个人介绍
物理新科技实验赏析与设计 朱姗姗等
提供学校: 兴发国际手机网址
院系: 数学与物理科学学院
课时: 32
教学目的: 《物理新科技实验赏析与设计》是面向所有本科专业的一门通识选修课,旨在培养学生的科技思想和科技意识 、通过学生亲身参加科技活动来培养高素质应用型人才。      教学方法:采用观察、体验、实验操作、学习指导相结合等教学方法,通过观摩演示实验现象,介绍控制技术,让学生操作体验,分析应用领域和应用前景,撰写学习体会。      教学条件:以物理实验中心的演示实验室和创新实验室为依托,学习演示实验仪器的构造、原理、操作,理解光电转换技术、陀螺定向技术、电磁加速技术等等,了解此技术在实际生活中的应用,撰写科技论文,以此设计研发仪器装置。 完成购置和准备设计研发的元器件,如磁力启动器、交流制动电磁铁、位移传感器、减震橡胶垫、千分尺测头、永磁铁、恒温电焊台等,用于设计电磁加速装置、电子称称重系统等。      教学内容:学习操作实验教学中心演示物理实验室近160成套富含智能控制、光电转换等高科技含量的仪器设备,认识目前一系列常用的智能控制技术;学会3D成像设备的调整技术,认识3D电影的播放和成像调节;学习激光琴以及无皮鼓的光电转换、应用原理,理解常用的光控技术在航空航天技术中的应用;掌握飞转陀螺等设备的定向原理,认识定向控制技术;理解电磁炮、电磁加速器以及神奇秋千的运行原理,掌握电磁力的实际应用技术等。      课程特色:一改满堂灌、学生模仿的传统教学模式,进行体验式和实验操作指导相结合的教学手段,学会课后自学、思考、探讨,进而撰写科技论文,完成仪器系统设计开发,给学生自然亲切的快乐学习氛围。学生可将学到的技术直接应用于生活中,实用性强;自己操作演示实验仪,自己设计仪器装置,自己动手绘制电路图、自己连接电路,达到智能控制的欣喜增加了课程的体验性,体验性强。      课程创新点: 课程的开放性。可把目前的现有智能控制与单片机智能控制相结合,实现智能控制的时序性和安全性。
课程团队
朱姗姗,凝聚态物理硕士研究生,实验师,物理实验中心技术人员。研究方向为物理实验测试技术及实验室管理。

近三年来先后担任了大学物理实验 A1 A2 B C, 普通物理实验 1 2 等六门课程的教学工作,年课时量约 500 学时。

论文与著作

1、《 大学物理实验开放式教学模式探索研究 》,科教文汇,2014.10

2、 表面吸附氧原子的 GaAs 电子结构及光学性质的研究 》, 高压物理学报,2013.09

3、 一种基于霍尔传感器的电梯超载检测装置 》,实用新型专利,2015.12

4、《 集成运算放大器专用四路电源》,自制实验仪器,2015.08

5、 分光计教学视频 》,自制实验仪器,2015.08】

6、 CCD 测衍射光栅常数 》, 实验教学示范中心专项建设项目,2014.10

7、 波尔共振 》, 实验室开放基金项目,2012.10



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朱姗姗 实验师

刘家恩 副教授

单位:兴发国际手机网址

部门:数理学院

女, 1980年 8月出生。 2006年 6月毕业于延边大学理论物理专业,获硕士学位,同年进入兴发国际手机网址 任教师。 2008年 9月考入大连理工大学物理与光电工程学院,攻读博士学位。 2012年 9月毕业,获得理学博士学位。承担并完成国家自然科学基金项目一项,兴发国际手机网址 项目一项。攻读博士期间参与导师国家自然科学基金项目一项。已经在量子信息和量子光学研究方面发表 SCI论文 10余篇。在入职之后承担了并完成了力学、原子物理、光学、热力学与统计物理学、大学物理、大学物理实验等课程的教学任务。

