通过搭建反射式 V 型纹影光路，实现了 40 kHz 超声波的可视化。 利用该纹影光路设计了一系列关于声学内容的教学实验。 这些内容可以直观、方便地对声学行波场的反射、衍射、准直以及一维、二维声学驻波场的力学效应进行演示探究，也可以对声场及声学器件的相关参数进行定量测量。 这些实验结合了光学、声学、力学等学科内容，同时融入学科前沿应用，丰富了目前大学物理实验中传统声学实验的内容。

微小差分电容检测电路将电容差转换为电压或电流等电信号，其在微位移检测、电容式惯性传感器等高精度测量仪器中有着广泛的应用。 基于桥式检测电路的相关原理，设计了一套电桥式差分电容检测电路。 首先对其交流放大电路和两级低通滤波进行了传递函数的测量，然后对系统的灵敏度系数进行了标定实验，最后基于所设计的检测电路，以差分电容单摆作为输入差分电容，研究了差分电容单摆无小球、有小球无激励、有小球有激励三种情况下的电压输出，并通过频域分析证实了小球的运动周期。 作为本科生创新性物理实验教学内容，本实验有助于培养学生实践动手能力，同时加深对实验中涉及的如力学、运动学、振动与波动、电磁学、数字电路和模拟电路、信号处理分析等相关大学物理课程知识点的理解

本实验的目的是利用声学原理实现空气中轻小物体的束,首先,在分析实验原理的基础上,设计实验方案,制作了三种实验装置,并进行了相关实验研究,其次,在实验研究基础上,采用Comsol仿真软件进行了仿真模拟,绘制声压级图像和流体粒子捕捉动画,并展示了模拟结果。最后,通过理论、实验与模拟结果的对比,对实验结果进行了有效讨论。

拉脱法测量液体表面张力系数实验中，力敏传感器对外输出电压是实验需要测量的重要参量。 明确电压的测量点对于深入理解实验原理，提高实验测量精确度具有十分重要的意义。 本文在传统拉脱法测量液体表面张力系数实验原理的基础上，重点对测量过程中吊环及液膜的状态、受力变化以及电压随吊环带出液膜高度的变化情况展开研究。 最终明确了实验中电压测量点的选取，修正了理论分析计算公式并进行了实验验证。 验证结果表明：吊环在临界状态时，传感器对外输出电压U1 应选取电压读数最大值更符合实验原理；且吊环带起液膜的质量不能忽略，应纳入理论分析计算中才能得到更为精确的结果。 该研究结果可为本实验的课程教学提供分析思路与参考。

针对光热抗肿瘤材料的光热特性测试需求，通过合理的设计，制作了一套集近红外激光辐照、温度测量、数据传输处理等功能的光热特性测试系统。 该测试系统性能可靠、测得数据精度高，且具有体积小、成本低、操作方便等优点，为光热抗肿瘤材料的光热特性测试提供了可靠的测试装置

为了实现傅里叶频谱测量，提出利用非相干照明结合单像素探测实现窗口函数傅里叶变换的频谱测量方法。 首先，采用四步相移条纹投影，导出单像素探测频谱重构与窗口函数傅里叶变换频谱的关系，然后对三种窗口函数包括圆孔函数、矩形孔函数和矩形透射光栅的频谱进行测量。 结果显示，该方法可以实现窗口函数的傅里叶频谱测量，为傅里叶变换频谱提供一种新的光学测量方法。

通过对传统落球法液体黏滞系数测量仪器存在的问题进行整理和分析，在 THQNZ-1型液体黏滞系数测试仪的基础上，采用高精度激光对管传感器与单片机计数控制器相连接，将采集到的数据通过串口传输数据至电脑，并利用计算机对实验数据进行科学精准处理，用高效的方法计算出液体的黏滞系数。同时，为了减少环境温度对液体黏滞系数测量值的影响，把测试仪置于恒温箱内，通过温度控制器调节恒温箱的温度，利用可实时控制实验环境温度的方法，最大限度地把控因环境温度变化对测量结果的不确定性。

影响双棱镜干涉实验准确测量钠光波长的主要因素：虚光源位置的确定、虚光源间距的测量、干涉条纹间距的测量。 研究表明通过透镜成像法可以准确确定虚光源的位置。 另外，利用透镜成像法测量虚光源放大像的间距以及对应的物距和像距可准确测量虚光源的间距。 最后，通过测量距离虚光源较远处且尽量多的干涉条纹的距离再平均可以准确测量干涉条纹的间距。 采用这些测量方法可以准确得到钠光的波长。

针对牛顿环平板玻璃或平凸透镜会出现的多种质量及缺陷问题，根据不同的情况进行分析研究，模拟得出相应的干涉图样并分析质量问题和干涉图样变化的一致性。 结果表明干涉图样的变化与器件所存在的质量问题相吻合，通过分析牛顿环干涉图样能够判断牛顿环的质量和缺陷问题，该研究结果对实际生产实践中如何针对质量和缺陷问题进行表面处理具有一定的指导意义。

