔽G2栅极电场的加速作用.这一现象不仅导致其他电子需要比预期更高VG2K才能获得足以共振激发的能量,而且延缓了下次电子重聚进程. 展开更多
关键词 弗兰克-赫兹实验 激发电位 共振激发 微分测量 I-V分析
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基于频率-分辨干涉自相关区分ZnO F-P微腔的二次谐波和多光子荧光
5
作者 朱海 董君行 +3 位作者 王润晨 王立胜 王竞卓 张一帆 《发光学报》 北大核心 2025年第2期195-202,共8页
利用微区频率-分辨干涉自相关技术研究了ZnO微米带以及ZnO Fabry-Pérot微腔(F-P微腔)的非线性上转换光学性质。以化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)方法制备ZnO微米带,并通过干法转移置于一对分布式Bragg反射镜(Distrib... 利用微区频率-分辨干涉自相关技术研究了ZnO微米带以及ZnO Fabry-Pérot微腔(F-P微腔)的非线性上转换光学性质。以化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)方法制备ZnO微米带,并通过干法转移置于一对分布式Bragg反射镜(Distributed Bragg reflector,DBR)之间构成二维强耦合F-P微腔,采用自搭建的微区光谱系统进行频率-分辨干涉和角分辨光谱测量。实验结果表明,以近红外超快激光泵浦ZnO样品,二次谐波(Second harmonic generation,SHG)和多光子吸收(Multi-photon absorption,MPA)上转换荧光信号将同时存在,并在频谱图上实现通过特性谱线区分SHG和MPA信号;在ZnO微腔中,SHG和MPA信号还将占据不同的发射角度,讨论了微腔强耦合体系下MPA激子极化激元和二次谐波的竞争关系。该工作为通过高阶非线性上转换方法制备微腔激光器提供了参考。 展开更多
关键词 氧化锌 频率-分辨干涉 二次谐波 多光子吸收 强耦合微腔
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ZnO强耦合微腔中的激子极化激元
6
作者 朱海 王亚琪 +1 位作者 王润晨 董君行 《发光学报》 北大核心 2025年第3期421-435,共15页
ZnO高达60 meV的激子束缚能使其激子能在室温甚至更高温度下稳定存在,这使得基于ZnO强耦合微腔的激子极化激元器件可以突破传统半导体的低温实验条件限制,是近十年来研究者所青睐的激子极化激元研究材料。本文介绍了ZnO主要的半导体微... ZnO高达60 meV的激子束缚能使其激子能在室温甚至更高温度下稳定存在,这使得基于ZnO强耦合微腔的激子极化激元器件可以突破传统半导体的低温实验条件限制,是近十年来研究者所青睐的激子极化激元研究材料。本文介绍了ZnO主要的半导体微腔结构,并聚焦于近年来报道的ZnO强耦合微腔及激子极化激元的相关现象,包括极化激元激光、参量散射以及量子态调控特性,最后对未来的研究方向提出了展望。 展开更多
关键词 氧化锌 激子极化激元 光学微腔 玻色-爱因斯坦凝聚
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重力作用和共振激励下水平杆竖向振动的研究
7
作者 方奕忠 崔新图 +5 位作者 沈韩 黄臻成 冯饶慧 廖德驹 庞晓宁 李梦钰 《大学物理》 2025年第1期27-33,共7页
