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物理學本科論文怎麼寫

發布時間:2022-10-18 16:38:50

A. 物理論文怎麼寫學慣用

以下是我以前給別人寫過的,現在同樣建議你也這么做
物理類論文大體上分成這樣幾個部分
1.背景介紹.(交代歷史背景已經前人相關研究結果)
2.基礎理論.(文中具體用到什麼樣的物理知識,注意,是基本理論)
3.模型與計算(本文中具體採用了什麼樣的設計方法,得到了什麼養的計算數據,圖表.等等)
4.結論與展望(寫改論文的目的以及研究結論,本文中有什麼創新點,今後在這個基礎上還可以繼續做什麼樣的文章)
這個體系結構下來,1000字肯定超了.理論論文都這么寫.建議樓主按照這個思路好好琢磨,對你以後也有好處.

B. 物理論文怎麼寫

大學論文的寫作要求、流程與寫作技巧

廣義來說,凡屬論述科學技術內容的作品,都稱作科學著述,如原始論著(論文)、簡報、綜合報告、進展報告、文獻綜述、述評、專著、匯編、教科書和科普讀物等。但其中只有原始論著及其簡報是原始的、主要的、第一性的、涉及到創造發明等知識產權的。其它的當然也很重要,但都是加工的、發展的、為特定應用目的和對象而撰寫的。下面僅就論文的撰寫談一些體會。在討論論文寫作時也不準備談有關稿件撰寫的各種規定及細則。主要談的是論文寫作中容易發生的問題和經驗,是論文寫作道德和書寫內容的規范問題。

一、論文寫作的要求
下面按論文的結構順序依次敘述。

(一)論文——題目科學論文都有題目,不能「無題」。論文題目一般20字左右。題目大小應與內容符合,盡量不設副題,不用第1報、第2報之類。論文題目都用直敘口氣,不用驚嘆號或問號,也不能將科學論文題目寫成廣告語或新聞報道用語。

(二)論文——署名科學論文應該署真名和真實的工作單位。主要體現責任、成果歸屬並便於後人追蹤研究。嚴格意義上的論文作者是指對選題、論證、查閱文獻、方案設計、建立方法、實驗操作、整理資料、歸納總結、撰寫成文等全過程負責的人,應該是能解答論文的有關問題者。現在往往把參加工作的人全部列上,那就應該以貢獻大小依次排列。論文署名應徵得本人同意。學術指導人根據實際情況既可以列為論文作者,也可以一般致謝。行政領導人一般不署名。

(三)論文——引言 是論文引人入勝之言,很重要,要寫好。一段好的論文引言常能使讀者明白你這份工作的發展歷程和在這一研究方向中的位置。要寫出論文立題依據、基礎、背景、研究目的。要復習必要的文獻、寫明問題的發展。文字要簡練。

(四)論文——材料和方法 按規定如實寫出實驗對象、器材、動物和試劑及其規格,寫出實驗方法、指標、判斷標准等,寫出實驗設計、分組、統計方法等。這些按雜志 對論文投稿規定辦即可。

(五)論文——實驗結果 應高度歸納,精心分析,合乎邏輯地鋪述。應該去粗取精,去偽存真,但不能因不符合自己的意圖而主觀取捨,更不能弄虛作假。只有在技術不熟練或儀器不穩定時期所得的數據、在技術故障或操作錯誤時所得的數據和不符合實驗條件時所得的數據才能廢棄不用。而且必須在發現問題當時就在原始記錄上註明原因,不能在總結處理時因不合常態而任意剔除。廢棄這類數據時應將在同樣條件下、同一時期的實驗數據一並廢棄,不能只廢棄不合己意者。

實驗結果的整理應緊扣主題,刪繁就簡,有些數據不一定適合於這一篇論文,可留作它用,不要硬行拼湊到一篇論文中。論文行文應盡量採用專業術語。能用表的不要用圖,可以不用圖表的最好不要用圖表,以免多佔篇幅,增加排版困難。文、表、圖互不重復。實驗中的偶然現象和意外變故等特殊情況應作必要的交代,不要隨意丟棄。

(六)論文——討論 是論文中比較重要,也是比較難寫的一部分。應統觀全局,抓住主要的有爭議問題,從感性認識提高到理性認識進行論說。要對實驗結果作出分析、推理,而不要重復敘述實驗結果。應著重對國內外相關文獻中的結果與觀點作出討論,表明自己的觀點,尤其不應迴避相對立的觀點。 論文的討論中可以提出假設,提出本題的發展設想,但分寸應該恰當,不能寫成「科幻」或「暢想」。

(七)論文——結語或結論 論文的結語應寫出明確可靠的結果,寫出確鑿的結論。論文的文字應簡潔,可逐條寫出。不要用「小結」之類含糊其辭的詞。

(八)論文——參考義獻 這是論文中很重要、也是存在問題較多的一部分。列出論文參考文獻的目的是讓讀者了解論文研究命題的來龍去脈,便於查找,同時也是尊重前人勞動,對自己的工作有準確的定位。因此這里既有技術問題,也有科學道德問題。

一篇論文中幾乎自始至終都有需要引用參考文獻之處。如論文引言中應引上對本題最重要、最直接有關的文獻;在方法中應引上所採用或借鑒的方法;在結果中有時要引上與文獻對比的資料;在討論中更應引上與 論文有關的各種支持的或有矛盾的結果或觀點等。

一切粗心大意,不查文獻;故意不引,自鳴創新;貶低別人,抬高自己;避重就輕,故作姿態的做法都是錯誤的。而這種現象現在在很多論文中還是時有所見的,這應該看成是利研工作者的大忌。其中,不查文獻、漏掉重要文獻、故意不引別人文獻或有意貶損別人工作等錯誤是比較明顯、容易發現的。有些做法則比較隱蔽,如將該引在引言中的,把它引到討論中。這就將原本是你論文的基礎或先導,放到和你論文平起平坐的位置。又如 科研工作總是逐漸深人發展的,你的工作總是在前人工作基石出上發展起來做成的。正確的寫法應是,某年某人對本題做出了什麼結果,某年某人在這基礎上又做出了什麼結果,現在我在他們基礎上完成了這一研究。這是實事求是的態度,這樣表述絲毫無損於你的貢獻。有些論文作者卻不這樣表述,而是說,某年某人做過本題沒有做成,某年某人又做過本題仍沒有做成,現在我做成了。這就不是實事求是的態度。這樣有時可以糊弄一些不明真相的外行人,但只需內行人一戳,紙老虎就破,結果弄巧成拙,喪失信譽。這種現象在現實生活中還是不少見的。

(九)論文——致謝 論文的指導者、技術協助者、提供特殊試劑或器材者、經費資助者和提出過重要建議者都屬於致謝對象。論文致謝應該是真誠的、實在的,不要庸俗化。不要泛泛地致謝、不要只謝教授不謝旁人。寫論文致謝前應徵得被致謝者的同意,不能拉大旗作虎皮。

(十)論文——摘要或提要:以200字左右簡要地概括論文全文。常放篇首。論文摘要需精心撰寫,有吸引力。要讓讀者看了論文摘要就像看到了論文的縮影,或者看了論文摘要就想繼續看論文的有關部分。此外,還應給出幾個關鍵詞,關鍵詞應寫出真正關鍵的學術詞彙,不要硬湊一般性用詞。

C. 關於物理學方面的論文

物理學是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科,是當今最精密的一門自然科學學科。下文是我為大家整理的關於物理學方面的論文的 範文 ,歡迎大家閱讀參考!

