近几年，随着光栅和表面等离子体激元的相关理论和研究的进一步深入，基于表面等离激元光栅问题引起广泛关注。随着器件微型化、高集成化的发展，表面等离激元凭借其自身独特性质，对于以光栅为基础的器件的研究发展做出了巨大贡献。本文基于有限元法对表面等离激元光栅进行研究，通过COMSOL软件对介质基板上线光栅入射的平面电磁波进行了有限元仿真建模和分析，计算了横电波TE波和横磁波TM波的折射，镜面反射和一阶衍射的透射和反射系数。研究结果显示所有系数之和始终小于1，TE波入射时镜面反射系数的值随入射角而相对稳定地增大，当TM波入射时这种情况更加明显，大约一半的波被导线吸收，TM波的另一个重要特征是50~60度附近几乎不发生镜面反射。

激光射入两个平行的平面镜，会引起多次反射，基于该原理的激光光杠杆法测量微小距离具有光路简单，读数快捷等优点。但实验过程中，激光在平面镜的入（反）射点与理论分析有出入，且差别随反射次数的增加而增加，另外在反射次数较少的情况下，激光的初入射角不能忽略，因此需要修正原有理论公式，避免测量微小距离时的误差。本文以金属线胀系数的测量实验为例，通过修正多次反射光杆杆法原有理论公式，分析实验数据，获得了更准确的金属线胀系数。

液晶响应时间是描述液晶显示器性能的重要参数，研究驱动电压对液晶响应时间的影响对确定液晶显示器最佳工作电压具有重要意义。本研究通过理论分析确定了强、弱锚定条件下指向矢上升和下降时间的计算方程，根据电光效应曲线确定了驱动电压选取范围，分析了驱动电压范围内的响应时间变化规律。结果表明：对于本研究所采用的液晶，响应时间随驱动电压的增加呈现先增大后减小的特征，拐点在3V左右；随着驱动电压的增加，下降时间具有驱动电压成反比的特点，而上升时间则呈现明显的分段特征，驱动电压在2-2.5V的范围，上升时间几乎不变，驱动电压在2.5-5V的范围，上升时间增加；结合液晶分子在驱动电压作用下的动力学响应过程，通过强、弱锚定条件下指向矢上升时间和下降时间的计算方程进行模拟可以解释上升时间呈现分段特征的原因。

过渡金属硼化物（TMBs）由于其具有非常强的B-B共价键和TM-B键一直被科研工作者认为是潜在的超硬材料。被理论预测为超硬材料的过渡金属硼化物大多具有过渡金属层和硼层交替分布的层状结构。目前，被预测为超硬材料的过渡金属硼化物都已经被实验合成，并且证明都不是超硬材料。然而却很少有理论解释在过渡金属硼化物中为什么不能形成超硬材料。本篇文章以具有金属层和硼层交替分布的层状结构的二硼化铼、二硼化钨和二硼化钼为研究对象。通过对比其层间化学键的强度和硬度关系发现层间的TM-B化学键是决定过渡金属硼化物硬度的关键。在三种过渡金属硼化物中层间的化学键都表现出非常强的离子性。层间的离子键是导致具有层状结构过渡金属硼化物不能成为超硬材料的主要原因。此研究对理解TMBs的硬度机理以及设计新型的超硬材料具有重要的意义。

本文通过设计一个简单的马赫-曾德干涉光路，得到合适的干涉条纹。通过演示实验者倚靠实验平台、在光路附近说话、在平台附近走动以及楼层振动等干扰条件，利用光强传感器实时监控条纹的变化，表征了上述振动干扰对条纹漂移的影响。上述结果对于学生直观理解全息照相过程条纹漂移的干扰因素将有一定帮助，同时有利于学生在实验过程中避免上述问题，提高全息照相实验成功率

本文在忽略LED器件向周围环境散热的情况下，推导出LED短时温升速率的理论表达式，在实验上提出了一种测量短时间内LED温升速率的新思路和方法，并研究了温升速率随通电时间、电流和结温变化的关系，定性探讨了LED器件散热的重要性。研究结果表明，当LED的端电压和电流一定时，短时间内LED的温升速率与时间无关；当LED结温一定时，温升速率随电流线性变化；当通过LED的电流一定时，温升速率随结温的增大先增大再减小，在60℃时达到极值，为保证LED良好的散热，建议使用温度最好低于60℃。

