为突破传统实验教学的局限性，将虚拟现实技术方法融入实体实验教学中，构建了“液晶器件制备及电光特性测试”虚拟仿真操作平台，介绍了虚拟实验操作步骤及方法；同时利用数值模拟方法对实验原理进行了分析和说明，并对实验内容进行了扩充和设计。 教学实践表明，该实验设计有助于提升学生的实践操作技能，激发学生的学习兴趣和创新思维。

亥姆霍兹线圈（Helmholtz Coils）在科学研究和工业领域有着广泛应用，研究其磁场分布是大学物理实验重要内容。 文章利用智能手机内置磁力计（magnetometer）和免费物理实验移动应用程序（phyphox），定量测量载流亥姆霍兹线圈中心轴向、中心径向以及三维空间磁场分布情况，实验测量结果与理论计算值比较吻合，测量精度在可接受范围，证实了该方法的可行性。 在传统大学物理实验中引入智能手机作为传感器，不仅可以降低实验成本，还可以激发学习兴趣，增强学生探究欲望。

牛顿冷却定律指出物体损失热的速率与其周围环境间的温差是成比例的，但牛顿冷却定律有一定缺陷和局限性。 本文对牛顿冷却定律随温差变化的适用性进行了探讨，结果显示牛顿冷却定律随着温差的升高而适用性下降，并且计算了相对误差的大小，同时对牛顿冷却定律进行了不同温度差下的修正，给出牛顿冷却定律的适用范围。

研究磁力棒中心轴线上磁场的磁感应强度分布特点，研究在轴线上排列数目不同的钢球（无磁性），钢球被磁化后，对应的轴线上磁感应强度分布特点、变化规律和拟合公式，加深对轴线上磁场分布规律的深入理解。

不同于传统验证性物理实验，介绍了应用磁耦合谐振式原理开展的一项可以充分锻炼学生动手能力，深度提升学生课程参与度与体验感的DIY无线电力传输实验。 具体介绍了研究影响无线电力传输效果的两大因素的实验方法，及如何安排由学生主导的自制简易无线电力传输系统的实验内容，并给出考核评价及课堂时间分配建议。

光学加密技术是信息光学中理论知识拓展应用的教学重点，但传统的教学方式多以该技术的数理模型讲解为主，缺少实验装置的直观演示，学生难以理解光学加密的过程和应用效果，因此，本文设计了一套混合光学变换的信息加密实验平台，该平台利用自主编写的仿真软件实现图像的加密、解密仿真与密钥作用的探究；利用搭建的解密光路装置配合仿真实现光路解密。 该平台服务信息光学的教学，可视化程度高、交互性强、操作简便，将理论模型实例化，且结合仿真与光路，有助于学生对光学加密技术的系统化、全面化理解，提高学生的自主探索能力和创新能力。

采用密度泛函 B3LYP 方法，在 6-311+G（d，p）基组水平下，对星际分子硫代甲醛（H2CS）的形成机理进行研究，获得了合理的冰相合成反应通道。 获得的信息有助于为进一步研究星际介质中含硫分子的形成提供参考。

根据无限长双曲柱面导体间的电场分布特点，利用解析函数的性质，导出了无限长双曲柱面导体间的电势和电场强度分布函数，得到了等势线与电场线方程，利用数学软件 Matlab绘出等势线与电场线图线。

AlCl 分子在天体物理、化学领域以及激光冷却方面发挥着重要作用。本文使用高精度多参考组态相互作用方法(MRCI+O)对 AlCl分子低激发态进行研究。基干获得的势能曲线(PECs)拟合电子态的光谱常数.与实验值吻合较好。计算了电子态的偶极矩(DMs)以及自旋轨道(SO)矩阵元随核间距变化的曲线。同时还计算了 AlCl 分子的跃迁性质,包括跃迁偶极距(TDMs)和 Franck-Condon 因子(FCEs)以及辐射寿命。AlCl分子的1'II-1'∑*跃迁 FCFs高度对角化有作为激光冷却光循环的潜力。计算结果对 AlCl分子电子结构性质后续的实验研究具有一定的参考价值。