对稳态法测量导热系数实验样品盘，设计不同孔洞结构分布，进行导热系数测量，分析比较了不同孔洞结构分布对样品导热系数的影响。 结果表明，孔洞越大，样品导热系数越小；孔洞面积相同条件下，由于边缘效应影响，孔洞总周长越大的样品盘，其导热系数越大，体现了材料不同以及孔洞分布不同时呈现的不同导热性能。 对样品盘设计橡胶／ 空气不同孔洞结构分布，测量并分析橡胶／ 空气样品盘异于原样品盘的导热性能，可丰富实验教学内容，增加实验创新方案，为学生深入理解物体导热性能提供途径；在拓展课程内容建设、启发实验创新设计思维等方面具有借鉴意义。

将发光二极管（LED）及红外线二极管（IRED）并联放在平台上，并在二极管旁边放置一把刻度尺，在数码显微镜的 CMOS 镜头前放置一片透射光栅。 逐渐调高连接二极管的电压，电脑显示屏上会首先出现 IRED 的白色亮点，接着出现 LED 的红色亮点，最后出现 LED 的蓝色亮点。 直接从屏上测量相邻两亮点间的距离，可以测量红外线和可见光的波长，使用该装置测量 IRED 红外线及 LED可见光的波长，其结果与参考值符合得很好，误差在0.7％以内。 该装置具有简易、精度高、成本低廉等优点，除了可以作为演示教学外，还可以让学生分组操作实验。

针对原有拉伸法杨氏模量测量装置的一些不足，对大学物理实验中的拉伸法杨氏模量测量装置进行了改进。 新设计的实验装置将整个仪器水平放置，被测金属丝通过两个快速夹头固定，利用定滑轮组使被测钢丝在滑轮上迂回缠绕，增加被测金属丝的长度，金属丝的伸长量用数字千分表直接测量。 改进后的杨氏模量测量装置结构简单，操作简便，测量快速准确，精度高，使用效果好。

光镊技术具有无损伤、快速灵敏地捕获微粒的特点，已被广泛应用于物理学、生物传感和化学等领域，但由于光镊是一种新兴技术，光学理论抽象繁琐，且光镊系统结构复杂，实验演示仪器贵重，因此，在现有物理实验课程教学中光镊实验演示仍然十分困难。 本文聚焦于光镊在大学物理实验教学课程中的痛点问题，基于光镊的理论方法提出了一种基于单光束梯度力光阱原理的微粒捕获装置，通过实验演示和研究分析，得出实验现象符合光镊捕获微粒的研究规律，且能够观察到明显的粒子捕获过程的结论。 基于单光束梯度力光阱原理的微粒捕获装置体积小巧，经济实用，适合在大学物理实验课程中推广应用。

为解决疫情环境下本科生近代物理实验的操作安全性问题，设计了远程操作系统 Ultralab和虚拟核实验相结合的远程虚拟核实验。 学生通过 Ultralab 的管理功能预约好实验时间后，可在家、教室或宿舍远程完成虚拟核实验。 通过对不同虚拟放射源 241 Am 和 239Pu 的能量标定，确定 alpha  粒子的能量峰值和道址的线性关系，从而测出 alpha 粒子穿过薄膜时薄膜的厚度。 Ultralab 远程虚拟核实验，使实验教学的灵活度增强，老师和学生可不受疫情和场地的限制自如开展实验。 更可使学生的自主性和创新性增强，通过灵活重构虚拟核实验的各种参量，可实现 gamma 粒子测量、beta 粒子测量等多个虚拟核实验以及相关实验，以达到熟悉和掌握放射性粒子与物质相互作用规律的目的。

根据空气柱共振发声原理，采用三种不同方法利用 Phyphox 软件测量出管子发出共鸣音时的声音频率。 对测量数据进行傅里叶变换后，选取最明显且是基频相同倍数的声音频率，采用线性拟合方法得到三种不同声速。 三种方法的声速测量结果与理论值相对误差都在 1.0％以内，说明测量方法可行并且实验趣味性较强。

针对现阶段电脑鼠计算量庞大且不适用于现实迷宫地形的问题，设计出一款可在现实迷宫地形下自动寻找出口的电脑鼠。 该电脑鼠基于超声波测距与传统迷宫算法原理，适用于岔路数量与道路宽度不定、多死路弯道并且相对较大的迷宫地形，具有适应性强、计算量小、兼容性和可塑性强等优点，对于现实迷宫地形下的自动应用具有一定研究价值。

基于手机功能软件设计一种简易的测量透明液体（乙醇、葡萄糖、冰乙酸和食盐溶液）浓度的实验装置。 利用手机软件的角度测量功能对光束的入射角和折射角进行读取，采用斯涅尔定律计算不同液体浓度的折射率，通过 origin 软件绘制出不同液体浓度与折射率的线性关系。 研究发现：自制仪器测试的液体浓度与标准仪器测量值比较吻合，折射率越大，对应的液体浓度越大。 其中，葡萄糖溶液的折射率与浓度的线性相关性最明显。 自制实验装置结合手机软件测量液体浓度的方法简单、成本低，拓展了其在普通物理光学实验中的应用范围。