采用Bingham流体模型分析了磁流变液盘式制动器的制动力矩，设计出一种外绕线圈的单盘式制动器结构，利用COMSOL软件对该结构进行建模、电磁场仿真、制动力矩计算与结构参数优化。研究表明，制动力矩基本与旋转盘的角速度无关，制动过程中制动器可获得相对稳定的制动力矩；在一定的磁动势下，当旋转盘半径增加时，盘式制动器的制动力矩会逐渐增加；增加导磁外壳的厚度有利于约束磁力线，进而提高制动力矩。

有机-无机混合铅卤钙钛矿由于其具有可溶液加工、强吸收、高迁移率等优点，近年来被广泛关注。引入异丙醇作为钙钛矿前驱液的添加剂用一步法旋涂制备出具有大晶粒尺寸的钙钛矿薄膜。用此方法制作钙钛矿太阳能电池并探究最优的异丙醇掺杂浓度。基于异丙醇体积分数为6%的钙钛矿电池性能最高，能量转换效率达到14.6%，比不使用添加剂的对比器件提高了40%。

迈克尔逊干涉仪是测量微小长度的精密仪器。实验中，测量等倾干涉条纹个数是重要环节。为了实现单片机自动计数，对干涉条纹的采集和处理是前提条件。本文详细介绍了等倾干涉条纹，以及对它的采集与处理方法。

金属丝在受到轴向拉力时，其长度与横截面积会发生微小的变化，其阻值也会发生相应的变化。利用惠斯登电桥测量出金属丝在拉伸时的阻值变化，设计了一种实验精度较高且操作简便的测量金属丝弹性模量的方法。

首先基于惠更斯菲涅尔原理，推导了双缝具有一定宽度时的双缝干涉光强表达式。根据该解析表达式，利用数学软件进行数值模拟，结果发现：当双缝具有一定宽度时，双缝干涉条纹不再是理想的等亮度等间距的干涉条纹，而是从中间往外光强将逐渐衰减，并且在一定的双缝间距和缝宽比值时，还会出现条纹消失的现象。对于这些理论模拟结果，给予了相应的解释。此外，还进行了相应的实验观测，实验结果和理论结果基本一致。本论文所讨论的内容，对于进一步完善和深入讨论杨氏双缝干涉实验的教学和实验内容具有一定的指导意义。

从分裂波数差概念出发，理清塞曼效应电子荷质比测量实验中关于观测的对象及其波数差的确定、错序法等容易混淆和不易理解的问题；基于标准具自由光谱范围，利用分裂谱线波数差分布图对汞546.1 nm塞曼分裂错序花样进行了推演。以增进学生对电子荷质比测量方法的理解，并为塞曼效应实验教学提供参考。

混沌理论复杂抽象，一般情况下以模拟研究居多。为此，本文通过搭建周期性外力驱动的复摆系统，采用无触点角度传感器采集数据，经AD转换后将数据实时传输到计算机，利用LabVIEW软件编程进行数据处理与分析，进而简单、直观地展现出混沌现象。通过调节系统的参数，描绘了无驱动及有驱动外力下的复摆系统运动的角度时序图、角速度时序图及相图，借此详细讨论了混沌系统所表现出的初值敏感性以及系统由周期走向混沌的全过程，实现了混沌现象的定量分析。

设计了一个基于热释电器件的路面车流量监测系统.由热释电红外传感器微弱信号处理与放大电路、实时时钟电路、STC89C52单片机及其外围电路构成.将该系统放置在路边合适位置，当有车辆经过时，利用菲涅尔透镜良好的聚焦性能，一定间距分布的两组热释电探头先后感应接收到车辆辐射的红外信号，通过时钟电路计算两组红外信号的时间间隔来判断经过的是否为车辆，计数结果显示在12864液晶屏上.通过现场实测，该系统可以实现车流量的在线监测，具有较高的性价比。

液体膨胀系数是指温度每改变1摄氏度时，其体积的变化和它在0℃时体积之比。本文自组了测量液体膨胀系数的实验装置，将毛细管与感温泡组装成实验用的感温液体的容器，再用恒温水浴锅作为改变液体温度的设备，记录实验数据，处理数据，得出水和乙醇的膨胀系数。实验结论对温度计的设计与校准有重要的参考作用。实验结果与标准值相比较误差分别为2.9％和3.0％，相对误差小，说明该实验方案可行。