物理學方面的論文篇1

試談物理學專業電動力學課程教學

動力學電磁現象的經典的動力學理論。通常也稱為經典電動力學,電動力學是它的簡稱。它研究電磁場的基本屬性、運動規律以及電磁場和帶電物質的相互作用。

一、課程教學根本理念

第一,在教學中要尊重先生學習的主體性、教員教學的主導性,片面發揚先生的盲目性、自動性、發明性。第二,“電動力學”課程屬於專業根底課程,教學內容布置上除了讓先生學習本門課程的根本知識、根本實際、根本思緒,與其他物理學分支也具有個性和特性的關系。針對這一特點,教師在教學中要留意引導先生類似性抽象思想。第三,教學應突出探求式教學辦法,改動傳統的教學形式,把信息技術與電動力學課程最大限制地整合,運用多種古代 教育 手腕優化教學進程,推行啟示式、探求式、討論式、小製造等授課方式,培育先生的創新思想和創新理念。

二、在本課程教學中該當做到以下幾點

1.講授內容應實際聯絡實踐

“電動力學”作為一門專業學科課程,是師范院校物理專業的根底實際課。教學中要求先生掌握課程的根本知識、根本實際和根本原理,使先生加深對所授知識的了解,更可深入看法電動力學的實踐使用價值,到達學致使用的目的,同時提升先生剖析成績、處理成績的才能。

2.注重先生學習的主體性和集體性培育

從課程的設計到評價各個環節,在留意發揚教員在教學中主導作用的同134教改課改2016年3月時,應特別留意表現先生的學習主體位置,以充沛發揚先生的積極性和發掘學習潛能。要求先生能初步剖析消費、生活中的電動力學成績,以提升先生的剖析成績和處理成績的才能。在電動力學實際的學習中運用數學工具處置成績,使先生看法數學和物理的親密關系,培育先生運用數學工具處理物理成績的才能。培育先生自學才能,重要的不是教內容,而是教給先生學習辦法。要充沛留意先生的興味、專長和根底等方面的集體差別,因材施教,依據這種差別性來確定學習目的和評價辦法,並提出相應的教學建議。課程規范在課程設計、教學方案、方案制定、內容選取和教學評價等環節上,為教學、學習提供了選擇餘地和開展的空間。

3.運用多種古代教育手腕優化教學環節

充沛應用古代化教學手腕,發揚信息化教學的劣勢,加強先生的學習興味,進一步強化需求掌握的知識點,拓寬知識面,加強先生的理論操作技藝,培育迷信的思想方式,這樣先生能更好地掌握“電動力學”課程知識所觸及的相關迷信辦法,無效提升其發現成績、剖析成績、處理成績的才能。

4.具有良好的實驗條件,充沛保證明驗和理論訓練質量

鼓舞先生展開科研理論訓練,參與各類科技競賽。實驗課及理論訓練要留意培育先生的邏輯思想、發明性思想,充沛應用好物理、電子競賽等創新平台,促進電動力學課程的教學。

三、課程學習戰略探求

第一,針對“電動力學”是實際根底課的特點,先生必需堅持 課前預習 ,預習進程中無意識地提出成績。課堂教學次要採用探求式課堂教學法,即每節課突出一個主題,講清論透相關原理知識,每個主題經過師生多種方式的互動,教員及時理解、處理先生的疑問成績,以加強先生的學習興味。第二,將傳統板書、電子課件、網路和視頻多種教學手腕相結合。如課內講授與課外討論和製造相結合、根底實際教學與學科前沿講座結合、根本實際與科研理論訓練相結合。第三,鼓舞先生參與科研理論訓練和各類科技競賽。培育多樣化使用型人才,以培育使用型、復合型、技藝型人才,加強 畢業 生失業才能,完本錢課的預期目的。第四,電動力學也是一門理論性很強的課程,其研討對象是區別於實物的物質形狀,具有籠統的特徵。為防止課程教學的數學化,我們將充沛使用當代信息技術的劣勢,比方說以視頻教學材料加強先生的理性看法和入手才能。再次,實驗課及理論訓練要留意培育先生的邏輯思想、發明性思想才能和素質,充沛發揚先生的物理思想和物理探求才能。

四、課程教學辦法探求

本課程教學中應留意電動力學實際與理論的結合,尊重先生學習的主體性,適當布置指點性自習,培育先生的自學才能。增強對先生課前、課後的答疑輔導,注重先生才能的培育,使先生經過對電動力學中根本實際的了解,看法和掌握電動力學原理的研討規律,開辟思緒,初步培育先生的科研思想。

1.“雙邊反應式”教學法

這種教學法由“自學”和“反應”兩局部構成,其著眼點是先生在教員指點下的自學和教員由反應來的信息而停止的有重點的解說,使先生的才能在重復訓練中失掉錘煉。“自學”和“反應”表現了先生和教員的互相聯絡、互相配合、互相作用的訓練進程。

2.以成績為中心,展開課堂討論

式教學法建議課堂教學中遵照迷信性、主體性、開展性准繩,採用以先生為主體的小組討論式的辦法,從提出成績動手,激起先生學習的興味,讓先生有針對性地去探究並運用實際知識處理實踐成績;也可以針對教研室科研任務中遇到的成績設計討論或考慮題,以啟示先生剖析、討論有關電動力學成績,學習並穩固電動力學知識,開辟思緒,培育科研思想。

3.倡導學導式的教學方式

在教員指點下,先生停止自學、自練,教員把先生在教學進程中的認知活動視為教學活動的主體,讓先生自動地去獲取知識,開展各自才能,從而到達在充沛發揚先生自動性的根底上,滲入教員的正確引導,使教學單方各盡其能,各得其所。

4.多展開課外理論活動

課外理論訓練中,要留意培育先生的邏輯思想、發明性思想才能和素質。鼓舞和指點有才能的先生進入科研理論訓練,參與各類科技競賽。將先生撰寫的課程小論文融入教學全進程,從中選出有質量的項目進入科研理論訓練。充沛應用好物理、電子競賽等創新平台,促進電動力學課程的教學,培育使用型、復合型、技藝型人才,加強畢業生失業才能。“電動力學”作為一門探求性課程,在課堂教學中,要突出先生的參與性,使他們自動獲取而不是主動承受迷信結論,互動思想使先生覺得電動力學發人沉思,不難入門。“電動力學”與其他物理學分支具有“個性”和“特性”的關系。為了激起先生學習興味,可以常常採用課堂討論方式,由先生發問,在教員引導下大家討論, 總結 得出正確結論。由於剖析“電動力學”需求運用籠統思想,所以課堂教學應充沛運用多媒體,盡量運用圖像和顏色搭配,使先生樹立正確的物理圖像。留意“信息技術”與“電動力學”課程的無效整合,這關於全體優化教學進程,進步先生的專業知識學習效果、進步先生的信息技術才能、培育先生的協作認識和創新肉體均具有嚴重的理想意義。同時,可將教學實際使用到創新理論才能訓練中,使用到物理、電子等各類競賽中。

參考文獻:

[1]馮雲光.物理專業電動力學教學變革的探究[J].才智,2014,(19).

[2]鄭偉,呂嫣.電動力學網路教學平台建立的研討[J].沈陽師范大學學報(自然迷信版),2013,31(4):531-534.

[3]劉佳.《電磁學》與《電動力學》課程體系創新研討[J].科技信息,2013,(11):44.

[4]熊萬傑,陸建隆.對“電動力學”課程變革的探究[J].初等文科教育,2003,(6):72-75.