科研项目

主持或参加科研项目(课题)及人才计划项目情况(按时间倒序排序):

1. 国家自然科学基金理论物理专项,11447149,光学腔系统中量子态制备与量子信息过程的理论研究,2015/01-2015/12,5万元,已结题,主持

2.国家自然科学基金理论物理专项,11247233,泵浦探测场中单分子体系的光谱统计特性,2013/01-2013/12,5万元,已结题,参与。

3.国家自然科学基金面上项目,11074028,耦合腔量子信息与量子模拟的理论研究,2011-01至2013-12,38万元,已结题,参与。

论文与著作

1 Qiu-Bo Fan * , Liu Dongdong , and Han Baiping , Generation of Quantum States for Atomic Ensemblevia Cavity QED, Int. J. Theor. Phys.,2014, 53 329–332.

2 Qiu-Bo Fan * , Generation of Bellstates via Lyapunov control on a two-qubit system with an anisotropic XYHeisenberg , Sci China Ser G-PhysMech Astron, 2011 ,53 (3): 474-478 .

3 Qiu-Bo Fan *, Implementation of the Fredkin gatewith a three-qubit mixed-spin Heisenberg model, Sci China Ser G-Phys MechAstron , 2010,53(7): 1276-1280.

4 Qiu-Bo Fan * , and Ling Zhou * , Generation ofCluster-Type Entangled Coherent States via Cavity QED , Int. J. Theor. Phys., 2010,49 : 128–133.

5 Qiu-Bo Fan * , and Ling Zhou * , Information storageand extraction between atoms and cavities , J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys.,2009, 42:145509 (1-6).

6 Qiu-Bo Fan * , One-stepimplementation of quantum phase gate in a cavity QED system , Chin. Phsy. Lett.,2008 , 25(2) 379-382.

7 Qiu-Bo Fan * , Remote Preparationof Photon Polarization States within a Network , Chin. Phys. Lett., 2008 , 25(1) 20-23.

8 Qiu-Bo Fan * ,  Dong-DongLiu , Controlled remoteimplementation of partially unknown quantum operation , Sci China Ser G-PhysMech Astron , 2008 , 51(11) 1661-1667.

9 Qiu-Bo Fan , Shou Zhang * , Probabilistic DenseCoding Using a Non-symmetric Multipartite Quantum Channel , Physics Letter A , 2006 , 348 160-165.

10 Qiu-Bo Fan, Li-Li Sun , and Shou Zhang * , ProbabilisticTeleportation of the Three-Particle Entangled GHZ State by Two PartialThree-Particle Entangled GHZ States , Journal of the Korean PhysicalSociety, 2005, 46(2) 385-387.
11 Qiu-Bo Fan, Li-Li Sun, Feng-YueLi, Zhe Jin , Shou Zhang * , Kyu-HwangYeon , and Chung-In Um , Superdense CodingUsing a Non-Symmetric Multipartite Quantum Channel , Journal of the KoreanPhysical Society, 2005 , 46 4 ): 769-773.

(12)樊秋波,刘冬冬.受控远程执行部分未知量子操作,中国科学 G 辑: 物理学 力学 天文学,2008.09(核心).

学术奖励

1、樊秋波,利用李雅普诺夫(Lyapunov)控制实现对具有各向异性XY相互作用系统的任意Bell态的制备,徐州市人民政府,2010-2011年度徐州市自然科学优秀学术论文奖,二等奖,2012

2、樊秋波,"十一五"科研工作先进个人,兴发国际手机网址 ,2011






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樊秋波 副教授

单位:兴发国际手机网址

部门:数理学院

作业习题

教学单元

作业习题

电磁炮、电磁加速器的技术

1、电磁炮的工作原理是什么?由哪些构成部分?

2、课后设计一个小型电磁加速系统。

水波演示仪

1、水波共振的原理是什么?

2、分析不同水波叠加效果的产生原理,以及需要的工具。

太阳能发电站系统

1、太阳能发电的机理?

2、目前太阳能电池的半导体材料有哪些?