近年来，热释电测试技术已被广泛地用来测试低温下的非常规铁电体，特别是第二类多铁材料的铁电极化，但是大都是科研人员用来进行专业研究。目前大学生素质教育的开展地如火如荼，该项技术可以让参加科研训练计划的学生做一些简单的课题研究，训练并培养学生一些基本的科研思维，科研习惯和科研技能。本文介绍了热释电技术测量铁电极化的基本原理，实验仪器，实验方法，并举例说明了一些实验技巧和注意事项。

本文对牛顿环测定透镜的曲率半径实验原理以及牛顿环中心暗斑大小对曲率半径影响进行了探讨分析。通过调节不同型号牛顿环的中心暗斑，多次测量并处理实验数据，结果表明牛顿环中心暗斑愈大，平凸透镜的曲率半径就愈大，产生的与其相对应的实验误差就愈大。

研究了单摆测重力加速度实验中角振幅的影响。结果表明，随意选取角振幅可能导致实验结果不确定性的增加，及人为的系统性偏差；在实验中，不同摆长下宜选取相同的角振幅。

B₄C是继金刚石和立方氮化硼之后自然界中第三硬的超硬材料。然而人们在硬度方面对它的应用却很少。这主要是因为B₄C的自扩散系数很低，很难合成出块体材料的B₄C其次，B₄C断裂韧性很低,达不到工业应用的标准，在工业应用中容易出现碎裂。本篇文章利用高温高压法合成了块体材料的B₄C并且合成的材料具有非常高的致密性。通过硬度测试发现其硬度高于材料的单晶硬度值。利用压痕法测量了样品的断裂韧性，其断裂韧性为4.51 MPa?m^1/2,这一数值基本接近了工业应用的标准。通过扫面电镜测试发现其具有纳米层状结构。通过原理分析可知，纳米片层结构是导致B₄C有高硬度和高断裂韧性的原因。

本文设计了一种以晶闸管为主控元件的过流保护电路，介绍了电路的工作原理，并对其限流值和保护延迟时间进行了实验和分析。本电路简单有效，灵敏度、可靠性和稳定性高，可用于各种电学实验仪器的过流和短路保护。

自适应滤波器是一种能够根据噪声特性实时修改自身参数，从而达到最佳滤波效果的滤波器，目前广泛应用于数字信号处理的各个领域。设计了一款完整的自适应滤波器展示装置，首先使用加法器和移相器电路对原始信号进行加噪处理，将加噪后的信号和原始噪声经过模数(AD)转换后输入FPGA，并在FPGA平台上构建了基于最小均方误差(LMS)算法自适应滤波器，最后将滤波器输出的信号经过数模(DA)转换后在示波器上进行观察。实验结果表明，该自适应滤波方案能在1-200KHz的频带范围内有效地滤除与原始信号频率差大于10Hz的正弦波、三角波和高斯噪声等噪声信号。

针对现有落球法液体粘滞系数测定仪存在的问题，对实验设备进行改进，通过电磁铁原理吸取小球，有效较少了实验操作过程中实验液体带来的污染以及外界对实验液体的污染，并且圆锥型电磁铁以及半圆形凹槽的设计精准的控制了小球的下落位置，最大可能的满足的实验原理对小球下落位置的要求，有效消除了传统仪器做实验时存在的诸多问题，保证了金属小球沿容器中心准确下落，有效提高实验操作准确性。

基于虚拟仪器技术，在HLD-RLC-III型号的RLC综合实验仪基础上，利用数据采集卡将实验仪输出的模拟信号转换为计算机能够处理的数字信号，配合LabView编制的虚拟仪器程序，实现测量RLC串联谐振电路特性的实验系统的设计与搭建。与传统的实验方案相比，其数据采集、信号处理、数据显示等功能都是虚拟仪器程序实现的，这些功能可根据实验内容重新设计，因此该系统在实验内容方面具有灵活的拓展性，利用该系统不仅能够完成测量RLC串联电路基本特性的基础实验教学，同时还能够对学生开展设计性实验训练，以此调动学生的积极性和创造性，提高学生的实践动手能力。