以 Arduino UNO为主控单元，在运动小车中装载智能测量系统，用力传感器测量合外力，超声波传感器实时测量小车与固定挡板间的距离，并根据距离数据计算速度和加速度，实现对传统的验证牛顿第二定律实验装置的智能化设计。 系统操作简便、测量精确，能实时显示实验结果，在遵从传统实验思路的基础上大大提高实验效率。

借助于 Mathematica 软件强大的图形绘制功能、动画合成功能和程序设计功能，基于相关波动光学公式和定律，针对几种典型的偏振光现象做了精确的态仿真，所开发的系列动画形象生动，非常有助于学生增加对偏振光现象的认识、深化对偏振光规律的理解。 本研究为光学课程增添了丰富多彩的教学资源，同时也充分展现了Mathematica 软件强大的物理教学资源开发能力。

科学计算软件 Matlab 的开发与应用，帮助了学生对《大学物理实验》课程的实验进行数据处理、图像分析和拟合。 通过弗兰克?赫兹实验表现Matlab 软件的数据图像可视化能力，能完美展现极板电流随加速电压变化曲线形成的多个峰值；通过光电效应测量普朗克常数来体现实验数据拟合功能，整合实验曲线，分析截止电压与入射光频率的关系，得到拟合曲线，计算出普朗克常数的大小。 Matlab 的引入能够提升学生对实验的创新性，对培养学生科学素养、逻辑思维能力有很大的帮助，也为学生往后的学习科研工作打下坚实的基础。

为了解决微电子科学与工程或集成电路设计与集成系统专业实验教学面临的难题，设计了基于 LabVIEW 与 TCAD 的 MOS 场效应晶体管虚拟仿真实验平台。 该平台可以实现 MOS 场效应晶体管的电学性能测试和参数提取，包括数据输入与存储、控制命令输出、数据采集与显示、报错与停止以及图形分析与提取。 该虚拟仿真实验平台为学生提供了良好的工程实践平台，具有操作简单和效率高的明显优势，能够充分调动学生的主观性并且帮助学生理解复杂问题。

随着现代技术和“互联网＋教育”的发展，因其创新的方法，移动学习引领着数字化和信息化学习的巨大改变，混合式教学也随之发展迅速。 研究通过《锂电池原理与结构》课程在泛雅网络教学平台投入运行，搭建混合式教学模式平台，将传统教学模式和现代信息技术进行融合，提升了学生的学习效率和丰富个性化的课程资源，进一步改进了教育教学方法。

安徽“三地一区”政策的出台对高校人才培养提出了新的要求,尤其对创新型工科人才的需求出现井喷态势. 然而,作为工科专业人才培养的专业基础课程“三电”实验教学滞后于社会形势发展,如教学培养目标与社会发展需求相脱节,实验资源无法满足学生实际需要,教学方法与创新型人才培养不适应等问题, 以传统与虚拟相融合、第一课堂与第二课堂相贯通、校内与校外相协同等多元的教学改革路径促进高校实验教学逐步对标“三地一区”对人才的要求,有效提升高校服务地方经济社会发展的能力.

科技进步是国家发展的重要战略支撑，而创新是推动科技进步的力量和源泉，在现代化建设全局中占据核心地位。 加快实现原始创新、突破重大科技禁锢和努力解决“卡脖子”技术难题是新时代向高校应用型人才培养提出的新要求。 为提升应用物理学专业育人水平，校企双方共同构建课程体系、编写教材和研发案例，进行教学内容和实习实训改革，探索“校企合作、工学结合”的应用型本科人才培养模式。 以大学生科技创新大赛为主要抓手构建多层次教学平台，培养具有创新精神的应用型人才。 历经十余载的探索与实践，基于科技创新竞赛的应用物理学专业人才培养已取得丰硕的成果，提升了专业核心竞争力，为建设特色鲜明的应用型大学添砖加瓦。

大学物理是高校理工科专业本科生的公共基础必修课程，课程培养学生的理性思维、创新意识、探索精神和科学素养。 针对目前大学物理课程存在的不足，以沈阳航空航天大学为例，提出了面向应用型人才培养的大学物理一流课程建设路径，对于课程建设和人才培养具有一定参考和借鉴意义。

《大学物理实验》是工科物理教学两个主线之一，它与《大学物理》相辅相成，共同完成对本科生物理思想和物理方法的传授。 从论证《大学物理实验》的重要性入手，分析了该课程当前的状态，论证了引入交互式教学模式的必要性和可行性。 结合线上教学时进行交互性教学的经验，介绍了在《大学物理实验》课程中初步引入交互式教学的一套方案。 初步尝试的结果显示：如果授课时长和网络平台允许，在《大学物理实验》教学中引入交互模式，以讨论互动的形式进行实验教学，可以有效地激发学生的学习热情，提升学生的学习参与度，改善教学效果。 同时，在实验室线下教学时，可以通过延长教学时长和配备对应的网络实验项目的方法，有限地引入交互式教学。