[5]付長寶,徐國慧,王希英.基於電動力學教學變革的學習辦法討論[J].通化師范學院學報,2009,30

物理學方面的論文篇2

試談電力信息物理融合系統

【摘 要】嵌入式系統、計算機技術、網路通信技術的快速發展使構建未來智能電網成為了可能,基於信息物理系統(CPS)技術構建電力信息物理融合系統(CPPS)為實現未來智能電網提供了新的思路。本文對CPPS平台進行了初步研究分析,介紹了應用於CPPS中的同步PMU技術、開放式通信網路、分布式控制。

【關鍵詞】CPPS;同步PMU;開放式通信;分布式控制

引言

受能源危機、環保壓力的推動,以及用戶對電能質量(QoS)要求的不斷提高,當代電力系統不再符合社會的發展需求,智能電網(Smart Grid)成為未來電力系統的發展方向。智能電網的發展原因主要有以下幾個方面:

1)分布式電源(Distributed Generation,DG)大量接入電網導致的系統穩定性問題。由於DG的大量接入使電網變成一個故障電流和運行功率雙向流動的有源網路,增加了系統的復雜度和脆弱度,因此亟需發展智能電網以解決DG大量接入電網導致的系統穩定性問題。

2)電力用戶對電能質量(QoS)要求的不斷提高。現代社會短時間的停電也會給高科技產業帶來巨額的經濟損失,近年來發生的大停電事故更是給社會帶來了難以估量的經濟損失。因此,亟需建立堅強自愈的智能電網以提供優質的電力服務。

論文主體結構如下:第1部分介紹了近年來信息物理系統(Cyber Physical System ,CPS)技術的發展以及CPS與智能電網的相互關系;第2部分介紹了電力信息物理融合系統(Cyber-Physical Power System,CPPS)的硬體平台模型;第3部分介紹了同步相量測量裝置(Phasor Measurement Units,PMU)技術;第4部分對CPPS中的開放式通信網路進行了初步分析;第5部分對CPPS的分布式控制技術進行了簡單介紹;最後第6部分做出全文總結。

1 CPS與智能電網的相互關系

CPS技術的發展得益於近年來嵌入式系統技術、計算機技術以及網路通信技術等的高速發展,其最終目標是實現對物理世界隨時隨地的控制。CPS通過嵌入數量巨大、種類繁多的無線感測器而實現對物理世界的環境感知,通過高性能、開放式的通信網路實現系統內部安全、及時、可靠地通信,通過高精度、可靠的數據處理系統實現自主協調、遠程精確控制的目標[1]。

CPS技術已經在倉儲物流、自主導航汽車、無人飛機、智能交通管理、智能樓宇以及智能電網等領域得以初步研究應用[2]。

將CPS技術引入到智能電網中,可以得到電力信息物理融合系統(Cyber-Physical Power System,CPPS)的概念。為了分析CPPS與智能電網的相互關系,首先簡單回顧一下智能電網的概念。目前關於智能電網的概念較多,並且未達成一致結論。IBM中國公司高級電力專家Martin Hauske認為智能電網有3個層面的含義:首先利用感測器對發電、輸電、配電、供電等環節的關鍵設備的運行狀況進行實時監控;然後把獲得的數據通過網路系統進行傳輸、收集、整合;最後通過對實時數據的分析、挖掘,達到對整個電力系統運行進行優化管理的目的[3-4]。

從上文關於CPS和智能電網的介紹中可以看出,CPS與智能電網在概念上有相通之處,它們均強調利用前沿通信技術和高端控制技術增強對系統的環境感知和控制能力。因此,在CPS基礎上建立的CPPS為促進電力一次系統與電力信息系統的深度融合,最終實現構建完整的智能電網提供了新的思路和實現途徑。

2 CPPS的硬體平台架構

基於分布式能源廣泛接入電網所引起的系統穩定性問題以及建立堅強自愈智能電網的總體目標,建立安全、穩定、可靠的智能電網成為未來電力系統研究的重要方向,同時也是CPPS研究的主要內容。

傳統的電力系統監測手段主要有基於電力系統穩態監測的SCADA/EMS系統和側重於電磁暫態過程監測的各種故障錄波儀,保護控制方式主要有基於SCADA主站的集中控制方式和基於保護控制裝置安裝處的就地控制方式[5]。就地控制方式易於實現,並且響應速度快,但是由於利用的信息有限,控制性能不夠完善,不能預測和解決系統未知故障,對於電力系統多重反應故障更不能准確動作。集中控制方式利用系統全局信息,能夠優化系統控制性能,但是計算數據龐大、通信環節多,系統響應速度慢,並且現有SCADA系統主要對電力系統進行穩態分析,不能對電力系統的動態運行進行有效地控制。

針對目前電力系統監測、控制手段的不足,要建立堅強自愈的未來智能電網,必須建立相應的廣域保護的實時動態監控系統,CPPS的硬體平台就是在此基礎上建立起來的。

CPPS的硬體平台6層體系架構如圖1所示,主要包括:物理層(電力一次設備)、感測驅動層(同步PMU)、分布式控制層(智能終端單元STU、智能電子裝置IED等)、過程式控制制層(控制子站PLC)、高級優化控制層(SCADA主站控制中心)和信息層(開放式通信網路)。

其中,底層的物理層是指電力系統的一次設備,如發電廠、輸配電網等。感測驅動層主要用於對電力系統的動態運行參數進行實時監控,測量參數包括電流、電壓、相角等,在CPPS中廣泛使用的測量裝置是同步PMU。分布式控制層主要包括各STU/IED,為廣域保護的分布式就地控制提供反饋控制迴路。過程式控制制層主要指樞紐發電廠和變電站的控制子站,是CPPS的重要組成部分,通過收集多個測量節點的數據信息,建立系統層面的控制迴路,並做出相應的控制決策。高級優化控制層是指調度中心控制主站,主要為電力系統的動態運行提供人工輔助優化控制。頂層的信息層即智能電網的開放式通信網路,注意信息層並不是單獨的一層,而是重疊搭接CPPS的各個分層,為CPPS內部各組件提供安全、及時、可靠的通信。

上文給出了CPPS的硬體平台模型,但要在電力系統中具體實現CPPS,涉及諸多方面的技術難題,下面對CPPS中的同步PMU、開放式通信網路以及分布式控制等分別加以簡單介紹。

3 同步PMU測量技術

同步PMU是構建CPPS的基礎,它為CPPS中廣域保護的動態監測提供了豐富的測量數據。同步PMU裝置主要對電力系統內部的同步相量進行測量和輸出,裝設點包括大型發電廠、聯絡線落點、重要負荷連接點以及HVDC、SVC等控制系統,測量數據包括線路的三相電壓、三相電流、開關量以及發電機端的三相電壓、三相電流、開關量、勵磁電流、勵磁電壓、勵磁信號、氣門開度信號、AGC、AVC、PSS等控制信號[6]。利用測得的數據可以進行系統的穩定裕度分析,為電力系統的動態控制提供依據。

同步PMU的硬體結構框圖如圖2所示。

其中,GPS接收模塊將精度在±1微秒之內的秒脈沖對時脈沖與標准時間信號送入A/D轉換器和CPU單元,作為數據採集和向量計算的標准時間源。由電壓、電流互感器測得的三相電流、電壓經過濾波整形和A/D轉換後,送到CPU單元進行離散傅里葉計算,求出同步相量後再進行輸出。注意,發電機PMU除了測量機端電壓、電流和勵磁電壓、電流以外,還需接入鍵相脈沖信號用以測量發電機功角[7]。

4 CPPS的開放式通信網路

建立CPPS的開放式通信網路,應該在保證安全、及時、可靠的通信的基礎上,使系統具有高度的開放性,支持自動化設備與應用軟體的即插即用,支持分布式控制與集中控制的結合。對於建立的開放式通信網路,需要進行通信實時性分析、網路安全性和可靠性分析。

4.1 IEC 61850標準的應用

IEC 61850標准作為新一代的網路通信標准而運用於智能變電站中,支持設備的即插即用和互操作,使智能變電站具有高度的開放性。IEC 61850標準是智能變電站的網路通信標准,同時正在進一步發展成為智能電網的通信標准[8],因此,使用IEC 61850作為CPPS通信網路的通信標準是最佳選擇。

IEC 61850的核心技術[9]包括面向對象建模技術、XML(可擴展標記語言)技術、軟體復用技術、嵌入式 操作系統 技術以及高速乙太網技術等。

4.2 通信網路配置與分析

對於CPPS開放式通信網路的網路配置,可參考智能變電站的三層二網式網路結構配置,構建CPPS的3層式通信網路,如圖3所示。

其中,底層為位於發電廠、變電站和重要負荷處的大量PMU、STU/IED,分別負責採集實時信息和執行保護控制功能。中間層為控制子站(過程式控制制單元PLC),每個控制子站與多個PMU、STU/IED相連,以完成該分區系統層面的保護控制,並根據需要將數據上傳到SCADA主站控制中心。SCADA主站控制中心接收各控制子站的上傳數據,處理以後將控制信息下發到各控制子站,以實現CPPS的廣域保護控制功能。注意,各層設備均嵌入GPS實現精確對時,保證全系統的同步數據采樣。

