在关于太阳能电池的文献中，一般都会给出输出电流?输出电压关系曲线和输出功率?输出电压关系曲线。 但很少见到关于太阳能电池的输出电压?负载电阻关系曲线、输出电流?负载电阻关系曲线，以及输出功率?负载电阻关系曲线。 本文从实验和理论两方面研究了这些关系曲线，实验测试和理论计算的结果相当一致，二者均表明，对确定的太阳能电池电路，随着负载电阻的增大，输出电压单调增大，输出电流单调减小，但输出功率不是单调变化的，而是存在一个最佳功率值，这个最佳功率值对应一个最佳负载电阻值。 此外，我们也研究了入射光强对太阳能电池输出电压、输出电流，以及输出功率的影响，发现这些输出量均随光强的增大而增大。 这些研究结果在太阳能电池电路的设计和应用中具有重要的意义。

硅光电池特性实验是应用电路实验手段，对待测的硅光电池的伏安特性进行研究。传统的实验教学并没有充分考虑测量仪表的接法对硅光电池测量结果的影响，导致学生实际操作实验过程中数据曲线不正常、效率偏低。本文给出了三种硅光电池负载测试的三种电路连接方式，深入对比分析了不同的电表接法对于硅光电池测量结果的影响。 学生通过对实验结果的数据处理分析与讨论，融汇理解硅光电池测量实验的要点，本实验培养了学生分析问题和解决问题的能力。

热辐射是大学物理实验教学的重要内容。 采用热辐射的双波段比色法与计算机视觉技术，成功设计并搭建了一个用于构建火焰温度场分布模型的实验装置。 该装置通过计算机视觉系统采集和匹配不同波段下的火焰热辐射数据，并依据双波段比色法的理论对实验数据进行计算，最终得到了火焰温度场分布模型。 同时，还使用 Python 语言开发了一套自动化采集与计算程序。 通过该装置，深入研究了不同因素对火焰温度和温度场分布的影响，并运用所测得的实验数据成功验证了普朗克黑体辐射定律。

紫外辐射人眼不可见，对人类的健康有利有弊，因此需要对其进行探测。 在各种类型的紫外探测器中，光电化学型紫外探测器因其制备简单、响应速度快、价格低廉及可自供能而备受关注。 本文利用商用 P25 纳米小球 FTO导电玻璃基底上制备了薄膜光阳极，在此基础上组装了三明治结构的光电化学型紫外探测器。 光电测试结果显示在 365 nm、光强为 35 ｍＷ·ｃｍ-2的紫外光照射下，器件的开路电压为 0.576 Ｖ、短路电流密度达到了 1.045ｍＡ·ｃｍ-2，响应上升时间为 0.010 ｓ、恢复时间为 0.012 ｓ。 在周期性紫外光的照射下，器件呈现稳定的、可重复的开关性能。 另外，器件在可见光区几乎没有响应，展示其可见光盲特性。 最后，器件在 5～35 ｍＷ·ｃｍ-2的光强范围内呈现线性输入输出性能。

利用永磁体间的同极相斥作用，构造一个磁力势阱，设计制作高度可调、底部防滑的不倒杆装置。 该装置抗干扰能力强、稳定性好，结构简单、设计巧妙，永磁体间磁力约束不需要外界提供电源，具有无接触控制、节能低成本等优势。

采用无模板溶胶?凝胶法，成功制备在可见光范围内具有高透射率和良好疏水性的宽谱带减反射双层 SiO₂涂层。 采用提拉法在石英基底上沉积 SiO₂双层涂层，底层和顶层的折射率分别为1.34和 1.15。 其中，底层由酸催化和碱催化混合 SiO₂溶胶制备得到，顶层薄膜的溶胶是使用六甲基二硅氮烷(ＨＭＤＳ)作为改性剂，制备得到三甲基硅烷化的  SiO₂ 纳米粒子体系。 根据优化膜系设计要求，选择合适工艺参数镀制双层涂层，测试结果显示， SiO₂ 双层涂层在可见光区的平均透射率为 98.64％，静态水接触角可达134°。