3、太阳能发电站系统的组成部分?逆变器的作用是什么?

3D成像技术研究

1、3D成像技术的成像原理?

2、偏振片对3D效果的影响,如何调整?

激光琴的光电转换控制技术

1、光电转换的机理?

2、激光琴的构成部分?

陀螺设备的定向技术

1、陀螺仪如何实现定向技术?

2、陀螺仪的定向技术在实际生活中有哪些应用?

高压静电技术应用机理

1、生活中静电产生的例子有哪些?

2、高压静电的实验原理,仪器如何操作,需要注意哪些问题?

波动应用技术-鱼洗

1、鱼洗的操作方法?原理是什么?

辉光盘--高压辉光放电

1、高压辉光放电的实验原理是什么?

雅各布天梯电弧放电

1、极光的原理是什么?

2、雅各布天梯产生的电弧放电的原理?为什么是羊角形?

洛伦兹力的技术应用

1、洛伦兹力的方向判定

2、洛伦兹力的原理,仪器如何操作,各个电压旋钮的用处?


考核办法

课程考核采用期末考查和平时成绩相结合的方式,其中期末成绩40%、平时成绩60%。期末成绩采用撰写实验论文/科技作品设计的考查的形式,由指导教师根据每位学生撰写的科技论文或设计的科技作品评分,满分100分;平时成绩按每个实训项目的课堂纪律、操作情况及实训总结报告按满分100分评分,将所选项目的平均分为平时成绩。

课堂纪律

(满分20分)

实训项目操作

(满分40分)

实训总结报告

(满分40分)

严格遵守实验课基本要求和规章制度。(20分)

准确理解实验原理,掌握实验方法及步骤,仪器操作熟练规范,取得准确的实验结果。(40分)

实验报告书写规范认真,对实验数据独立处理和报告准确,对实验结果进行了合理的分析与讨论。(40分)

遵守实验课基本要求和规章制度情况一般或迟到2分钟以内。(15

较好运用实验原理,基本理解实验方法及步骤,仪器操作规范,取得较准确的实验结果。(20—30分)

实验报告书写规范认真一般,对实验数据独立处理但准确不够,对实验结果进行了较合理的分析与讨论。(20--30分)

尚能遵守实验课基本要求和规章制度情况或迟到5分钟以内。(10分)

基本能够运用实验原理,基本理解实验方法及步骤,仪器操作不熟练,实验结果不符合预期。(10--20分)

实验报告书写不够规范和认真,对实验数据尚能独立处理但报告不准确,尚能对实验结果进行了分析与讨论。(10--20分)

不能遵守实验课基本要求和规章制度或迟到5分钟以上。(0分)

实验原理不清晰,不能掌握实验方法及步骤,仪器操作不规范,实验结果不准确。(0--10分)。

实验报告书写马虎不认真,对实验数据不能独立处理,或缺乏对实验结果的分析与讨论。(0--10分)


课程内容设计

序号

教学单元

教学内容及要求

教学环节设计重点、难点

01

绪论

了解演示实验仪器,掌握演示仪器的基本使用方法。

重点:了解本课程的教学内容、教学目的。

难点:自主学习、探讨、设计仪器装置。

02

电磁炮、电磁加速器的技术

掌握电磁加速的原理介绍;

掌握电磁炮、电磁加速器的操作步骤。

重点:学习电磁加速器的工作原理及操作要求;

难点:了解电磁炮及电磁加速器的构造,自主研发设计一个小型电磁加速系统。

03

水波演示仪

学习演示波的形成、传播、反射、干涉原理;

了解水波演示仪的构造;

掌握不同波形的操作方法以及注意事项。

重点:学习波的形成、传播、反射、干涉现象及原理;

难点:了解水波演示仪的构成;理解不同水波叠加的形成。

04

太阳能发电站系统

学习太阳能发电站系统的原理及实验操作方法;

了解太阳能发电站系统的构造。


重点:太阳能光能转换成电能的技术原理,发电站系统的组成部分。

难点:太阳能发电的反应机理。


05

3D成像技术研究

学习3D成像的实验原理;