5 CPPS的分布式控制機理

要建立堅強自愈的智能電網,必須利用新型控制機理建立可靠的電力控制系統。根據電力故障擴大的路徑和范圍以及故障的時間演變過程,文獻[10-11]中提出建立時空協調的大停電防禦框架,建立了電力系統的3道防線,為實現智能電網的廣域動態保護控制奠定了良好的基礎。

電力系統的分布式控制(Distributed Control,DC)是相對於傳統的SCADA主站集中控制方式而言的,指的是多機系統,即用多台計算機(指嵌入式系統,包括PLC控制子站和STU/IED等)分別控制不同的設備和對象(如發電機、負荷、保護裝置等),各自構成獨立的子系統,各子系統之間通過通信網路互聯,通過對任務的相互協調和分配而完成系統的整體控制目標[12]。分布式控制的核心特徵就是“分散控制,集中管理”。在電力系統的3道防線的基礎上,結合分布式控制技術,建立CPPS的3層控制架構,如圖4所示。

其中,分布式控制層主要是在故障發生的起始階段(緩慢開斷階段)採取的控制 措施 ,其控制目標應該是保證系統在不嚴重故障下的穩定性,防止故障的蔓延。過程式控制制層是在系統已經發生嚴重故障時(級聯崩潰開始階段)所採取的廣域緊急控制措施,需要付出較大的代價。通常針對可能會使系統失穩的特定故障,往往需要投切非故障設備以保證系統的穩定性。廣域的緊急控制措施應該在故障被識別出的第一時間立即實施,控制措施實施越晚,控制效果越差。優化控制層是在前兩層控制均拒動或欠控制而沒有取得控制效果,同時在檢測到各種不穩定現象後所採取的控制措施,通常需要進行多輪次的切負荷和振盪解列。在電力恢復階段,要有自適應的黑啟動和自痊癒的控制方案。

6 結語

將CPS 方法 引入到電力系統中,建立CPPS的模型平台,為建立堅強自愈的智能電網提供新的思路。文中對CPPS中的同步PMU測量技術、開放式通信 網路技術 、分布式控制技術分別進行了簡單介紹。

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D. 物理專業畢業論文格式是怎麼樣的

論文的格式各專業的都是換湯不換葯,基本相同。輕松無憂論文網表示,主要有以下幾個部分:
1、論文書寫格式:
論文的書寫格式一般包括以下內容:①論文標題;②作者姓名、工作單位、郵編;③摘要;④關鍵詞;⑤正文;⑥參考文獻。
2、論文內容要求:
①立意新穎、論點鮮明、內容健康積極;②層次分明、文字簡練、語言流暢;③具有真實性、科學性、實用性;④資料翔實、數據可靠、論據充分、結論准確;⑤突出報到研究成果和教學經驗,具有較高的學術價值和交流價值。
3、論文摘要要求:
摘要是介紹作者的研究內容、研究方法、研究過程,研究的目的、意義,要求簡明扼要。一般字數要求100~200字。
4、引語、參考文獻及其他要求。

E. 物理論文怎麼寫

我們的生活離不開陽光,通常我們認為陽光是一種單色光(單一波長的光)。其實,籠罩在我們周圍的光線本身是復色光(由兩種或兩種以上的單色光組成的光線),他是由不同波長波線的單色光組成的。

F. 物理小論文怎麼寫

1、寫一寫你對一個物理現象的觀察,或過程、或提問、猜想、假設,可以沒有結論,也可以有結論,要依據你的生活經驗或已有的知識
寫。要用心觀察,用腦思考。力的、光的、聲的等等都可以。
2、描述你對一個問題的思考。
3、寫一寫你上過的一節物理課。
4、寫一寫你聽說過的與物理有關的事物,可以以對話形式寫。

G. 大學物理學術論文

21世紀是知識爆炸的時代,大學物理也不例外。這是我為大家整理的大學物理學術論文,僅供參考!

大學物理學術論文篇一

中學物理中的物理模型

摘要:本文闡述了物理模型的概念、功能,中學物理教材中常見的六種物理模型,物理模型在中學物理教學中地位和作用,以及中學階段在物理模型的教學過程中應該注意的若干問題。

關鍵詞:中學物理;教學;物理模型

一、物理模型的概念及功能

物理學所分析、研究的實際問題往往很復雜,有眾多的因素,為了便於著手分析與研究,物理學往往採用一種“簡化”的方法,對實際問題進行科學抽象化處理,保留主要因素,略去次要因素,得出一種能反映原物本質特性的理想物質(過程)或假想結構,此種理想物質(過程)或假想結構就稱之為物理模型。

物理模型按其設計思想可分為理想化物理模型和探索性物理模型。前者的特點是突出研究客體的主要矛盾,忽略次要因素,將物體抽象成只具有原物體主要因素但並不客觀存在的物質(過程),從而使問題簡化。如質點模型、點電荷模型、理想氣體模型、勻速直線運動模型等等。後者的特點是依據觀察或實驗的結果,假想出物質的存在形式,但其本質屬性還在進一步探索之中。如原子模型、光的波粒二象性模型等等。

人們建立和研究物理模型的功能主要在於:

一是可以使問題的處理大為簡化而又不會發生大的偏差,從中較為方便地得出物體運動的基本規律;

二是可以對模型討論的結果稍加修正,即可用於對實際事物的分析和研究;

三是有助於對客觀物理世界的真實認識,達到認識世界,改造世界,為人類服務之目的。

二、中學物理教材中經常碰到的幾種物理模型

物理模型就它在實際問題中所扮演角色或所起作用的不同,可分為:

1.物理對象模型 即把物理問題的研究對象模型化。

例如質點,捨去和忽略形狀、大小、轉動等性能,突出它具有所處位置和質量的特性,用一個有質量的點來描述,又如點電荷、彈簧振子、單擺、理想變壓器、理想電表等等,都是屬於將物體本身的理想化。

另外諸如點光源、電場線、磁感線等,則屬於人們根據它們的物理性質,用理想化的圖形來模擬的概念。

2.物理過程模型 即把研究對象的實際運動過程進行近似處理。排除其在實際運動過程中的一些次要因素的干擾,使之成為理想的典型過程。

如研究一個鐵球從高空中由靜止落下的過程。首先應考慮吸引力,由公式F=GMm�r2可知,鐵球越接近地面,F就越大,其次還要考慮空氣阻力、風速、地球自轉等影響。這樣考查鐵球下落運動過程就顯得十分復雜,研究起來十分不便。為此,我們在研究過程上突出鐵球下落的主要因素,即受重力作用,而忽略其它次要影響,並把重力視為恆力,通過如此簡化,使研究問題簡化,其研究結果也不致影響到基本規律的正確性。從而成為物理學中一個典型的運動過程,即自由落體運動。這種物理模型稱之為過程模型。

教材中的勻速直線運動、簡諧振動、彈性碰撞;理想氣體的等溫、等容、等壓、絕熱變化等等都是將物理過程模型化。

3.物理條件模型 如自由落體運動規律就是在建立了“忽略空氣阻力,認為重力恆定”的條件模型之後才得出來的。力學中的光滑斜面;熱學中的絕熱容器;電學中的勻強電場、勻強磁場等等,也都是把物體所處的條件理想化了。

4.物理等效模型 即通過充分挖掘原有物理模型的特徵去等效具有相似性質或特點的現象和相似運動形態的物質和運動。如將理想氣體分子等效為彈性小球,並用彈性小球對器壁的碰撞去解釋和推導氣體壓強公式,用單擺振動模型去等效類比電磁振盪過程等等。

5.物理實驗模型 在實驗的基礎上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,然後根據邏輯推理法則,對過程作進一步的分析,推理,找出其規律,得出實驗結論。

如伽利略就是從斜槽上滾下的小球滾上另一斜槽,後者坡度越小,小球滾得越遠的實驗基礎上提出了他的理想實驗――在無摩擦力情況下,從斜槽滾下的小球將以恆定的速度在無限長的水平面上永遠不停地運動下去,從而推翻了延續兩千多年的“力是維持物體運動的不可缺少”的結論,為慣性定律(牛頓第一定律)的產生奠定了基礎。