设计了一种利用声强衰减规律进行三维声源定位的实验方法，声源定位主要通过测量声源相对探源中心的距离、方向和高度实现。 利用声强比呈对数衰减的原理，推导了声波强度在空气中的衰减规律与声源距离的关系式；设计了一种角位移法测量声源方向，并给出了角位移大小与声强比到达峰值时的时间之间的关系式；通过电控升降平台，测定了声源到参考平台水平面的高度。 并制作了在1 立方米范围内的三维声源定位实验装置，实验结果表明，本实验装置在二维平面内，声源距离测量的最大相对误差为 2.3％，方位角测量的最大误差为 1.6°；在三维空间内，声源距离测量的最大相对误差为2.9％，高度测量的最大相对误差为 4.9％，方位角测量的最大误差为 0.8°，通过实验证明了本实验系统定位效果较好。

优异的理化性能使石墨材料在传感器领域成为了近年的研究热点。 设计了一种基于矩形悬臂梁、温控箱和湿度计的探究装置，测试了基于石墨片的应变和温度传感器的性能，其中，应变测量的线性度和灵敏度系数分别为 0.978 和 0.00196 Ω／με，温度测量的线性度和灵敏度系数分别为 0.945 和 0.05267 Ω／℃。 同时，还研究了湿度对于石墨片传感器性能的影响，发现湿度对石墨片导电性影响存在突变的阈值效应。 施加不同应变时，导电性突变的湿度临界值在 70％左右。 此研究结果表明，在利用石墨片进行电阻传感测量时，需在湿度低于 70％的环境中。

随着对涡旋光研究的深入，对涡旋光在各种介质中的传输控制提出了更高的要求。 本实验利用光泵效应在三能级热源子系统中完成了对涡旋光传输通断的控制，通过分别控制信号光的失谐程度、泵浦光的光功率大小以及铷原子气体池的温度高低等参数来调控信号光的传输透过率，从而实现对涡旋光传输的通断控制。 本文将理论与实验相结合，使学生通过实验更加充分地理解理论知识，培养和提高了学生的实践能力和创新意识。

设计的可视化金属丝弹性模量测量平台，利用干涉法测量光程差原理，开发了一套干涉光斑测量装置，准确地测量出了金属材料拉伸过程中的微小形变量。 引入机器视觉方法，实现了金属材料截面积的可视化测量。 所搭建的传动结构可连续、稳定地施加拉力，为平台所开发的图形化操作界面，使测量过程可视化，通过观察材料表面形貌特征位移来验证拉伸变化。 平台提高了实验测量精度，测量结果相对误差为3.3％。 该测量平台可作为综合性实验仪器应用于大学物理实验教学当中。

单光子计数是灵敏度最高的弱光测量技术，在生物医药、基础物理研究中具有广泛的应用，这使得光子计数实验成为核物理、核技术等学科本科生培养中的重要实验。 实际应用中，为了降低噪声干扰及提取时间关联信息，符合法已广泛地应用在光子计数技术中，而目前并没有将符合技术应用在单光子计数上的教学实验设备。 尤其，传统的光子计数教学实验设备需再匹配甄别器和符合模块，这增加了实验教学的成本以及复杂度。 为了加强对光子计数测量和符合法基本原理的理解，基于 FPGA（现场可编程门阵列）研制了符合型光子计数器。 “符合型光子计数器”在传统光子计数器的基础上，增加了双通道光子符合测量（计数及时间间隔）的功能，并将光源改进为经滤光片衰减的 TTL（晶体管?晶体管逻辑）信号调制的脉冲光源。 这使得仪器不仅满足传统教学实验仪器的需求，亦可基于仪器设计多种扩展性实验。

角动量和角动量守恒定律是大学物理教学中的重点和难点。 文章介绍了一套自制的集定性演示角动量的矢量性、定性演示和定量验证角动量守恒定律为一体的便携式角动量演示教具，探讨了其在研究型课堂演示实验教学过程中的应用。 该教具主要由旋转圆盘、穿珠圆盘、电动机、变速控制器等部分组成。 教具整体结构紧凑，方便携带，操作简便，现象十分明显，可将角动量矢量性和角动量守恒定律可视化，有利于突破角动量相关概念和规律的教学难点，实现高效课堂的生成。

