微弧氧化着色技术可赋予镁锂合金的陶瓷涂层特定的色调、吸收率和发射率。本文基于CIE 色度学系统，利用 Lambda950 紫外-可见-近红外分光光度计测量物体的反射率; 再运用 Matlab 软件量化物体颜色的参数指标，包括1931CIE 色度坐标、明度 L* 、色度 a* 、b* 、色差 ΔE* 及对应的 1931CIE色品图和反射率曲线。结果表明: 运用色度学原理，可以定量、客观地描述微弧氧化热控涂层的颜色，进而建立色调和热控性能的联系，该技术可用于评价涂层的热控性能。

分析菲涅尔圆孔衍射的光强分布，搭建菲涅尔和夫琅禾费衍射实验装置，实验验证了圆孔夫琅禾费衍射可以看成圆孔菲涅尔衍射的一个特例。即在光源与衍射物圆孔距离保持不变的前提下，随着衍射物圆孔与观察屏距离的增大，衍射图样由近场衍射过渡到远场衍射。

对开普勒望远镜的放大率计算公式进行修正，结合实验验证，对视角直接比较法进行了改进。改进后的方法可以让实验者在物距较短的情况下精确测量自组望远镜的放大率，解决了学生在实验时遇到的实验空间受限、人眼观察距离受限的问题。

针对现有光电门计时落球法测量液体黏滞系数实验存在需校准光电门、多次测量需取出小球、只适用于透明液体等问题，提出利用智能手机磁传感器测量液体黏滞系数的实验方案。采用弹簧振子在待测液体中作衰减振动，利用手机磁力计间接测量衰减振动的周期，从而测量得到待测液体的黏滞系数。实验结果表明，测得的蓖麻油黏滞系数相对误差为3．2％，与相同实验条件下落球法结果相当。相比落球法，本实验方案具有操作简单、可测量不透明液体黏滞系数等优点。

稳态法测量导热系数的实验中，常将在空气中冷却的待测板置于散热板上，测量降温时散热板在稳定点的散热率。本文模拟了待测板的自然冷却过程，将不同时刻的待测板置于散热板上，其内部的温差场差异影响导热系数的大小，导热系数大小与待测板的冷却时间与成一次线性关系。对比计算了待测板恒温的情况下，不同温度的待测板对应的导热系数，研究结果表明待测板内部的温度场分布显著影响导热系数的测量，本文给出了室温 20 ℃情况下，待测板理论最佳自然冷却时间和恒温值，为实验研究提供参考。

采用溶胶-凝胶法( Sol-Gel) ，分别以乙酸锌( Zn( CH3COO) 2H2O) 、钛酸酊酯( Ti( OC4H9 ) 4 )为锌源和钛源，在玻璃衬底以及硅衬底上制备了不同浓度的、均匀的、结晶质量良好的单层 ZnO、TiO2 薄膜及双层的 ZnO·TiO2 复合薄膜。结果表明，所制备的单层本征 ZnO、TiO2 薄膜分别沿( 002) 、( 101) 晶面生长，且当本征 ZnO、TiO2 的浓度分别为 0．45 mol /L、0．65 mol /L 时，择优取向生长最明显。ZnO·TiO2复合薄膜的( 101) 、( 004) 特征峰明显，且 0．45 mol /L/0．55 mol /L 的双层 ZnO·TiO2 复合薄膜结晶质量最好; 薄膜表面最为平整，粒子分布均匀，粘连现象最少; 对紫外光的吸收最强，禁带宽度为 3．39 eV。

对传统的拉脱法测定液体表面张力系数的实验器材进行改进，采用不同横截面积的金属环进行系列实验，以此探讨金属环横截面积与液体表面张力系数的关系。实验表明，圆环横截面积越大，测量的张力系数越大，并呈近似线性关系。

