借助激光切割工艺，设计并制作了一种基于缝隙交错结构来实现可变光栅常数的衍射光栅，该设计使其能够在自身材料无弹性的条件下产生结构上的变形，以实现对光束的控制，对该光栅进行了多组实验，旨在验证并展示该设计的应用潜力及其优点，并探究光栅图案设计对衍射效果的影响及其规律。 研究结果展示出了该光栅适用于直观展示光栅衍射，可以应用于教学中。

利用强度调制型光纤传感器测量酒精、食盐及蔗糖溶液的浓度。 将不同浓度的溶液注入石英器皿中，单模稳定光源发射光束，单模石英光纤传导光束，光功率计显示光功率值，使用Origin软件分别拟合3种溶液光功率值与溶液浓度的函数表达式。 将未知浓度溶液的光功率值代入拟合的表达式中即可求得其浓度。 该实验操作简单、装置简易，适合多种溶液的测量，有利于基础教学与工程应用推广。

多普勒效应是光电信息科学与工程专业理论课程中的重要知识点，通过大学物理实验引导学生将理论与实验相结合，有助于帮助学生对知识点的理解，同时通过实验也有助于培养学生对物理的研究兴趣和科研思维。 将基于激光多普勒效应的固体速度测量实验引入大学物理实验教学中，搭建实验系统、进行数据处理和误差分析并验证实验。 通过完整实验过程，锻炼学生的动手能力，以及解决实际问题的能力，培养学生的科研逻辑思维与创新能力。

测量透明固体和液体的折射率是高中物理实验中的重要内容。 有文献改进了探视法测量液体折射率的方法，即智能手机拍摄无水、有水和在水面漂浮状态下的物体，利用“IMAGEMETER”软件测量照片中图像的长度，用三种情况下图像长度的比值代替物体实际深度与视觉深度的比值，由此计算得到水的折射率。 本文认为，水深、手机倾斜度和手机距水面距离等会对测量结果产生影响，进一步运用控制变量法探究了这些因素的影响程度，与水折射率标准值比较后，得到了最佳测试条件。

针对水滴透镜现象，本文基于液滴表面张力、流体静力学原理以及接触角修正的能量函数，对液滴表面形态及其相关光学参数进行了深入的理论分析，总结出其光学参数的影响因素：水滴厚度增大，透镜放大倍数减小，分辨率先增大后减小；水滴直径增大，放大倍数减小，分辨率先增大后减小；玻璃折射率对透镜光学参数几乎无影响。 通过 ＭＡＴＬＡＢａｔｌａｂ 仿真，每组实验中放大倍数与分辨率的相对误差分别为2.71％、4.7％1.12％、5.9％；0.44％、2.13％，可信性较高。 该研究不仅推动了相关技术的进步，还为多个领域提供了创新应用思路。

大学物理实验中实验参数的优化与数据分析能力培养至关重要。 本研究通过系统测量弗兰克?赫兹实验中灯丝电压、第一栅极电压和拒斥电压等对板极电流 Ｉ Ａ 和第二栅级电压 Ｖ Ｇ２Ｋ 关系曲线的影响，获取 ６４８ 组实验数据并绘制 Ｉ Ａ ?Ｖ Ｇ２Ｋ 特征曲线。 结合热电子发射理论、玻尔兹曼分布及电子?原子碰撞截面理论等，分析了不同实验现象背后的物理原理，揭示了参数调控对实验现象的影响关系，讨论了弗兰克?赫兹的实验参数有效范围。 最后，基于 Ｏｒｉｇｉｎ 软件自动寻峰与逐差法处理数据，获得了氩原子的第一激发电位较为理想的数值，验证了原子量子化能级理论，理论分析较好地解释了实验结果。 本研究为弗兰克?赫兹实验教学提供了参数系统优化的方案，并创新性地将理论建模与软件分析结合，提升了实验结果的可信度与教学实践价值。

目前，要想实现对液体薄膜厚度的精确测量是有难度的，尤其是对于易破性肥皂薄膜厚度的测量，需要借助无损且高精度的光学仪器进行测量，显然不具有实用性。 提出一种通过光的干涉技术实现对肥皂薄膜厚度的测量，获得一种精确并且较为实用的微纳液体厚度测量方法。 受重力作用的影响，肥皂膜呈现上端薄、下端厚的现象，加入垂直光的照射下，薄膜将出现等厚的干涉条纹现象。 由此，可利用干涉法测量条纹离上端的距离方法得到薄膜的相对上边缘的厚度。 本文分别测量了 ３ 种不同形状塑料环上的肥皂液膜在不同时刻的相对厚度随竖直高度的分布情况，借助精细的迈克耳逊干涉仪，基于单色光的等倾干涉原理测量了肥皂膜中心点区域的实际厚度。 通过该方法，实现出对肥皂液膜不同位置厚度的测量，为液体等薄膜厚度测量提供一种借鉴方法。