本文用本征函数展开法和分离变量法严格求解了水平放置的均匀杆在重力作用下一端保持水平且作垂直小振幅简谐振动,另一端自由时的竖向振动的解析解,并求出了杆作稳态简谐振动时所有的固有频率(容许频率).进一步得到当振动端垂直振动的... 本文用本征函数展开法和分离变量法严格求解了水平放置的均匀杆在重力作用下一端保持水平且作垂直小振幅简谐振动,另一端自由时的竖向振动的解析解,并求出了杆作稳态简谐振动时所有的固有频率(容许频率).进一步得到当振动端垂直振动的频率趋向于杆的固有频率时,随着时间的增加,杆将出现波节和波腹的共振现象,且共振时的频率及波节和波腹位置分布与一端固支、一端自由时杆的固有频率及波节和波腹位置分布一致,与重力的作用无关.这表明当共振发生时,杆的振动端由于振幅够小,可以看作是波节,与实验相符.本文最后用拉普拉斯变换对求解过程中的初值问题进行了验证. 展开更多
关键词 水平杆的竖向振动 本征函数展开法 分离变量法 固有频率 共振现象
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基于虚拟仪器技术的远程物理实验及示教 被引量:8
8
作者 李潮锐 《物理实验》 2018年第5期37-39,43,共4页
基于互联网+虚拟仪器技术实施远程物理实验及示教,既优化教学资源又展示了物理学是实验科学的本质.结合理论和实验课程教学需要,远程实施了LC谐振频率特性、连续波核磁共振观测和磁场随磁体温漂变化3个实验示教案例.针对每个教案,说明... 基于互联网+虚拟仪器技术实施远程物理实验及示教,既优化教学资源又展示了物理学是实验科学的本质.结合理论和实验课程教学需要,远程实施了LC谐振频率特性、连续波核磁共振观测和磁场随磁体温漂变化3个实验示教案例.针对每个教案,说明了课堂教学远程实验操控方法,同时利用实时实验结果辅助解释物理原理或技术原理.教案显示了多样化教学技术选择,也为物理实验演示提供了一种辅助教学思路. 展开更多
关键词 实验演示 远程实验 虚拟仪器 互联网+
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RLC谐振与物理共振的原理共性
9
作者 李潮锐 《物理实验》 2020年第12期21-27,43,共8页
描述RLC回路特性的二阶微分方程与受迫振动的动力学方程具有相似的物理涵义,后者可用于描述核磁共振物理原理,而前者则是核磁共振测量技术原理.可见,RLC谐振—经典振动—核磁共振三者存在明显的原理共性,而RLC谐振实验分析是理解共振物... 描述RLC回路特性的二阶微分方程与受迫振动的动力学方程具有相似的物理涵义,后者可用于描述核磁共振物理原理,而前者则是核磁共振测量技术原理.可见,RLC谐振—经典振动—核磁共振三者存在明显的原理共性,而RLC谐振实验分析是理解共振物理原理的重要基础.通过回路电阻R所产生的阻尼作用,深入分析RLC谐振稳态频域和暂态时域特性及其物理涵义.频域半高全宽与暂态时域弛豫时间随阻尼变化关系提供了深刻理解核磁共振成像的物理基础. 展开更多
关键词 受迫振动 核磁共振 弛豫时间 频率特性
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盖根鲍尔多项式的一些物理应用 被引量:1
10
作者 林琼桂 《大学物理》 2019年第1期13-16,24,共5页
讨论了盖根鲍尔多项式在几个物理问题中的应用,包括球瓣形区域上的热传导方程和薛定谔方程的求解,以及阿哈罗诺夫-玻姆势对一般中心力场束缚态能级的影响.