为了精确测量并形象展示空间磁场分布，我们设计了一种基于单片机的空间磁场可视化测量系统。该系统由磁场数据采集存储模块、数据传输模块、测量结果显示模块三部分构成。首先由霍尔磁敏传感器测量空间各点的三维磁感应强度分量，然后通过单片机采集、存储空间特定区域内的磁感应强度数据，并通过 USB 串口导入计算机，最后用计算机显示测量结果并进行数据仿真，模拟空间磁场

强度矢量分布图，实现空间磁场的可视化测量及展示功能。实验结果表明，该磁场测量系统的精度为1 μT，量程范围为±8 500 μT，测量误差为 0．62%。这种空间磁场可视化测量系统精度高，量程范围广，能形象展示空间磁场分布，可以辅助大学物理实验教学，也可以应用于复杂多变磁场的测量。

物体转动惯量的测量方法很多，有气垫转盘法、三线扭摆等等。三线扭摆法作为一种最传统的测量方法，具有测量结果准确，方便快捷等优点。针对质量分布均匀，几何尺寸规则的同心钢质圆环的转动惯量的测量，首先通过理论分析，得到钢环转动惯量的理论值，其次进行分步骤等精度实验测量，测量过程中分析误差成因并尽量减小，得到积分值与实验值的相对误差小于 0．5%。为定轴条件下系统研究物体转动惯量提供参考。

以全息照相技术为基础，介绍全息照相实验的基本原理，结合相关文献资料对全息照相实验中的影响因素进行预设和对比实验。相关实验是在有外界振动干扰条件下进行的，分别对物光和参考光夹角，曝光时间以及被摄物体自身大小、颜色进行研究，并应用图片清晰度评定函数所得数据绘制折线图进行分析，参考各方资料综合得出各个因素影响的结论。本研究可以为全息照相技术的发展提供理论支持，并为改进和完善全息照相实验教学提供参考和借鉴。

牛顿环实验是一个经典的等厚干涉实验。在应用牛顿环测量平凸透镜曲率半径时，需要对公式进行变形。变形的原因，学生通常的理解是中心“或”级次无法确定。本文详细阐述了正确的原因应是中心“和”级次无法确定。另外，本文还分析了本实验中应用线性拟合法进行数据处理的可行性。

牛顿环可以用来测量平凸透镜的曲率半径，但是测量暗环直径的过程中，对十字叉丝与暗环的相切位置一直没有统一的规定。本文经过数据对比，认为二者外切时采集数据的计算结果最接近标准值

在大学物理实验中，物体导热系数的测量是将被测物体夹在两铜盘中间，上铜盘为加热盘，下铜盘为散热盘，两铜盘均带有测温孔。被测物体根据实际高度，较高物体也会有上下测温孔。由于实验操作过程中涉及夹稳被测物体，加热盘－被测物体－散热盘三者传热的动态平衡关系，测温的准确程度等操作，每个环节都可能出现失误。本文对实验操作中若干环节可能出现的问题进行一些讨论。

惠斯通电桥和交流电桥实验是中高等实验教育中的重要组成部分，针对学生普遍原理理解相对容易、实验操作能力相对薄弱的问题，采用电路模块化分层教学和线色标识的方法，大大提高了学生对实验电路结构的理解，极大地提高了组建电路的效率，让学生把主要精力放在实验现象探索和实验规律的研究当中，很好地提高了教学效果，因此本方法可以推广到其他类似的或者更复杂的电路实验当中。

使用物理分析工具 Tracker 探讨在磁阻尼作用下单摆的运动状况受摆长、摆球大小等的影响。自制装置取材容易，实验现象明显，拓展了传统单摆的实验内容。

太阳能电池是将太阳光辐射能直接转换为电能的器件。对太阳能电池的光电转换特性，伏安特性，输出功率与负载的关系特性进行系统的实验研究，测定太阳能电池的最大输出功率、最佳负载电阻、填充因子、光电转换效率; 给出了太阳电池应用的实验方案，让学生参与设计，调动学生的积极性，提高学生实验的兴趣，启发创新思维，使学生充分认知并掌握理论知识及其应用，实现理论与实践互动。