基于磁电激励的弦振动实验系统，通过控制变量法系统研究了驻波的共振频率和波速的影响因素。 实验结果表明：共振频率近似等于本征频率，且高次谐频等于基频的整数倍；共振频率与波腹数、张力的平方根成正比，与弦长、线密度的平方根成反比；波速仅由张力和线密度决定。 本实验研究不仅验证了驻波理论模型的正确性，同时有效提升了学生的实验技能和科学探究能力。

针对光电信息科学与工程专业集成光学、电子学、信息学、科学与工程一体化的特色，及新工科背景下复合型人才培养需求，探讨了将前沿科学技术与实验教学深度融合，围绕物理科学定律和现代科技软件工具，理论学习和实践运用深度结合，建立了软硬件一体化的多元教学模式。 通过培养学生实践能力、思考问题和解决复杂工程问题能力、科研能力和创新素养，提升学生数据分析处理技能，以期为推进新工科背景下的高校创新人才培养模式改革提供一定的参考和借鉴。

:为了深入研究质点在半圆轨道上的运动规律,探讨了一质点小球从冲上竖直放置的光滑半圆内轨道到回落点的整个过程,定义无量纲且与初速度有关的条件因子,并以条件因子为自变量.运用数学方法剖析小球质点贴轨道运动的时间、空中飞行时间、上升最大高度和最大射程四个物理量,分析发现,在初速度的所有可能取值情况下,这四个物理量的表达式均与条件因子相关.该数学分析详尽地描述了质点在半圆内轨道运动模型的运动规律,其结果可为与质点的半圆内轨道运动模型的相关的教学、研究和应用提供理论支持.

针对 Ｘ 射线相衬成像技术中的核心器件———吸收光栅进行研制。 以金属钨纳米颗粒为 Ｘ射线的吸收材料，用乙醇和乳化剂ＯＰ?10为载体，将钨纳米颗粒以自由沉降的方式填充进光栅结构内部。 通过研究不同粒径的钨纳米颗粒对光栅填充效果的影响，发现粒径约为５０ｎｍ 的钨纳米颗粒相比于２００ｎｍ颗粒填充的效果要好。 此外，为对比不同吸收材料对填充的响，将粒径约为 ５０ｎｍ 的钨、铋纳米颗粒填充光栅并比较两者对 Ｘ 射线吸收对比度，发现前者对比度约为５０％，后者对比度约４１％。采用金属纳米颗粒自由沉降方式填充光栅，成本较低，可实现大周期光栅制作。

为研究深紫外通信特性，设计了一套简易物理实验装置。 通过氧化镓探测器测量调制后的深紫外信号，帮助学生直观理解日盲探测，深紫外信号检测的原理，并掌握深紫外通信的方法。 通过系统、简洁的实验步骤，包括检测器性能表征、通信装置搭建和深紫外通信，学生能够掌握深紫外通信的基本操作。 最后，从实验开放性和创新性的角度入手，讨论了如何通过该实验提升学生的辩证性科研思维。 该实验将前沿的科研成果转化成综合实验教学内容，设计了基于氧化镓探测器实现紫外通信的综合性实验。 该实验属于物理、通信交叉学科的前沿研究领域，在帮助学生掌握通信原理的基础上，了解载波频段与通信模式间的关系。

介绍了最小二乘法的原理，以光电效应实验和弦驻波实验为例，讲解了最小二乘法在实验规律为线性和非线性两种情况下的应用，并分别通过 ＭＡＴＬＡＢ 编程对实验数据进行拟合求解曲线系数，加深学生对最小二乘法的理解，同时提升数据的处理能力。

阻尼摆减震是提高高层建筑稳定性的一种有效方法。 本研究在减震系统动力学分析的基础上，研究阻尼摆减震的关键因素及系统参量关系，搭建减震装置并通过实验定量评估实际减震效果和抗震能力。 研究表明，无论是在周期性外力作用，还是非周期性外力作用，阻尼摆对主体振子在周期性外力和瞬时外力作用下的振动幅值减震比和振动路程减震比均达到 ２０％，抗震能力明显提升。 并通过不确定度评估了实验装置的可靠性。 本文从理论到实践，从定性到定量，深入分析了阻尼摆减震的原理和装置实现，对力学知识的深入理解与应用具有教学意义。

超声驻波声悬浮是利用声辐射力将物体固定于声压波节处的无接触支撑技术。 在新型材料、医药、精细化工等学科研究具有广泛的应用。 通过丝杆、滑轨、磁吸等结构搭建了一套既能以０．０２ｍｍ精度精确调节换能器间距、又可以轻松置换换能器阵的开放式声悬浮实验仪器。 设计并完成了误差在１．３％左右的超声波声速测量实验；还探究了水滴、乙醇、十二醇等物质的悬浮规律，绘制了悬浮小球和探头间距的函数关系图；特有的磁吸结构为悬浮声场和操控的研究提供了便利。 通过该套装置，学生不仅可以完成传统的声速测量实验，还可以体验声悬浮的过程、探究悬浮规律、了解新科技，为传统物理实验教学内容的更新提供思路。