流体的动力学粘度是描述流体黏性运动的重要参数，实验上对流体动力学粘度的测量有诸如转筒法、落球法、毛细管法等多种方法。本文基于物理实验中常见的磁性球的单摆运动，利用霍尔元件测量磁性球运动过程中不同时刻的磁场变化，进而通过分析得到不同时刻磁性球的位置，通过拟合得到磁性球摆动过程中振幅随时间的衰减关系，最终得到空气动力学粘度的大小。

为解决传统显微系统因固定分辨率?视场积而无法同时实现高分辨率大视场成像的问题，无透镜成像技术应运而生，但现有无透镜成像装置自动化、智能化程度低，无法实现自适应成像。 基于此，设计了一套无透镜智能显微成像装置，该装置包括无透镜成像模块、自适应位移台及电脑端上位机。其不仅能够在大视场下实现较高分辨率成像，且配合自适应位移台能够实现成像视野的自适应调整。结构简单、无像差干扰、自动化程度高，能够满足教学演示及演示实验需要。

高校物理实验课程中普遍选取拉伸法测量金属丝杨氏模量，但是实验装置功能不够完善，无法支撑实验者严格按照理论光路调试，测量结果不准确，也不利于培养学生严谨的治学态度。 针对上述问题，研制一种新型的杨氏模量实验仪，引入角度检测装置，实现光杠杆平面镜和标尺倾角的实时测量、显示与调试，并编制新的实验方案。 搭建样机并开展实验验证，数据误差及实验过程均有明显改善。

大气颗粒物样品的采集是成分分析、源解析、毒理分析等大气污染研究的基础。 传统的滤膜法采样存在着很多不足，基于雾滴捕获细颗粒物的理论，搭建了一套包括雾化腔、混合腔和水幕腔三个主要结构的湿法捕集装置。 利用该装置对大气颗粒物进行现场采样实验，对采集所得溶液样品做显微成像分析，并通过样品溶液的散射光强度的测量来表征样品的浓度变化。 实验结果表明本文搭建的装置能对大气颗粒物样品实现有效的采集。

落球法测量液体黏滞系数是大学物理实验中一项基本的实验，得到了人们的广泛关注。实验中一些测量数据的不确定性使得实验结果存在一定误差，例如，小球下落的初速是否为零，下落时间的测量是否精确，如何保证下落准直度等。 基于实验中可能出现的误差分析及现有的激光技术，我们对落球法测量液体黏滞系数的实验仪器做了一些改进，大大降低了实验的操作难度，结果表明，改进后的实验仪器能够有效的减小实验误差，为落球法精确测量液体黏滞系数提供了一种可行性方案。

设计了一种以杠杆放大为手段测量固体的热膨胀系数的装置，通过对金属棒加热推动杠杆，将杠杆的另一端固定超声波位移传感器，利用杠杆能将金属棒微小的伸长量显著放大的原理将金属棒的微小伸长量放大，来测量金属棒的微小伸长量。 数据采集通过 Arduino 的编程来实现，将温度和放大后的位移量实时显示，基于此仪器可以研究固体的热膨胀性质以及测量固体热膨胀系数。实验现象明显，测量结果准确，将该仪器应用到大学物理实验教学中，可以加深学生对固体热膨胀性质的理解，培养学生的创新实践研究能力。

基于图像识别技术在实验上研究了两种不同控制参数下弹簧摆的非线性动力学行为。 利用功率谱和最大李雅普诺夫指数对动力学行为进行分析和定量的刻画。 研究表明，在实验参数下，弹簧摆的横向呈现周期振动，而径向运动显示准周期甚至是弱混沌运动。 为数字化大学物理实验提供了一个范例。

通过 LabVIEW 平台开发了可以模拟弗兰克赫兹实验过程的虚拟仪器，虚拟弗兰克赫兹实验仪能够模拟实际仪器的所有操作，进行参数设置，给出阳极电流值，同时还扩展了数据的记录与绘图功能。 对弗兰克赫兹实验的物理过程采用蒙特卡洛方法，将弗兰克赫兹管按照电子与氩原子碰撞的平均自由程分段，数值模拟电子的运动过程，由此给出弗兰克赫兹管的伏安特性。 由于数值模拟计算量巨大，基于 LabVIEW  程序的蒙特卡洛算法耗时较长，实时模拟难以实现，另外采用存入多套弗兰克赫兹实验的实测数据，然后根据设置参数进行对所存数据配比组合，以模拟弗兰克赫兹实验的测量过程，这样的结果与真实过程更吻合