再如在研究電場強度時,設想在電場中放置一個不會引起電場變化的點電荷,去考查它在各點的F�q值等等。

6.物理數學模型 即建立以物理模型為描述對象的數學模型,進行對客觀實體近似的定量計算,從而使問題由繁到簡。如單擺的擺線與豎直方向的夾角不得大於50,使弧線計算轉化為三角計算等等。

三、物理模型在中學物理教學中的地位和作用

1.建立正確鮮明的物理模型是物理學研究的重要方法和有力手段之一

物理學所研究的各種問題,在實際上都涉及許多因素,而模型則是在抓住主要因素,忽略次要因素的基礎上建立起來的。它具有具體形象、生動、深刻地反映了事物的本質和主流這一重要屬性。

如“質點”模型,在物體的宏觀平動運動中,描述運動的物理量位移、速度、加速度等對同一物體來說其上各點都相同,在這些問題的研究中,運動物體的大小和形狀是可不考慮的,故可將運動物體質點化,即用質點模型來取代真實運動的物體。

2.正確鮮明的物理模型本身就是重要的物理內容之一,它與相應的物理概念、現象、規律相依託

人們認識原子結構的進程中,從湯姆遜模型到盧瑟福模型的飛躍就是生動的反映。

愛因斯坦光電效應方程的建立成功地解釋了光電效應,而它是建立在反映光粒子性的“光子”模型之上的。

諸多的事實都在說明大凡物理現象、過程、規律都直接與之相應的物理模型關聯著;一定的物理模型又是最生動最集中地反映著相應的物理概念、現象、過程和規律,二者密不可分。

3.正確鮮明的物理模型的建立,使許多抽象的物理問題變得直觀化、具體化、形象化

例如,電場線對電場的描述,磁感線對磁場的描述。分子模型對理解分子動理論的基本觀點,原子核式結構對a粒子散射實驗現象的解釋;光子模型對光的粒子性的理解等等,凡是學物理的人都會感受到物理模型所給予的無可爭辯的重要作用。

四、物理模型的教學要著眼於學生掌握建立正確鮮明的物理模型這一根本方法

物理模型是物理基礎知識的一部分,屬物理概念的范疇。學習前人為我們創造的各種物理模型是完成教學內容的重要組成部分,培養學生掌握這一方法,即對一個具體的物理內容、現象或過程能反映出一幅鮮明的“物理圖景”,是培養學生科學思維能力的一個重要方面。為此,我們在教學中應注意如下幾點:

1.講清各物理模型設計的依據。物理模型看上去是獨立的,但設計物理模型的思想是相通的。

2.講授物理模型要前後呼應,觸類旁通。運動學中建立的“質點”模型,發展到質點動力學中,萬有引力定律中,以至物體轉動問題中,還可引伸到單擺中的擺球,彈簧振子中的振子,甚至幫助我們建立電學中的點電荷模型,光學中的點光源模型。

3.物理模型思維貫穿在物理教學的過程中,隨著人們對某個物理問題認識的不斷深刻和提高,物理模型也必將隨之完善和准確。例如對於光本性的問題,人們從牛頓的微粒說,惠更斯的波動說、電磁說、粒子說到波粒二象性,在此發展過程中光的模型也隨之一次次地得到深化。

4.在平時的例題教學中也是處處體現了物理模型的重要地位和作用。解答各類物理習題,學生能否依據題意建立起相應的物理模型,是解題成敗的重要環節。如果解題者所理解的題意中的物理模型與命題者的設計模型一致,題意就必然變得清晰鮮明,習題的難點便會隨之而突破,這種例子是垂手可得的。

總之,物理模型的教學確實需要我們予以足夠的重視,這個問題對提高我們的物理教學水平關系甚大。

大學物理學術論文篇二

物理猜想與中學物理教學

【摘 要】闡述物理猜想在中學物理教學中的意義及教師在物理課堂教學中引導學生進行物理猜想的方法。

【關鍵詞】中學 物理猜想 物理教學

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A

【文章編號】0450-9889(2014)11B-0076-02

隨著基礎教育課程改革的逐步深入,在新課程標准中,對高中生在學習物理過程中的學習能力提出了更高的要求,由此教會學生運用物理猜想方法可以讓學生更有效地學好物理。為了促進中學生學會運用物理猜想方法,新課程的物理教材刻意設計了許多研究物理現象的活動。以此增進學生對物理知識的理解,提高學生學習物理知識的能力,例如提出問題、猜想與假設、合作與交流等能力。這些基本能力是確保科學研究各種物理現象得以順利進行的前提和基礎。只有通過猜想、假設,並經過許多的研究活動,才能使研究物理現象過程順利完成。根據筆者這十多年的教學經驗,總結出物理猜想對高中物理教學的作用以及如何通過物理猜想提高物理教學的經驗,現淺談自己的看法。

一、物理猜想對中學物理教學有著重要的意義

新課標義務教育階段的物理課程中,提出要鼓勵學生積極大膽地進行科學研究,使學生從基本的科學研究過程中學到科學研究的方法,最終達到提高他們的科學研究能力的目的。使學生養成尊重事實、大膽想像的科學習慣,發揚研究真理的科學精神;培養學生敢於質疑、勇於創新、戰勝困難的信心和決心。在中學物理教學中教師的作用是引導學生進行科學猜想,引導學生進行科學探索活動,提升他們的科學探索創新能力。鼓勵他們在研究活動過程中,根據已經了解的物理知識和物理現象,進行猜想與假設,然後設計實驗,通過親自動手做實驗來驗證自己的猜想與假設。因此,要達到新課標中的要求,筆者認為猜想在新課程標準的教學過程中的運用起到了關鍵的作用。物理猜想的運用是教育教學發展的要求,也是促進物理教育教學改革和發展的需要。筆者認為運用物理猜想法在中學物理教學中有以下幾個重要的意義。

1.提高學生學習興趣和增進學生學習主動性

學生往往對新生事物比較好奇,都希望能夠盡快了解其中的知識、規律和奧秘。如果在中學物理教學過程中多鼓勵學生對所要學習的物理現象猜想出其可能出現的某些現象或規律,那麼不但能增強學生的新奇心,而且還能激發學生的探究意識和能力,使他們更能積極地深入到學習新知識當中。鍛煉和培養中學生的物理猜想能力,能提高學生對研究物理問題的興趣和慾望。興趣和慾望正是學生學習物理知識的動力。因此,物理猜想是提高學生學習興趣和增進學生主動學習的好方法。

2.提高學生的思維能力

在中學物理教學過程中,教師要經常通過提出問題並引導學生根據他們現有知識和理解問題的能力進行猜想,經過觀察、實驗、歸納、總結等進行嚴格推理和驗證,使學生在學習物理知識的過程中逐漸提高他們的發散思維能力,也使他們思想更加靈活。因此通過猜想法不僅使學生容易理解和掌握物理知識,而且有利於提高學生的思維能力。

3.有利於學生鞏固所學的物理知識

物理猜想是學生根據自己的思維意識進行推測,是開放性的思維方式。經過對事物仔細觀察和辯別認識,提高了學生對事物整體性的研究,促進學生的思維進程,使學生迅速地理解和掌握新知識。如果這些新知識是由學生自己主動猜想後經過驗證推理得來的,那麼學生就比較容易接受。因此,這些物理現象及規律就會深深刻印在學生的心裡,鞏固這些新的物理知識。

4.培養學生創新能力

在新課程標准中,特別著重對中學生創新能力培養。科學的物理猜想是培養中學生創新能力的主要方法之一。科學的物理猜想對中學生創新能力的培養起著積極的作用,它能提高學生的反應能力和靈活解題能力。因此,科學的物理猜想能夠非常有效地提高中學生的創新能力。

二、教師在物理課堂教學中引導學生進行物理猜想的方法

教師在教學過程中為了盡可能地發揮學生的想像能力,要根據學生現已掌握的物理知識、興趣愛好和想像能力等引導學生提出猜想。教師如何更好地引導學生運用已掌握的物理知識和技能來構建出新的物理猜想呢?筆者認為,教師在實際教學過程中需要講究提出猜想一些方法。