设计了“基于四探针法和卡文迪许扭秤”测量半导体薄层电阻( 或电阻率) 的实验装置，该装置可通过“扭秤“完成微小电流( 或电压) 的测量，继而通过相关公式，得到待测样品的电阻( 或电阻率) 。为了实现测量的自动化，该装置采用 Labview 编程。

在大学物理实验迈克逊干涉实验光路观测干涉条纹的基础上，引入一种测量物体表面形貌的实验。实验要求学生通过改变参考镜的倾角引入光程差，以获得合适周期分布的干涉条纹，使用CCD 或工业相机采集单帧干涉条纹图样，通过 Matlab 编写以傅里叶变换与频域滤波为主的算法处理干涉条纹，得到被测物体的表面形貌。

众多教学者使用各种仿真实验方式对迈克尔逊干涉仪进行了教学辅助，如 ZEMAX 和Matlab 软件。Matlab 软件并非专门的光学仿真软件，缺乏直观性，ZEMAX 主要仿真手段是几何光线的追迹，忽略了衍射和矢量等波动光学效应。本文采用了专门的物理光学仿真软件进行了迈克尔逊干涉仪仿真研究，分析了条纹特性，并进行了涡旋光干涉研究。验证了 VirtualLab Fusion 对于物理光学教学辅助的有效性。

基于Madab GuI设计及实现了一种可用于超声波声速测量的实验仿真软件。该软件由登录、欢迎、实验内容和实验小结四个界面组成。其中，实验内容界面包含实验原理、视频讲解、驻波法测量实验和相位比较法测量实验四个功能模块，而驻波法和相位比较法测量实验界面均包含图形显示、参数设置、数据记录、数据处理和误差分析五个部分。本仿真软件具有功能齐全、使用成本低、直观形象、操作简单、界面友好、参数设置灵活可控以及数据处理快捷精准的优点，可以激发学生对实验的兴趣和热情，有助于学生深刻地理解实验原理，增强实验教学的效果。

ＲLC 电路谐振实验是高等院校工科专业和物理专业学生的必修实验项目之一，在教学和实际应用中具有重要地位。同时，基于 LabVIEW 虚拟仪器平台，将虚拟仪器技术与传统实验结合，也是物理实验发展的重要方向之一。本文用虚拟仪器技术研究了 ＲLC 电路特性，搭建出虚拟仪器测试平台，完成了对 ＲLC 电路的幅频特性测试，研究了 ＲLC 电路幅频特性和谐振现象。虚拟实验与传统实验结合，让学生直观地感受到了新技术实验的先进性和便捷性，提高了实验效率，为学生的思维模式培养开创了一个新的局面。

基于lstopt全局优化程序，结合内嵌程序语言以及动态库调用两种方式，提出了一种新的原子团簇结构优化方法。实现了Lennard-Jones、Gupta和sutton．chen三种常见势函数的单原子分子团簇，以及Gupta势下的双原子分子团簇结构的无偏优化编程。结果显示：一、在小尺寸团簇上该方法均能快速、准确的实现剑桥团簇数据库中公布的最好记录，说明该方法预测团簇结构是可行和可靠的。二、在中等及大尺寸团簇上，相比其他专业的团簇优化程序，该方法效率明显降低，部分结果有早熟现象，可能归因于windows平台以及程序的无偏特性，在此基础上提出了可能的改进措施。

拉脱法测量液体表面张力系数的实验过程中，实验条件影响实验结果的因素繁杂，本文通过理论分析的方法，总结归纳分析了四种对实验影响显著的因素，分别是温度测量偏差导致表面张力系数误差; 砝码生锈或磨损造成 K 值不准确导致表面张力系数误差; 圆环沾水造成△U 变化导致表面张力系数误差和圆环内外径测量失误导致表面张力系数误差。分析结果表明，实验测得的表面张力系数会随着温度的升高而逐渐降低，且其测量误差将随着生锈砝码数量、圆环上附着水滴质量及内外径测量误差的增加而加剧。该研究结果可为大学物理教学实验教学过程中减小拉脱法测量液体表面张力系数测量误差起到一定指导意义。