以简化实验步骤作为出发点，利用光电效应实验仪测量液体折射率、电导率。 结合液体不同物理性质之间的关系，测量同种液体不同浓度时光电流的大小。借助 Origin 软件拟合光电流与液体折射率、电导率的定标曲线方程。 将所测的光电流的大小代入即可计算出液体折射率与电导率。

针对高校重要的综合性热学实验-不良导体导热系数测量装置中铜盘上下表面散热不均匀、散热系数存在差异而产生实验精度不高的问题,借助水冷交换器,自制水循环装置,通过在散热盘底部分别安装两块尺寸为40*80*10(mm)和五块尺寸为40*40*10(mm)的导冷块两种方式改进装置实现均匀散热,采集并处理数据,结果表明,第一种改进方式更佳,实验精度提高了 9-15 倍。在此基础上,基于半导体的塞贝克效应,利用加热盘与散热盘的余热,成功将后者由负载变为电源,设计了绿色环保发电模式--温差发电装置,实现了发光二极管之"光"和音乐之"声"和直流电机带动扇叶之“动”,并分析了三种负载端电压与温差特点及线性元件与非线性元件的伏安特性曲线。

交流电流流过 RLC谐振电路中会出现涡流，线圈电阻也将随交流频率的增加而急剧上升。由于单芯线圈与多芯线圈产生趋肤与邻近效应的机理不同，故两者的交流电阻随交流频率的增加趋势有所不同。 采用谐振法测量了单芯线及多芯线中电阻与交流频率的关系，仿真计算了单芯、多芯线圈在不同交流频率下的涡流损耗，表明在高频交流情况下，多芯线圈受涡流效应的影响要高于单芯线圈。 同时，实验测试与计算结果相吻合。

为解决集成电路因强干扰环境的干扰而导致的数据传输错误问题，实现在强干扰工业环境的良好通信。 基于纠错码可用来提高必要数据信号传输的完整性的原理，在目前现有的纠错码基础上进行改进与创新，提出一种交织异编解码方法。该织异编解码方法通过优化 UART 协议进行高可靠性传输，并使用 CRC校验码与可靠编码模块对传输数据进行检错与纠错，使集成系统更加适应复杂多变的工业环境。 最终以 AD 信号采集为例，对改进后的交织异算法进行了性能测试，证明该算法对于强干扰环境下数据的传输具有重要的检错与纠错作用。

为了实现电子芯片等小尺寸零部件的定位识别和精密检测，利用 Zemaｘ 软件设计了两种可以用于机器视觉的低畸变光学镜头。 系统焦距为 28.5 ｍｍ，物方视场为 10 ｍｍ。 通过仿真优化设计得到由六片透镜组成的全球面折射式镜头，总长为 90 ｍｍ，在空间频率100 1ｐｓ／ ｍｍ 处，所有视场的 MTF 都高于 0.5，最大畸变为-0.078％。 在此基础上，进一步优化设计得到折衍射混合镜头，共有四片透镜，总长为 75ｍｍ，相同空间频率处 MTF 高于 0.55，最大畸变为 0.071％。 考虑衍射面的衍射效率对系统 MTF的影响，混合系统的MTF 仍然高于 0.52。 通过仿真设计，既可以让学生了解机器视觉镜头的设计特点，还可以锻炼学生的创新能力。

以琼斯矩阵分析为基础，通过光学器件对象化设计，制作了一个具有沉浸式实验体验的、可科学定量分析的、能动态化展示偏振态图形的偏振光虚拟仿真实验。 项目既可以用于辅助物理实验教学，也可以直接开展虚拟仿真实验教学，可以促进实验教学改革，提升实验教学效果。 项目证明虚拟仿真实验是一种有效的教育信息化手段。

利用拉格朗日方程求解单摆的非线性动力学问题，并结合 Python 进行数值模拟，研究阻尼因素和扭矩驱动对单摆运动影响，模拟结果展示了单摆运动过程中摆角和角速度随时间的变化、相轨迹的演化，以及单摆在强驱动下出现的混沌现象。