1.啟發學生根據自己各種經歷、各種經驗和已學的知識提出猜想

科學發展的經驗告訴我們,科學的猜想並非胡亂猜測,它需要有科學依據,要根據學生的經歷、經驗、生活常識等提出猜想。愛因斯坦創立的“相對論”起初就是根據前人的經驗、自己的經歷以及自己掌握的科學知識提出的猜想,然後通過觀察、推理、推導、證明,才提出了理論依據,最後才建立了舉世聞名的“相對論”。例如,在學習“自由落體運動”時,先讓學生觀察羽毛和鐵片在有空氣的玻璃管中同時下落的情況,再啟發他們猜想如果將玻璃管中的空氣抽出後,再讓羽毛和鐵片同時下落會出現什麼情況。讓學生猜想並記下這些猜想,然後通過演示實驗讓學生觀察,最後得出結論。這種通過啟發學生猜想和實驗演示相結合的教學方法,更能加深學生理解所學的物理知識。

2.激勵學生討論,誘發物理猜想

在教學過程中學生引導學生進行猜想時,應該將學生分成幾個組,讓各組提出各自不同的猜想,並由他們各自陳述自己猜想的理由和依據。激勵他們討論、爭辯,經過討論和爭辯提高他們對物理猜想的興趣和對物理猜想的積極性。例如,在學習“牛頓第二定律”時,將同學們分成兩個小組,一組猜想物體的加速度與力的關系,另一組猜想物體的加速度與質量的關系,然後讓他們分別做實驗,得出結論。教師在課堂中認真聽取各組學生的觀點後,引導誘發他們討論並猜想加速度與力及質量的關系,最後總結出牛頓第二定律。這樣能更好地完成教學任務,取得更好的教學效果。

3.鼓勵學生大膽猜想

在教學過程中許多學生由於害怕自己提出的猜想被其他同學取笑或者自己提出的猜想不正確被老師責怪而羞以啟齒,這時教師應該鼓勵、引導學生大膽猜想,消除他們的顧慮。例如,研究玻璃的折射率時,可以猜想單色光通過平行玻璃磚後傳播方向是否發生改變。先鼓勵學生大膽進行猜想其出射的方向,並記下來。不管他們的猜測是否合理、准確,教師都要持平和的態度,讓實驗驗證結果。只有這樣才能提高學生的學習積極性,增強學生科學猜想的意識。

4.創造良好的猜想條件

在教學過程中,當教學到有利於培養學生猜想能力的內容時,教師應該積極引導鼓勵學生進行猜想。例如,在“楞次定律”教學中,教師在課堂演示讓磁體的N極靠近閉合的鋁環的實驗之前,先啟發學生猜想讓磁體的N極靠近閉合的鋁環時會看到什麼現象,讓磁體的N極去靠近有缺口的鋁環時又會看到什麼現象。然後通過實驗引導學生注意觀察實驗現象。同樣,讓磁體的S極去靠近閉合的鋁環時又會出現什麼情況。總之,教師要盡最大可能為學生進行猜想創造條件。

物理猜想既是一種自由嘗試,也是一種嚴謹的創造,因此,在教學過鋥中,教師要善於抓住每一個有利於提高學生猜想能力的機會,鼓勵學生大膽猜想,從而提高他們的思維能力,增加他們學習物理的興趣,進而提高物理教學的效率。

【參考文獻】

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H. 物理學論文範文

物理學給人類提供了大量的物質財富,同時也提供了精神財富。物理學的高技術和強滲透性也使之成為社會發展的重要推動力。下面是我為大家整理的物理學論文,供大家參考。

物理學論文範文一:物理學在科技創新中的效用

摘要:論述了X射線的發現,不僅對醫學診斷有重大影響,還直接影響20世紀許多重大發現;半導體的發明,使微電子產業稱雄20世紀,並促進信息技術的高速發展,物理學是計算機硬體的基礎;原子能理論的提出,使原子能逐步取代石化能源,給人類提供巨大的清潔能源;激光理論的提出及激光器的發明,使激光在工農業生產、醫療、通信、軍事上得到廣泛應用;藍光LED的發明,將點亮整個21世紀.事實告訴我們,是物理學推動科技創新,由此得出結論:物理學是科技創新的源泉.昭示人們,高校作為培養人才的場所,理工科要重視大學物理課程.

關鍵詞:X射線;半導體;原子能;激光;藍光LED;科技創新;大學物理

1引言

物理學是一門研究物質世界最基本的結構、最普遍的相互作用以及最一般的運動規律的科學[1-3],其內容廣博、精深,研究方法多樣、巧妙,被視為一切自然科學的基礎.縱觀物理學發展歷史可以發現:其蘊含的科學思維和科學方法能夠有效促進學生能力的培養和知識的形成,同時,其每一次新的發現都會帶動人類社會的科技創新和科技發展.正因如此,大學物理成為了高等學校理、工科專業必修的一門基礎課程.按照教育部頒發的相關文件要求[4-5],大學物理課程最低學時數為126學時,其中理科、師范類非物理專業不少於144學時;大學物理實驗最低學時數為54學時,其中工科、師范類非物理專業不少於64學時.然而調查顯示,眾多高校(尤其是新建本科院校)並沒有嚴格按照教育部頒發的課程基本要求開設大學物理及其實驗課程.他們往往打著“寬口徑、應用型”的晃子,大幅壓縮大學物理和大學物理實驗課程的學時,如今,大學物理及其實驗課程的總學時數實際僅為32-96學時,遠遠低於教育部要求的最低標准(180學時).試問這么少的課時怎麼講豐富、深奧的大學物理?怎麼能夠真正發揮出大學物理的作用?於是有的院、系要求只講力學,有的要求只講熱學,有的則要求只講電磁學,…面對這種情況,大學物理的授課教師在無奈狀態下講授大學物理.從《大學物理課程報告論壇》上獲悉,這不是個別學校的做法,在全國具有普遍性.殊不知,力、熱、光、電磁、原子是一個完整的體系,相互聯系,缺一不可.這種以消減教學內容為代價,解決課時不足的做法,就如同削足適履,是對教育規律不尊重,是管理者思想意識落後的一種體現.本文且不論述物理學是理工科必修的一門基礎課,只論及物理學是科技創新的源泉這一命題,以期提高教育管理者對大學物理課程重要性的認識.

2物理學是科技創新的源泉

且不說力學和熱力學的發展,以蒸汽機為標志引發了第一次工業革命,歐洲實現了機械化;且不說庫倫、法拉第、楞次、安培、麥克斯韋等創立的電磁學的發展,以電動機為標志引發了第二次工業革命,歐美實現了電氣化.這兩次工業革命沒有發生在中國,使中國近代落後了.本文著重論述近代物理學的發展對科學技術的巨大推動作用,從而得出結論:物理學是科技創新的源泉.1895年,威廉•倫琴(WilhelmR魻ntgen)發現X射線,這種射線在電場、磁場中不發生偏轉,穿透能力很強,由於當時不知道它是什麼,故取名X射線.直到1912年,勞厄(MaxvonLaue)用晶體中的點陣作為衍射光柵,確定它是一種光波,波長為10-10m的數量級[6].倫琴獲1901年諾貝爾物理學獎,他發現的X射線開創了醫學影像技術,利用X光機探測骨骼的病變,胸腔X光片診斷肺部病變,腹腔X光片檢測腸道梗塞.CT成像也是利用X射線成像,CT成像既可以提供二維(2D)橫切面又可以提供三維(3D)立體表現圖像,它可以清楚地展示被檢測部位的內部結構,可以准確確定病變位置.當今,各醫院都設置放射科,X射線在醫學上得到充分利用.X射線的發現不僅對醫學診斷有重大影響,還直接影響20世紀許多重大科學發現.1913-1914年,威廉•享利•布拉格(willianHenrgBragg)和威廉•勞侖斯•布拉格(WillianLawrenceBragg)提供布拉格方程[6,P140]2dsinα=kλ(k=1,2,3…)式中d為晶格常數,α為入射光與晶面夾角,λ為X射線波長.布拉格父子提出使用X射線衍射研究晶體原子、分子結構,創立了X射線晶體結構分析這一學科,布拉格父子獲1915年諾貝爾物理學獎.當今,X射線衍射儀不僅在物理學研究,而且在化學、生物、地質、礦產、材料等學科得到廣泛應用,所有從事自然科學研究的科研院所和大多數高等學校都有X射線衍射儀,它是研究物質結構的必備儀器.1907年,威廉•湯姆孫(W•Thomson)發現電子,電子質量me=9.11×10-31kg,電子荷電e=-1.602×10-19C.電子的荷電性引發了20世紀產生革命.1947年,美國的巴丁、布萊頓和肖克利研究半導體材料時,發現Ge晶體具有放大作用,發明了晶體三極體,很快取代電子管,隨後晶體管電路不斷向微型化發展.1958年,美國的工程師基爾比製成第一批集成電路.1971年,英特爾公司的霍夫把計算機的中央處理器的全部功能集成在一塊晶元上,製成世界上第一個微處理器.80年代末,晶元上集成的元件數已突破1000萬大關.微電子技術改變了人類生活,微電子技術稱雄20世紀,進入21世紀微電子產業仍繼續稱雄.到各個工業區看看,發現電子廠比比皆是,這真是小小電子轉動了整個地球啊!電子不僅具有荷電性,還具有荷磁性.