作为应用物理专业的核心课程，应用光学具有很强的实用性。像差是表征光学系统成像质量的重要参数，是应用光学中最重要的概念，光学系统设计的过程实际上就是各种像差校正和平衡的过程；轴向球差是一种最基本的，也是最重要的几何像差，对光学系统轴向球差的测量是系统成像质量检测的一个重要内容之一；本文采用Zemax软件模拟光学系统的球差测量情况，通过光线追迹的方法，使实验者深刻理解球差的产生原因，熟悉实验原理，对于球差的测量有积极的指导作用。

半波整流作为二极管应用之一被广泛应用在教学过程中，但是它对二极管截止状态特性的实验现象却未引起足够的重视。相对于半波整流的阻容滤波而言，电感滤波很少被提及引发学生的求知欲。因此，基于Multisim 10仿真软件实验结果，验证了二极管截止状态具有固定电容的特性，并且分析了滤波电感与负载的比值对滤波效果的影响。

本文从Mathstudio在线性代数和概念物理实验数据处理中的应用两个方面，介绍了Mathstudio在内蒙古民族大学ISEC理工科课程中的具体应用。结果表明互动、参与式的教学方式，贴近生活、理论联系实际的内容设计，让学生在学有所获的基础上，既锻炼了学生的能力，又增加了他们学习的兴趣，是我校探索教学改革过程中一次积极的尝试。

分析了在新高考背景下大学物理实验与中学物理实验衔接存在问题的原因，结合调查情况，提出了二者之间在沟通交流、课程设置、教学内容及教学方法方面的改革措施，实现大学与中学物理实验的有效衔接。

随着我国高等教育改革进入深水区，民办高等院校面临越来越严峻的人才培养问题，各高校陆续采取措施，深化课程的改革。本文以长春建筑学院大学物理实验课为例,阐述在教学理念、课程体系、课程内容、设备、教学模式、手段和方法等方面进行的系统改革措施，发挥大学物理实验课程在培养学生综合运用能力、工程实践能力和创新能力的作用。

实践教育是高校工科专业教育的必备环节，亦是培养学生理论联系实践的能力、思考问题和解决问题的能力、夯实专业基础知识和专业技能、实现工程意识和科学创新能力全方位培养的重要途径。在新时代全国高等学校本科教育政策的引领下，以安徽大学光电信息科学与工程专业为例，介绍了实践教育课程体系的设置、实践教育平台建设的途径和实践教育课程内容设计的目的、思路、内容和效果，为我国以通用专业培养面向特色行业的创新型工程技术人才进行了有益尝试和探索，提供良好的参考和借鉴作用。

本文重点讨论实验室中现有物理实验仪器的深度开发,围绕相关的实验内容、实验材料、实验演示传播方式等方面展开探讨和深度开发，利用此方式拓展了物理实验内容，加深巩固了物理实验原理的理解，实现了实验仪器的最大程度利用和更大使用价值的发挥，提高了实验仪器的利用率，在节约能源上起到很好的示范作用。

本文主要对“核物理综合实验”虚拟仿真实验项目的建设过程进行了总结和探讨。针对高校核物理实验教学活动中无法保存放射源造成课程内容缺失，东北大学物理实验教学中心开发了“核物理综合实验”，该实验项目开创了VR开放式核物理虚拟仿真实验教学的新模式，优化和发展核物理综合实验教学，突出学生在实验教学活动中的主体性，培养学生的创新能力和科学素养，该教学模式正用于实验教学，并已经获评国家级虚拟仿真实验教学项目。

物理学在自然科学中占据着极其重要的地位，物理学史在大学物理教学过程中也起到重要的作用。本文从物理学史在培养学生的科学素质、创新素质和人文素质三个方面的教育功能进行了介绍分析。根据物理学史的教育功能，分析了在大学物理教学过程中物理学史的引用原则和方法；同时，结合当前大学物理教学过程中对学生对待物理学史的态度做了一个问卷调查分析，这对于大学物理教学具有一定的参考价值和借鉴意义。

大学物理实验课是影响理、工、农科大学生培养质量的关键因素之一。然而，目前在很多院校中，大学物理实验课并没有得到学生的普遍重视，这严重影响了大学物理实验课的教学质量。因此有必要对该课程的意义进行充分阐述。本文从六个方面对大学物理实验课程的意义进行了论述，希望对提高大学物理实验课程的教学质量有所帮助。