在关于刚体转动的教学中通过先讲解规则刚体的转动惯量，再引导学生推导长方体刚体的转动惯量；接着提出如何测量智能手机的转动惯量的问题．引导学生课间与课后利用智能手机的陀螺仪传感器和 Phyphoｘ 软件，对手机的转动惯量进行了测量，得到了较好的结果．上述实验演示一方面不需要复杂庞大的演示仪器，教师与学生可以直接在课堂上进行自主操作测量，也可以让学生作为课后作业进行测量推算；另一方面，这个演示实验把刚体运动的若干知识点做了很好的综合，如规则长方体转动惯量的推算、平行轴定律、刚体转动动能、能量转换与能量守恒定律等。 上述工作为智能手机融入大学物理演示教学提供了有益尝试。

在开尔文电桥法测电阻电路的基础上，结合同轴电阻、PASCO 系统、微小信号放大器等仪器，实现了数字化测量。 避免繁琐调节步骤的同时，减小了由于待测电阻长时间通电，温度变化所导致的测量误差。 使用该方法测量铜的电阻率及电阻率温度系数，与标准值相比，测量误差较小，说明使用该方法减小测量过程中由于温度变化所导致的误差具有可行性。

通过分析“工匠精神”融入师范生创新创业素质教育（简称“匠创融合”式教育）的意义及现状，探索出四条有效融合路径，即拓宽“匠创融合”式教育的平台载体，夯实“匠创融合”式教育的师资队伍，强化“匠创融合”式教育的价值引领，营造“匠创融合”式教育的良好氛围。 研究表明，只有在创新创业实践中弘扬、传承、践行 “工匠精神”，才能有效培养创新创业能力，提升教师育人素质，提高师范生职业素养，增强创新创业育人实效。

基于通识教育思维，以“纳米材料与器件”为例，论述新工科专业选修课的建设发展问题。相关课程应依据科技、产业进展，丰富、明晰建设目标，合理衍生知识体系，构建逻辑自洽、特色鲜明、统筹兼顾的教学内容；通过多维度思政使智育与德育紧密结合，提升育人水平；采用弥合“教”与“学”偏差的改进策略，持续优化教学，更好地支撑学生发展。

大学物理实验是一门重要的理工科公共基础课程。 目前，以问题为导向的教学模式（PBL）在该门课程中的探索还不充分，有必要对其进行设计和实践，进一步提升大学物理实验的教学效果。 通过分析教学现状和需要解决的问题，首先从师资队伍建设着手，解决教师思想准备和协同配合问题。 然后以“分光计的调整和使用”实验为例，讨论课程问题的构架和课前、课中、课后各教学环节的融合式设计。 问卷调查结果说明PBL 的实施能够提高学生的学习兴趣并提升教学效果，能够为 PBL 教学模式在大学物理实验教学中的应用提供参考。

为培养学生“批判创新”能力，进一步提升物理实验课程“两性一度”，依据课程开课情况及实验室条件，参考居家实验和实验竞赛模式，研究开设自主综合设计性实验项目及内容，进一步提出开设规范及流程。 通过研究，实现课程内容体系优化，可提升学生团队意识和创新能力。

在秉持立德树人的理念，以培养创新型卓越人才为首要目标的“新发展”思路下，对物理实验教学平台进行了全面重构，并在物理实验课程中明确了思政建设目标。 这一重构的核心在于将实验项目划分成五大模块，每个模块对应一种关键能力要求。 这些模块的构建侧重于五个方面，即“道德修养”、”全球关切”、“浙大精神”、“家国情怀”以及“今日关注”。 最后以迈克尔逊干涉仪实验来具体说明从五个方面融入思政元素的细节和措施。 这些元素的整合使得物理实验课程不仅有助于学生掌握实验技能，同时极大地丰富了实验内容，使课程的“两性一度”更加显著，更重要的是培养了具备道德品格、全球视野、浙大精神、家国情怀和社会责任感的卓越人才。