直线拟合是大学物理实验数据处理中的常见问题，常用的数据处理方法有两种：逐差法、最小二乘法，哪种方法最优的争论存在已久。利用Excel这一常用软件，以“拉伸法测金属丝的杨氏模量”这一实验为案例，评定逐差法和最小二乘法处理数据后测量结果的不确定度，对两种方法进行定量比较发现：精确测量时逐差法的劣势非常明显，此时应尽量用最小二乘法处理数据，逐差法只适用于粗略估算测量结果。

对拉脱法测表面张力系数实验数据进行了详细的不确定度计算，在常温下测量结果精度较好。在变温下进行了单次测量，由于仪器控温装置精度较低以及表面张力系数随温度变化较小，每个温度点的测量值存在一定偏差，但实验结果的变化趋势基本一致。

根据地方性、应用型本科院校的实际情况，在现代网络教育技术支持下，开展大学物理实验混合式教学，建立注重过程评价的多元化的大学物理实验评价体系。实践结果表明，该评价体系有利于学生对基础知识和基本实验技能的掌握，有利于训练学生的科学思维能力、合作能力，有利于提升学生学习兴趣和培养自我监控能力、能促进学生适量投入、提升大学物理实验的教学效率。

以大学物理和大学物理实验课程为研究对象，以课程思政为目的，采用创新型教学方法，结合互联网信息技术，将社会主义核心价值观、习近平新时代中国特色社会主义思想有机融入课程教学活动之中，实现全方位、全过程、多角度全面育人。

物理实验竞赛是培养学生高阶思维和创新能力的有效途径。本文利用滞后序列分析方法，对卓越杯大学生物理实验竞赛参赛人员开展学习行为分析，与专家评审结果比较分析，构建了适合创新设计的物理实验竞赛的竞教结合学习行为序列。本研究方法和策略有助于教师客观地了解参赛学生的学习目标和学习行为特点，从而提高对学生创新实践活动指导的针对性和有效性

为了提高中学、大学学生物理核心素养，解决中学、大学物理教学衔接问题，本文采用调研和归纳的方法对中学与大学物理实验进行分析并探讨存在的衔接问题，从我国教育改革的新形势出发，以物理核心素养为指导，分别从中学、大学、教育管理部门三个层面围绕教学理念、教学内容、学生实验能力提出解决对策，如调整教育理念，将中学物理实验课程正规化、改革大学物理实验教学方式、建立物理实验技能培养衔接体系; 拓展实验内容，中学物理实验中融入项目化学习等现代教学模式、大学基于科研实验室面向基础物理实验开放、加强省中小学教师专业发展培训项目; 创造实验条件，中学加强基础实验室建设、大学开设预备实验、建立线上虚拟仿真实验室。可以通过多层面的物理实验改革提升学生的物理实验能力与科学素养，实验中学、大学物理实验的有效衔接。

结合大学物理实验教学特点和现状，并基于 PBL 学习理论提出 2W2H 教学法，即“为什么做、学什么、怎么做、做得怎样”，帮助学生以四个问题为抓手构建学习主线、串联学习资源，促进学生提升主动学习意识和独立实验能力。该方法应用于大学物理实验课程中的数字示波器实验教学，以实例说明了该教学方法的思路和具体实施方案，实践结果证明了该方法的有效性。

基于大学物理实验教学的特点，分析大学物理实验教学的现状和教学过程中存在的问题，结合“金课”建设的要求，强调大学物理实验教学改革的重要性，针对实验项目内容、教学模式和实验考核方面改革等方面提出几点思考。

以硅半导体太阳能电池特性实验为例，明确了实验项目教学的专业和德育目标，探讨了物理实验教学与课程思政教育的嵌入点与落脚点，总结了大学物理实验课程思政教学改革的成效、存在问题及解决措施，为实验类课程思政建设提供有益参考。