学习3D成像系统的组成部分;

掌握3D成像的操作、调整方法。

重点:3D成像的技术原理

难点:3D成像系统的组成及偏振片对成像效果的影响。

06

激光琴的光电转换控制技术

学习光电转换开关的工作原理;

掌握激光琴的实验原理以及操作方法;

重点:光电转换开关的工作原理及光电效应;

难点:激光琴的控制组成系统。

07

陀螺设备的定向技术

学习陀螺仪的进动原理;

学习陀螺仪定向转动的原理;

掌握陀螺仪的操作方法及注意事项。

重点:陀螺仪保持转轴方向不变的现象;

难点:陀螺仪定向转动的原理;陀螺仪的操作方法。

08

高压静电技术应用机理

学习高压静电演示仪的实验原理;

掌握演示仪的操作方法、注意要点。

重点:高压静电演示仪的实验原理;

难点:演示仪的操作方法、注意要点。

09

波动应用技术-鱼洗

学习波动共振原理;

学习鱼洗的实验操作方法及要点。

重点:鱼洗产生共振现象的实验原理;

难点:鱼洗的实验操作方法及要点。

10

辉光盘--高压辉光放电的原理

学习盘辉光高压放电的实验原理。

重点:辉光盘高压放电的实验原理;

难点:辉光球、辉光盘的控制系统。

11

雅各布天梯电弧放电的原理

学习雅各布天梯电弧放电的实验原理。

掌握雅各布天梯演示仪的操作方法和注意事项。

重点:雅各布天梯电弧放电的实验原理;

难点:雅各布天梯演示仪的系统组成。

12

洛伦兹力的技术应用

学习洛伦兹力的工作原理;

了解洛伦兹力演示器的构造级作用;

了解洛伦兹力演示器的工作原理;

掌握洛伦兹力演示器的操作方法。

重点:伦兹力演示仪的构造及作用;洛伦兹力演示仪的工作原理;

难点:洛伦兹力演示仪的操作方法。


参考文献

1.《物理新科技实验赏析与设计》课程讲义,朱姗姗主编。

2.《大学物理演示实验教程》,何兴,唐贵平,邓敏著,国防工业主出版社。

3.《大学物理演示实验教程》,陈汉军著,西南交通大学出版社。

4.《物理演示实验教程》,沈黄晋编著,科学出版社。

5.《物理演示实验教程》(第2版),路峻岭编著,清华大学出版社。


课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型 | 修改时间 | 大小 | 备注
1.2 电磁炮、电磁加速器的技术
视频
.mp4
2017-11-28 86.51MB
文档
.ppt
2017-11-28 246.50KB
1.3 水波演示仪
文档
.ppt
2016-06-23 262.00KB
1.4 太阳能发电站系统
视频
.MOV
2016-06-23 524.62MB
文档
.ppt
2016-06-23 154.00KB
1.5 3D成像技术研究
文档
.ppt
2016-06-23 147.00KB
1.6 激光琴的光电转换控制技术
视频
.mp4
2016-06-24 120.04MB
文档
.ppt
2016-06-24 983.00KB
1.7 陀螺设备的定向技术
文档
.ppt
2016-06-23 1.77MB
1.8 高压静电技术应用机理
文档
.ppt
2016-06-23 2.69MB
1.9 波动应用技术-鱼洗
视频
.mp4
2016-06-23 144.28MB
文档
.ppt
2016-06-23 208.50KB
1.10 辉光盘--高压辉光放电的原理
视频
.mp4
2016-06-24 49.20MB
文档
.ppt
2016-06-24 189.00KB
1.11 雅各布天梯电弧放电的原理
视频
.mp4
2016-06-24 113.04MB
文档
.ppt
2016-06-24 645.50KB
1.12 洛伦兹力的技术应用
视频
.mp4
2016-06-24 81.44MB
文档
.ppt
2016-06-24 251.00KB
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