1925年,烏倫貝克—哥德斯密脫(Uhlenbeck-Goudsmit)提出自旋假說,每個電子都具有自旋角動量S軋,它在空間任意方向上的投影只可能取兩個數值,Sz=±h2;電子具有荷磁性,每個電子的磁矩為MSz=芎μB(μB為玻爾磁子)[7].電子的荷磁性沉睡了半個多世紀,直到1988年阿貝爾•費爾(AlberFert)和彼得•格林貝格爾(PeterGrünberg)發現在Fe/Cr多層膜中,材料的電阻率受材料磁化狀態的變化呈顯著改變,其機理是相臨鐵磁層間通過非磁性Cr產生反鐵磁耦合,不加磁場時電阻率大,當外加磁場時,相鄰鐵磁層的磁矩方向排列一致,對電子的散射弱,電阻率小.利用磁性控制電子的輸運,提出巨磁電阻效應(giantmagnetoresistance,GMR),磁電阻MR定義MR=ρ(0)+ρ(H)ρ(0)×100%式中ρ(0)為零場下的電阻率,ρ(H)為加場下的電阻率[8].GMR效應的發現引起科技界強烈關注,1994年IBM公司依據巨磁電阻效應原理,研製出“新型讀出磁頭”,此前的磁頭是用錳鐵磁體,磁電阻MR只有1%-2%,而新型讀出磁頭的MR約50%,將磁碟記錄密度提高了17倍,有利於器件小型化,利用新型讀出磁頭的MR才出現筆記本電腦、MP3等,GMR效應在磁感測器、數控機庫、非接觸開關、旋轉編碼器等方面得到廣泛應用.阿爾貝?費爾和彼得?格林貝格爾獲2007年諾貝爾物理學獎.1993年,Helmolt等人[9]在La2/3Ba1/3MnO3薄膜中觀察到MR高達105%,稱為龐磁電阻(Colossalmagnetoresistance,CMR),鈣鈦礦氧化物中有如此高的磁電阻,在磁感測、磁存儲、自旋晶體管、磁製冷等方面有著誘人的應用前景,引起凝聚態物理和材料科學科研人員的極大關注[10-12].然而,CMR效應還沒有得到實際應用,原因是要實現大的MR需要特斯拉量級的外磁場,問題出在CMR產生的物理機制還沒有真正弄清楚.1905年,愛因斯坦提出[13]:“就一個粒子來說,如果由於自身內部的過程使它的能量減小了,它的靜質量也將相應地減小.”提出著名的質能關系式△E=△m莓C2式中△m.表示經過反應後粒子的總靜質量的減小,△E表示核反應釋放的能量.愛因斯坦又提出實現熱核反應的途徑:“用那些所含能量是高度可變的物體(比如用鐳鹽)來驗證這個理論,不是不可能成功的.”按照愛因斯坦的這一重大物理學理論,1938年物理學家發現重原子核裂變.核裂變首先被用於戰爭,1945年8月6日和9日,美國對日本的廣島和長崎各投下一顆原子彈,迫使日本接受《波茨坦公告》,於8月15日宣布無條件投降.後來原子能很快得到和平利用,1954年莫斯科附近的奧布寧斯克原子能發電站投入運行.2009年,美國有104座核電站,核電站發電量占本國發電總量的20%,法國有59台機組,佔80%;日本有55座核電站,佔30%.截至2015年4月,我國運行的核電站有23座,在建核電站有26座,產能為21.4千兆瓦,核電站發電量占我國發電總量不足3%,所以我國提出大力發展核電,制定了到2020年核電裝機總容量達到58千兆瓦的目標.核能的利用,一方面減少了化石能源的消耗,從而減少了產生溫室效應的氣體———二氧化碳的排放,另一方面有力地解決能源危機.利用海水中的氘和氚發生核聚變可以產生巨大能量,受控核聚變正在研究中,若受控核聚變研究成功將為人類提供取之不盡用之不竭的能量.那時,能源危機徹底解除.

20世紀最傑出的成果是計算機,物理學是計算機硬體的基礎.從1946年計算機問世以來,經歷了第一至第五代,計算機硬體中的電子元件隨著物理學的進步,依次經歷了電子管、晶體管、中小規模集成電路、大規模集成電路、超大規模集成電路;主存儲器用的是磁性材料,隨著物理學的進步,磁性材料的性能越來越高,計算機的硬碟越來越小.近日在第十六屆全國磁學和磁性材料會議(2015年10月21—25日)上獲悉,中科院強磁場中心、中科院物理所等,正在對斯格明子(skyrmions)進行攻關,斯格明子具有拓撲納米磁結構,將來的筆記本電腦的硬碟只有花生大小,ipod平板電腦的硬碟縮小到米粒大小.量子力學催生出隧道二極體,量子力學指導著研究電子器件大小的極限,光學纖維的發明為計算機網路提供數據通道.

1916年,愛因斯坦提出光受激輻射原理,時隔44年,哥倫比亞大學的希奧多•梅曼(TheodoreMaiman)於1960製成第一台激光器[14].由於激光具有單色性好,相乾性好,方向性好和亮度高等特點,在醫療、農業、通訊、金屬微加工,軍事等方面得到廣泛應用.激光在其他方面的應用暫不展開論述,只談談激光加工技術在工業生產上的應用.激光加工技術對材料進行切割、焊接、表面處理、微加工等,激光加工技術具有突出特點:不接觸加工工件,對工件無污染;光點小,能量集中;激光束容易聚焦、導向,便於自動化控制;安全可靠,不會對材料造成機械擠壓或機械應力;切割面光滑、無毛刺;切割面細小,割縫一般在0.1-0.2mm;適合大件產品的加工等.在汽車、飛機、微電子、鋼鐵等行業得到廣泛應用.2014年,僅我國激光加工產業總收入約270億人民幣,其中激光加工設備銷售額達215億人民幣.

2014年,諾貝爾物理學獎授予赤崎勇、天野浩、中山修二等三位科學家,是因為他們發明了藍色發光二極體(LED),幫助人們以更節能的方式獲得白光光源.他們的突出貢獻在於,在三基色紅、綠、藍中,紅光LED和綠光LED早已發明,但製造藍光LED長期以來是個難題,他們三人於20世紀90年代發明了藍光LED,這樣三基色LED全被找到了,製造出來的LED燈用於照明使消費者感到舒適.這種LED燈耗能很低,耗能不到普通燈泡的1/20,全世界發的電40%用於照明,若把普通燈泡都換成LED燈,全世界每個節省的電能數字驚人!物理學研究給人類帶來不可估量的益處.2010年,英國曼徹斯特大學科學家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•諾沃肖洛夫(Kon-stantinNovoselov),因發明石墨烯材料,獲得諾貝爾物理學獎.目前,集成電路晶體管普遍採用硅材料製造,當硅材料尺寸小於10納米時,用它製造出的晶體管穩定性變差.而石墨烯可以被刻成尺寸不到1個分子大小的單電子晶體管.此外,石墨烯高度穩定,即使被切成1納米寬的元件,導電性也很好.因此,石墨烯被普遍認為會最終替代硅,從而引發電子工業革命[14].2012年,法國科學家沙吉•哈羅徹(SergeHaroche)與美國科學家大衛•溫蘭德(DavidJ.win-land),在“突破性的試驗方法使得測量和操縱單個量子系統成為可能”.他們的突破性的方法,使得這一領域的研究朝著基於量子物理學而建造一種新型超快計算機邁出了第一步[16].