关键词 盖根鲍尔多项式 热传导方程 薛定谔方程 阿哈罗诺夫-玻姆效应 球瓣形区域
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基础实验试题B:自组光路测量光栅常量与液体中的声速
11
作者 冯饶慧 黄臻成 +6 位作者 沈韩 崔新图 庞晓宁 廖徳驹 方奕忠 杨秀虹 梁志勇 《物理实验》 2024年第5期29-34,共6页
介绍了第9届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题B的出题思路、实验解析和答题情况.基础实验试题B主要包含3个小题:测量未知透镜的焦距,自组光路测量未知光栅的光栅常量和自组光路测量液体中的声速.试题对大学物理实验相关的内容进行重... 介绍了第9届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题B的出题思路、实验解析和答题情况.基础实验试题B主要包含3个小题:测量未知透镜的焦距,自组光路测量未知光栅的光栅常量和自组光路测量液体中的声速.试题对大学物理实验相关的内容进行重新设计,逐步递进引导考生完成光学元件基本参量的测量、光路搭建和光学应用3个光学实验经常涉及的核心要素,能够考查考生对光学基础知识的掌握程度、光路设计能力和动手搭建光路的能力.试题的答题情况在一定程度上反映了当前国内光学实验课程的教学效果和存在的短板,为实验教学的进一步提升提供参考. 展开更多
关键词 自准直法 夫琅禾费衍射 超声光栅 光栅常量 声速
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综合实验试题D:基于迈克耳孙干涉仪的液晶光学和光场相干性实验
12
作者 陈科 王福娟 +2 位作者 王嘉辉 李佼洋 蔡志岗 《物理实验》 2024年第6期30-38,共9页
介绍了第9届全国大学生物理实验竞赛综合研究性实验试题D的命题设计和实验内容,并给出参考解答以及竞赛结果分析.综合实验试题D基于迈克耳孙干涉仪实验系统,测量液晶双折射率的光学属性和电光调制效应,测量LED光源的相干时间,探究如何... 介绍了第9届全国大学生物理实验竞赛综合研究性实验试题D的命题设计和实验内容,并给出参考解答以及竞赛结果分析.综合实验试题D基于迈克耳孙干涉仪实验系统,测量液晶双折射率的光学属性和电光调制效应,测量LED光源的相干时间,探究如何改善光场的空间相干性.竞赛结果表明:大部分考生对教学大纲中涉及迈克耳孙干涉仪中的基本实验内容掌握较好,但对常规仪器设备的扩展使用和应用能力尚存在不足,开放性的自主设计和搭建实验光路对培养学生完成既定实验目标的能力仍有待提高. 展开更多
关键词 迈克耳孙干涉仪 液晶 时间相干性 空间相干性
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数字化演示实验助力光学慕课西行——以圆孔衍射实验为例
13
作者 庞晓宁 崔新图 +7 位作者 黄臻成 冯饶慧 廖德驹 方奕忠 沈韩 李梦钰 罗鑫 赵福利 《物理实验》 2024年第10期38-44,共7页
为了提升光学慕课西行线上同步课堂的教学效果,中山大学光学教学团队运用数字化技术手段,在课堂上通过多镜头线上实时呈现光学演示实验结果,实现了理论与实验相结合,为专业课教学提供数字化教学以及定量分析的功能.以圆孔衍射演示实验为... 为了提升光学慕课西行线上同步课堂的教学效果,中山大学光学教学团队运用数字化技术手段,在课堂上通过多镜头线上实时呈现光学演示实验结果,实现了理论与实验相结合,为专业课教学提供数字化教学以及定量分析的功能.以圆孔衍射演示实验为例,从标量衍射理论出发推导圆孔夫琅禾费衍射以及菲涅耳衍射公式,同时测量圆孔衍射的光斑图样随衍射距离的变化.通过对比理论分析与实验结果,将专业课理论数字化呈现,并通过云端实现同步效果,有助于学生理解相关知识点,提升课程的教学效果. 展开更多
关键词 慕课西行 数字化技术 演示实验 圆孔衍射
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利用迈克耳孙干涉仪研究光的时间和空间相干性
14
作者 廖乔林 刘致远 +6 位作者 梁子东 刘笑鹏 彭有 李佼洋 王嘉辉 王福娟 蔡志岗 《物理实验》 2024年第7期46-51,61,共7页