针对管状熔断器温升特性的多介质传热问题，基于热?电类比，构建了包含熔丝焦耳热源、空气层／ 玻璃层导热及自然对流的 ＬＴｓｐｉｃｅ 模型，仿真计算了熔断器熔丝表面、玻璃管内外表面的升温情况。 结果表明，空气层热阻（１ ０９２．４１ Ｋ／ Ｗ）占总热阻的 ９０．０８％，导致其界面温差达 ７８５．２９ Ｋ，而低热阻玻璃层（０．２４ Ｋ／ Ｗ）仅产生 ０．１７ Ｋ 温降。 利用红外热像仪同步监测系统，测得熔断器表面热平衡温度３８９ Ｋ。 熔断器表面温升曲线与仿真结果趋势一致。 建立的 ＬＴｓｐｉｃｅ 阻网络模型计算高效用于辅助教学，有助于学生理解傅里叶导热定律、牛顿冷却定律及动态热过程分析方法。

借助 ＣＯＭＳＯＬ 软件强大的多物理场耦合功能，实现了对超声波传输、干涉和探伤等现象的可视化，将抽象的超声波现象转化为可视的图像，有助于学生更好地理解超声波的知识。 基于 ＣＯＭＳＯＬ软件，仿真了超声波在不同条件（温度和介质）下的传播、干涉和探伤现象。 理论分析表明仿真结果清晰且准确，能够有效支持超声波相关知识的教学与学习。 可视化图像为超声波现象的直观展示提供了有力的工具，有助于提高学生对超声波知识的理解与应用能力。

近年来，人脸识别技术因无接触、高精度和安全性在门禁系统中广泛应用，但在性能优化、算法选择和数据处理方面仍面临挑战。 本研究基于华为昇腾的 ＭｉｎｄＳｐｏｒｅ 平台，比较了人脸识别中的标定与训练算法，发现 ｄｌｉｂ 在标定精度和鲁棒性上优于 ＯｐｅｎＣＶ。 最终选择 ｄｌｉｂ 进行特征点标定，并结合ＲｅｓＮｅｔ 模型对多视角人脸数据集进行特征提取和分类训练。 系统利用树莓派 ４Ｂ 和 Ａｒｄｕｉｎｏ ＵＮＯ 开发板，通过控制红外摄像头实现图像采集与处理，具备多目标识别、访客管理和可视化 ＵＩ 功能。 该研究为门禁系统智能化升级提供了高效可靠的解决方案，验证了 ＭｉｎｄＳｐｏｒｅ 在小型嵌入式系统中的应用潜力。

吸收式光纤温度传感器是一款性能优异的温度传感器，由于其具有测温精度高、抗电磁能力强等特点已经被广泛应用于电力系统、航空航天、医疗等多个领域。 并且其系统结构单一、原理简单，许多高校选择将这种传感器作为例子让学生了解光纤传感器的系统和原理。 但由于光纤温度传感器为精密的实验仪器，制作这类传感器需要学生对其进行合理设计。 在实际情况下，许多学生因设计不合理导致制作出的光纤温度传感器误差大或者测温效果不理想。 因此本文基于 ＭＡＴＬＡＢ 对吸收式光纤温度传感器进行仿真设计，学生一方面可以利用这个仿真设计检验制作的光纤温度传感器是否合理，另一方面学生可以根据仿真结果对光纤温度传感器进行进一步创新。 此外还有利于学生理解光纤温度传感器的原理，激发学生的学习兴趣，为培养相关专业人才提供保障。

为深化“光纤传感器及其应用技术”专业课程教学改革，解决传统验证性实验与科研实践脱节的问题。 以强度调制与相位调制型光纤传感器为核心，设计了单模?多模?四芯光纤级联结构作为传感结构的创新实验，构建知识巩固?科研实践?创新培养三位一体的教学模式。 实验以液体浓度检测为应用场景，通过文献调研?传感器制备?性能测试?数据分析的全流程实践任务，引导学生完成光纤传感系统设计。 结果表明，该传感器的蔗糖溶液灵敏度可到达 ０．１６６ ４４ ｎｍ／ ％，干涉波谷的波长、强度与蔗糖浓度拟合度分别为 ０．９８０ １１，０．９３６ ３６。 通过开展课程创新实验的探索，不仅有效激发了学生的科研志趣，还提升学生的实践能力和创新思维，为培养新工科背景下具有科研素养与创新思维的高素质应用型人才提供可推广的科教融合路径。

在当今科技飞速发展的时代，灵活运用人工智能技术，借助其在民生与科技发展领域中的高效搜索和演示功能，并将其融入大学物理实验内容的完善工作中，能够有效解决教学内容单一、实验仪器设备更新换代迟缓的难题。 这一举措不仅能丰富大学物理实验课程的内容，还能提高学生的学习积极性、动手实践能力和创新思维能力。 从静电场模拟实验在日常生活中的丰富应用案例切入，探索新的教学方法与内容设计思路，对提升大学物理实验课程的教学质量具有重要的意义。