2013年,由清華大學薛其坤院士領銜、清華大學物理系和中科院物理研究所組成的實驗團隊從實驗上首次觀測到量子反常霍爾效應.早在2010年,我國理論物理學家方忠、戴希等與張首晟教授合作,提出磁性摻雜的三維拓撲絕緣體有可能是實現量子化反常霍爾效應的最佳體系,薛其坤等在這一理論指導下開展實驗研究,從實驗上首次觀測到量子反常霍爾效應.我們使用計算機的時候,會遇到計算機發熱、能量損耗、速度變慢等問題.這是因為常態下晶元中的電子運動沒有特定的軌道、相互碰撞從而發生能量損耗.而量子霍爾效應則可以對電子的運動制定一個規則,電子自旋向上的在一個跑道上,自旋向下的在另一個跑道上,猶如在高速公路上,它們在各自的跑道上“一往無前”地前進,不產生電子相互碰撞,不會產生熱能損耗.通過密度集成,將來計算機的體積也將大大縮小,千億次的超級計算機有望做成現在的iPad那麼大.因此,這一科研成果的應用前景十分廣闊[17].物理學的每一個重大發現、重大發明,都會開辟一塊新天地,帶來產業革命,推動社會進步,創造巨大物質財富.縱觀科學與技術發展史,可以看出物理學是科技創新的源泉.

3結語

論述了X射線,電子、半導體、原子能、激光、藍光LED等的發現或發明對人類進步的巨大推動作用,自然得出結論,物理學是科技創新的源泉.打開國門看一看,美國的著名大學非常注重大學物理,加州理工大學所有一、二年級的公共物理課程總學時為540,英、法、德也在400-500學時[18].國內高校只有中國科學技術大學的大學物理課程做到了與國際接軌,以他們的數學與應用數學為例,大一開設:力學與熱學80學時,大學物理—基礎實驗54學時;大二開設:電磁學80學時,光學與原子物理80學時,大學物理—綜合實驗54學時;大三開設:理論力學60學時,大學物理及實驗總計408學時.在大力倡導全民創業萬眾創新的今天,高等學校理所應當重視物理學教學.各高校的理工科要按照教育部高等學校非物理類專業物理基礎課程教學指導委員會頒發的《非物理類理工學科大學物理課程/實驗教學基本要求》給足大學物理課程及大學物理實驗課時.

參考文獻:

〔1〕祝之光.物理學[M].北京:高等教育出版社,2012.1-10.

〔2〕馬文蔚,周雨青.物理學教程[M].北京:高等教育出版社,2006.I-V1.

〔3〕倪致祥,朱永忠,袁廣宇,黃時中,大學物理學[M].合肥:中國科學技術大學出版社,2005.前言.

〔4〕教育部高等學校非物理類專業物理基礎課程教學指導分委員會.非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求[J].物理與工程,2006,16(5)

〔5〕教育部高等學校非物理類專業物理基礎課程教學指導分委員會.非物理類理工學科大學物理實驗課程教學基本要求[J].物理與工程,2006,16(4):1-3.

〔6〕姚啟鈞,光學教程[M].北京;高等教育出版社,2002.138-139.

〔7〕張怪慈.量子力學簡明教授[M].北京:人民教育出版社,1979.182-183.

〔8〕孫陽(導師:張裕恆).鈣鈦礦結構氧化物中的超大磁電阻效應及相關物性[D].中國科學技術大學,2001.10-11.

物理學論文範文二:初中物理學科全息教學的運用

一、全息教學在初中物理教學中運用的策略

1.運用全息理論,對初中物理教學課型進行合理選擇與搭配

新課改以後,物理課堂教學由傳統的講授內容方面轉變到物理的過程方面,其核心是給學生提供機會、創造機會。因此,在物理教學中,教師要善於運用全息教學理論,並根據學生的生活經驗和已有的知識背景,對課型合理地選擇與搭配,帶領學生運用多種方法對物理知識進行重演在現,激勵學生發現並提出問題,進而激發學生學習物理的興趣,培養學生創新和探究能力。例如:在講靜電屏蔽時,首先帶領學生對靜電屏蔽進行了實驗,並得到了正確的結果。突然有一個學生提出問題“:用電吹風吹頭時,電吹風其對電視信號有影響,那麼是不是靜電屏蔽不完全成立?”於是帶領學生們又做了如下實驗:將一個手機放在一個密閉的紙盒內,用另一部手機呼叫,學生們聽到了響聲。再讓同學思考,如果將手機放在前面做過實驗的金屬籠內,是否能聽到鈴聲?多數學生根據靜電屏蔽原理猜測肯定不能。然而將手機放進鐵籠後,仍能聽到鈴聲。學生們都感到疑惑,難道靜電平衡理論有誤?針對這種現象讓大家思考了“靜電”二字,然後向學生們解釋手機信號是一種電磁波而不是靜電,其屬一種交變的電磁場,遇到金屬網時,金屬網會感應出同頻率的電磁波,只是強度變小,因此在仍能聽到籠中手機鈴聲,也解釋了,也就解釋了為什麼吹風機對電視信號有影響。這樣通過對物理知識重演再現與對比的方式,加深了學生對物理知識的理解,從而提高了教學質量。

2.運用全息理論,根據物理教材和學情選擇合適的教學方法

在進行物理教學時,物理教材中的安排的知識點難易程度不同,如果各個知識點都按照相同的教學方法去講解,容易理解的知識點學生會掌握的相對熟練,而對於相對較難的知識點,就可能會導致學生對其似懂非懂,這樣就會不利於學生的學習。這樣物理教師在運用全息理論時,不要一味的按照一個教學方法進行講解要注意對教學方法的改變,使學生能夠熟練地掌握知識點。另外,每個學生對於知識點的掌握情況不同,有些學生可能掌握的好一些,有些學生掌握的差一些,因此物理教師要根據學情來選擇教學方式,既要照顧那些掌握知識差的同學,也要讓掌握較好的同學能夠學到更多的知識。例如,在向同學講解“測量”的知識點時,對與學生來說這個相對知識點相對容易,在日常生活中很容易接觸到,因此教師在運用全息教學論時,可以先向學生對所要內容的主旨,主要思路進行講解,然後對主要知識點進行仔細講解,經過這樣的講解,學生會很容易對測量知識進行掌握。而在向學生講解“光學規律”時,學生對其中的規律和容易混淆,如果物理教師還按照講解“測量”方法向學生進行講解,學生就很難掌握。因此,教師要改變教學方法,既要向學生進行理論講解,也要帶領學生對個規律進行實驗,通過實驗加深學生對光學規律的理解,使學生對知識點能夠更好地掌握。3.運用全息理論,根據知識內容和特點選擇合適的評價方式在物理教學中,物理教師對學生的評價方式非常重要,有的評價方式會激發學生學習物理的知識的興趣,而有的評價方式可能使學生受到打擊,從而失去學習物理的興趣。因此教師要合理的運用全息理論,並且根據知識內容和特點選擇合適的評價方式,激發學生學習物理的興趣。例如,在課堂上讓學生回答問題時,學生回答對了要給與肯定的評價,而如果學生回答錯了,要用積極的評價方式去評價,用全息理論去告訴他,其在探討知識的過程中,沒有選擇正確的方式方法,讓其用正確的方式再去進行探討,這樣既讓學生知道了自己了不足,也對學生進行了鼓勵學生,這樣學生就會樂意去學習,從而大大地提高物理教學質量。

二、結束語

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