采用迈克耳孙干涉光路,搭配光电探测器和光纤光谱仪,分别测量时域和光谱信号.在光谱信号的辅助下,调节干涉光路准直和两臂光程差,快速定位白光干涉等光程点.利用压电位移台带动扫描镜在等光程点附近进行光学延迟扫描,测量时域干涉波形,... 采用迈克耳孙干涉光路,搭配光电探测器和光纤光谱仪,分别测量时域和光谱信号.在光谱信号的辅助下,调节干涉光路准直和两臂光程差,快速定位白光干涉等光程点.利用压电位移台带动扫描镜在等光程点附近进行光学延迟扫描,测量时域干涉波形,实现对光源相干长度的测量.LED白光光源搭配带通滤光片,实现不同谱宽光源相干长度的测量对比.利用小孔光阑限制扩展光源的发光尺度,分析干涉条纹对比度,实现空间相干性的演示和测量. 展开更多
关键词 时间相干性 空间相干性 迈克耳孙干涉仪
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基础实验试题A:线圈耦合效率的研究
15
作者 陈羽 唐强 蔡志岗 《物理实验》 2024年第5期22-28,34,共8页
介绍了第9届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题A的实验内容,给出了参考解答并分析了学生作答情况.基础实验试题A为电磁学题目,试题包含正弦信号典型参量与功率的测量、未知元件的判别、线圈电流的非接触测量、耦合损耗分析与效率优化... 介绍了第9届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题A的实验内容,给出了参考解答并分析了学生作答情况.基础实验试题A为电磁学题目,试题包含正弦信号典型参量与功率的测量、未知元件的判别、线圈电流的非接触测量、耦合损耗分析与效率优化4个部分.试题在大学物理实验中交流信号基本参量测量的基础上,重点考查学生对示波器等常见电学仪器的使用、常见电学元件特性的掌握、正弦信号与简谐运动的分析和对电磁感应物理图像的理解与综合应用能力. 展开更多
关键词 电磁感应 正弦信号 复振幅 耦合效率
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综合实验试题C:扭摆法测量材料的切变模量和内耗
16
作者 梁飞翔 江波 +1 位作者 熊小敏 蔡志岗 《物理实验》 2024年第6期23-29,共7页
基于葛氏扭摆测量固体材料内耗的实验原理,设计了第9届全国大学生物理实验竞赛综合实验试题C,从命题背景、实验内容和参考答案的角度给出了本届参赛学生的整体表现分析.试题C的实验内容为:通过扭摆法测扭丝的剪切模量及内耗.试题C以简... 基于葛氏扭摆测量固体材料内耗的实验原理,设计了第9届全国大学生物理实验竞赛综合实验试题C,从命题背景、实验内容和参考答案的角度给出了本届参赛学生的整体表现分析.试题C的实验内容为:通过扭摆法测扭丝的剪切模量及内耗.试题C以简谐振动作为出发点,描述了摆杆在扭丝回复力矩的作用下绕摆杆中心轴做符合简谐振动规律的衰减运动.试题共包含3部分内容:理解实验原理并搭建正扭摆实验装置,以此实验装置为基础搭建出光杠杆测量光路;推导出简谐振动形式下,摆杆的转动惯量与周期的关系并计算出不规则摆杆的转动惯量,利用计算出的摆杆的转动惯量得出扭丝的剪切模量;计算扭丝在特定转动频率下的内耗. 展开更多
关键词 葛氏扭摆 转动惯量 剪切模量 内耗
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共振激励和重力作用下一维水平弦垂直振动驻波理论与实验研究
17
作者 蔡为睿 李智超 +2 位作者 沈韩 王猛 方奕忠 《大学物理》 2024年第1期31-36,共6页
本文用本征函数展开法和拉普拉斯变换求解了重力作用下水平放置的一端固定、另一端以极小振幅作垂直简谐振动的一维弦的竖向振动波动方程,得出解析解,得到弦(弹性绳)共振形成驻波时的所有本征频率,且本征频率和驻波波腹大小、位置均与... 本文用本征函数展开法和拉普拉斯变换求解了重力作用下水平放置的一端固定、另一端以极小振幅作垂直简谐振动的一维弦的竖向振动波动方程,得出解析解,得到弦(弹性绳)共振形成驻波时的所有本征频率,且本征频率和驻波波腹大小、位置均与重力无关.实验上测量了驻波波腹的数目随共振频率变化的关系,利用理论推导出的波动方程中波速的表达式及测量弹性绳振动时的张力和绳子的长度,算出绳子的质量线密度,与实验值吻合,从另一角度验证了一维弦的横振动所满足的波动方程理论的正确性. 展开更多