基于牛顿环干涉原理，利用 Python编程语言，设计和开发了牛顿环测量液体折射率的仿真实验软件。 仿真实验软件具有图形用户界面，包含实验仪器和原理介绍、不同实验参数下牛顿环干涉现象仿真、常见液体折射率测量以及数据处理等主要功能模块，可对虚拟和真实实验的读数结果进行计算。 仿真实验软件可用于辅助实际教学，提升课前预习质量，提高实验教学效果。

四极杆质谱是大学物理实验教学中的重要仪器之一。 本文基于 Python语言编写了一套计算离子在四极杆中运动轨迹的数值模拟程序，该程序通过调节四极杆质谱中的直流电压 Ｕ，射频电压ＶＲＦ ，射频电压频率 ω 以及离子的荷质比 ｍ／ ｚ，可以将不同条件下的离子运动轨迹以图形或动画的形式直观地展现出来。 本工作对学生直观理解四极杆质的原理以及离子分离的特点具有良好的辅助作用，并能够增强教学过程中的趣味性，提高学生学习的积极性。 此外本工作为开展四极杆质谱教学仿真实验奠定基础。

基于单片机技术，对迈克尔逊干涉仪测量热膨胀系数的实验进行了优化。 首先利用条纹识别系统对迈克尔逊干涉条纹进行自动识别，再通过温度探测器实现自动测温，最后通过计算机编程实现了热膨胀系数的数据计算。 通过将单片机、计算机编程等技术引入到大学物理实验当中，实现了实验数据的可视化、计算智能化，使得对热膨胀系数的测量与计算更为方便快捷。 同时，将大物实验器材运用到实际实验之中，也拓展了迈克尔逊干涉仪的应用范围。

基于霍尔效应、力矩作用等物理原理，利用舵机、红外传感器、霍尔传感器、步进电机、丝杆螺母、雨水感应模块、火焰感应模块、蜂鸣器等器材，采用单片机控制、蓝牙远程操控，设计的一套实验室安全智能管理系统。 本装置包括自动关门、自动关窗、远程关灯、火焰检测四大系统，可实现无人自动关门、检测门窗是否关闭、远程控制关门、雨水检测、自动关窗、远程关灯、火焰报警等功能。 本装置操作简单，高度自动化，系统稳定，范围适用广。 通过测试，本装置可在各类实验室中普遍适用，对环境适应较好，值得推广。

分析了基于传统光杠杆放大法测量金属丝微小伸长量的杨氏模量的不确定度，发现由于标尺的精度低和操作繁琐造成学生实验疲劳，是引起测量精度低的主要原因。 为此，本文设计了一种基于光功率计监视的新型实验装置，不仅简化了操作，而且提高了测量精度，可以使杨氏模量的测量相对不确定度达到3.21％。

影响惠斯通电桥精确度的主要因素有电桥的灵敏度和电阻箱的误差。 为了简化问题，得到半定性半定量的、近似的理论结果，文章建立了电阻阻值误差的近似模型，结合已有的电桥灵敏度的理论公式，通过求误差极小值的方法，推导出测量精度最（极）大时桥臂电阻 R1、R2的理论值。 此外，文章还对某些现实性的问题进行了较详细的分析和讨论。 尽管文章所得到的结果具有一定的近似性，文章的研究思路、方法和结论，或可为惠斯通电桥实验提供理论上的指导，亦可为相关的理论性研究提供一些线索及参考。

用 Origin 科学作图，线性拟合得到自由振动下摆轮振幅 θ 与固有周期 Ｔ０ 的关系 θ＝ 10429－6525Ｔ0 ，为后续实验图像的解析提供明确参考。 分别使用逐差法和图解法处理阻尼振动和幅频特性的实验数据，得阻尼系数 β 为0.0594 s-1和 0.0610s-1。 受迫振动幅频和相频特性曲线的拟合结果显示，当电机频率 ω 与摆轮固有频率 ω0 相等时发生共振，振幅 θｒ 达 144°，摆轮与强迫力的相位差 φｒ 为 90°，很好验证了相关物理实验规律。 解析共振处的特征参数，算出共振圆频率 ωｒ= 3.9859s-1，与系统固有频率 ω０（3.9868s-1）之间的相对误差仅 0.023％，说明图解法用于《受迫振动》实验数据的定量分析与计算是非常成功的。