关键词 重力作用 一维水平弦 本征函数展开法 拉普拉斯变换 驻波
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反应堆几何效应对超短基线反应堆中微子实验中微子流强的影响
18
作者 朱景森 安丰鹏 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期626-632,共7页
在超短基线反应堆中微子实验中,探测器与反应堆的距离较短,反应堆的几何效应对中微子能谱和中微子流强的影响可能无法忽略,需要对其影响进行评估。本文根据EPR(European Pressurized Reactor)堆芯的结构建立反应堆中微子源模型和点中微... 在超短基线反应堆中微子实验中,探测器与反应堆的距离较短,反应堆的几何效应对中微子能谱和中微子流强的影响可能无法忽略,需要对其影响进行评估。本文根据EPR(European Pressurized Reactor)堆芯的结构建立反应堆中微子源模型和点中微子源模型,研究了超短基线反应堆中微子实验中反应堆尺寸对中微子能谱和流强的影响,讨论了堆芯内功率误差分布对点源模型下预期中微子流强的影响。研究结果表明,由于反应堆的几何效应,使用点源模型会使预期中微子事例率低约0.08%~0.40%,堆芯的几何效应对中微子能谱的形状影响则在10-6量级。在超短基线反应堆中微子实验中,计算中微子流强时可以采用基于堆芯几何中心的点中微子源模型,在这种模型下,由统计误差和系统误差引入的误差可以忽略不计。 展开更多
关键词 中微子能谱 中微子流强 超短基线反应堆中微子实验 反应堆中微子 反应堆
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热蒸发沉积法制备硫化锌纳米材料的研究进展
19
作者 林佳纯 熊宸玮 +3 位作者 陶克文 马德才 林少鹏 王彪 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期37-42,共6页
硫化锌作为Ⅱ—Ⅵ族直接跃迁的宽带隙半导体发光材料,具有较大的禁带宽度、丰富的发光色彩和优异的红外透过性,广泛应用于光电器件、太阳能电池、红外窗和光催化降解,在光电传感、核辐射探测和医疗影像等领域有广阔的应用前景。热蒸发... 硫化锌作为Ⅱ—Ⅵ族直接跃迁的宽带隙半导体发光材料,具有较大的禁带宽度、丰富的发光色彩和优异的红外透过性,广泛应用于光电器件、太阳能电池、红外窗和光催化降解,在光电传感、核辐射探测和医疗影像等领域有广阔的应用前景。热蒸发沉积法是一种重要的制备纳米材料的方法,其灵活多样的实验条件为制备优良性能的纳米硫化锌提供了可能。对热蒸发沉积法制备硫化锌纳米材料的研究进行梳理和总结,主要介绍热蒸发沉积法的反应和生长机制,阐述了原料、衬底和催化剂种类,以及载气类型和流速等重要实验条件对硫化锌纳米材料结构和光学性能的影响。最后,对当前热蒸发法制备硫化锌纳米材料存在的问题及其发展方向进行展望,以期为硫化锌材料制备和研究提供参考。 展开更多
关键词 硫化锌纳米材料 热蒸发沉积法 光电特性 研究进展
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圆形或扇形薄板竖向小振动两个基本问题探讨
20
作者 方奕忠 沈韩 +3 位作者 崔新图 廖德驹 冯饶慧 王钢 《大学物理》 2024年第7期11-15,共5页
理论上对圆形或扇形薄板小挠度理论下的竖向小振动问题作了进一步的探讨,再次讨论了圆心处的自然边界条件的提法,纠正了相关文献上的一些不恰当说法,得到用分离变量法求解扇形薄板的小振动问题的过程中,求解结果与先求角向部分变量或先... 理论上对圆形或扇形薄板小挠度理论下的竖向小振动问题作了进一步的探讨,再次讨论了圆心处的自然边界条件的提法,纠正了相关文献上的一些不恰当说法,得到用分离变量法求解扇形薄板的小振动问题的过程中,求解结果与先求角向部分变量或先求径向部分变量的次序无关.经典的边界条件的提法与变分法没有矛盾.结论表明,到目前为止,传统的薄板理论在解决板的竖向小振动问题上都是正确的. 展开更多
关键词 圆形薄板 扇形薄板 竖向振动 边界条件 分离变量法
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