基于阻尼振动的原理，利用智能手机测量弹簧振子的加速度，通过阻尼振动的动力学方程计算出金属球做阻尼振动时液体的阻尼系数和黏滞系数，并将黏滞系数测量值与理论值进行比较，相对误差为 0.39％，进一步论证了本实验方案的可行性。 与传统方案相比，基于智能手机的液体黏滞系数测量方法操作简单且趣味性强，同时降低了传统实验方法的仪器成本，对物理实验的线上教学具有一定的参考意义。

根据透明固体的光学折射特性，对激光散斑法测量固体折射率遇到的关键问题进行分析讨论，搭建了近场散斑、远场散斑和像面散斑三种光学测量系统并进行了测量，即首先记录了固体折射前后的两幅散斑图，然后获得折射前后的微小面内偏移量，再根据理论公式计算出固体折射率。 利用现有方法和改进方法，对厚度为 3mm 的固体玻璃折射率分别进行了传统全息和数字全息的实验对比研究。

实践教学是理工科院校中不可或缺的育人内容。 大学物理实验作为重要基础实验课程，内容涉及丰富的力、热、光、电、磁等方面的物理现象以及相关物理量的测量，“天然地”满足学生“在更广泛的专业交叉和融合中学习”的需要。 近年来，立足物理实验教学中心这一平台，从结合数字信息系统（DIS）的实践教学内容与模式重构、科创结合、以赛促学、产学研融入等方面对物理实验在实践育人方面进行了改革探索，取得一定教学成果并积累了一些经验。

对物理实验课程中数据处理教学现状调研的结果显示，绝大多数学生数据处理能力处于较低层次，未能达成课程预期。 该文对问题进行了分析，指出思想认识转变是解决问题的前提，并基于学习策略和认知策略对相关理论知识予以梳理，形成了具有良好条理性、层次性和高度概括性的知识框架，还对实验资源进行优化配置。 选择样本并在理论课和实验课上进行了教学实践。 实践数据显示，学生在分析误差原因、数据处理方法以及形成有效结论等方面有明显的改善，这表明新的教学方案有助于学生建立良好的认知结构、提升数据处理能力。

随着“互联网＋”时代的到来，混合式教学作为信息技术与教育教学深度融合的教学新模式，已成为大学物理课程教学改革的研究热点。构建大学物理课程混合式教学模式，有助于培养学生思维方式和动手能力，进而成为社会发展需要的高素质人才。 本文阐述了大学物理混合式教学模式发展的必要性，分析目前大学物理教学中存在的问题，探讨构建大学物理混合式教学模式的策略。

为了响应国家推进高校教育方式现代化的号召，同时为了在科技水平高速发展的新时代加强管理模式的信息化、高效化，东北大学物理实验教学中心充分利用现代信息成果，以互联网技术为基础，不仅建立了实验中心信息化管理系统，还通过将课程资源网络化和以直播、虚拟仿真为例的多样化教学手段等改革举措，形成了高效集成式管理模式。 为学校的全面型人才培养和综合型课程建设提供了良好的平台。

大学物理实验是高等教育中基础教学的重要组成部分，在大学物理实验教学中渗入物理学史，既有助于学生对物理实验原理、规律的理解，又有助于对学生进行爱国主义教育。 本文主要阐述大学物理实验教学中引入物理学史、并进行爱国主义教育的必要性，进一步探讨大学物理实验教学结合物理学史进行爱国主义教育的途径及方式、以及应避免的问题，在大学物理实验教学中应适时、适量、适度的进行爱国主义教育，将大学物理实验课建设成为爱国主义教育的前沿阵地。

随着我国互联网和信息技术的发展，线上线下相结合的混合式教学模式应运而生，它不仅符合时代发展的需求，也是高等教育改革发展的趋势所在。 为了提高文科物理实验课的教学质量，本文利用学习通、ＱＱ、微信和腾讯会议等互联网技术和平台资源，探索和实践面向我校文科学生的物理实验混合式智慧教学模式。 实践表明，混合式智慧教学为文科物理实验教学改革提供了广阔的空间。