实验教学问题

• 记录一些日常思考的、没有答案的问题，希望得到大家的指点。 — 乐永康 2010/03/12 12:59
• 如果有同学对这些问题感兴趣，欢迎来讨论交流，甚至做小课题研究。 — 乐永康 2010/04/02 20:54

遗留问题： — 乐永康 2014/07/13 22:14

1. 如何测量是否已达到匀速运动状态？怎么计算“匀速”所需的最小管长？
2. 能否测量管子两侧的电压？
3. 不在中心下落会如何？
4. 磁铁会有恒定的下落姿态吗？
5. 每次下落能发热多少？需多少次下落后，升温才可以测量？如何实现快速升温？

— 2011/11/26 21:36

　　“超级电容”是目前比较热门的一个词，显然是一种高科技产品。刚才大致了解了一下：是多空材料的一种应用。几点疑问：

1. 超级电容的电机是怎么工作的？
2. 有一些课题组利用薄膜制备技术提高“比表面积”——也就是增大表面的粗糙程度可以提高电容。我的疑问是：微观上的表面粗糙需要考虑“尖端放电”效应吗？避雷针“宏观”上的尖锐和宏观上很平的表面所具有微观上的凹凸不平在解释尖端放电现象时是否矛盾？表面上纳米尺度的突起增大了比表面积，在计算电容时，需要考虑库伦阻塞效应吗？
3. 超级电容的原理中有一条：正负电荷的分离距离很小。是什么作用在维持这种电荷分离？存在漏电电流吗？

• 可以设计专门的实验分别测量某种光的时间相干性和空间相干性吗？（不知道是否表达的足够清楚，可能不好理解！） — 2010/08/27 00:06

说点小想法，乐老师莫见笑：）时间相干性是否可以用迈克尔孙干涉法测量？空间相干性是否可用杨氏双缝法，将光源前的狭缝设置为可调，当通过双缝后的两束光由相干变为非相干时，狭缝改变的距离是否就是光源的空间相干长度？ — 陈思 2010/09/02 02:20

很好的建议。光学和光学实验中一般也是这么介绍的。我提出这个想法的最初起因是：双缝实验中，入射光束不垂直狭缝平面或者光轴不重合时，实验中构成相干叠加的两列波的相干性不仅有空间相干成分，还有时间相干成分。看来，实验本身容易设计，只是在具体实施的时候，实验要做得很好，两种相干性要完全区分，对仪器、对操作的要求比较高。 — 乐永康 2010/09/02 09:16

• 不同核素衰变的半衰期差别很大，这和哪些因素有关？可以计算吗？ — 2010/07/17 23:13

1. 实验实现上，容易进行吗？测量的精度如何？可以用于微小位移的测量吗？线性度如何？数据处理如何实现？ — 2010/04/17 00:13

1. 不同的人说话的时候都有自己的特征，我们一般都能辨别某个说话声是谁的，但这是基于什么物理特性呢？ — 2010/04/01 20:50

初中物理告诉我们这个叫音色 — 太简单了不好意思留名 2014/07/16 12:00

音色的定量表达如何实现？实验上能验证吗？ — 乐永康 2014/07/16 16:14

1. 哪些内容是基本的？属于对物理系的学生“必做”类型的实验？对于核物理专业的学生呢？
2. 哪些内容对于加深学生对相关内容的掌握，或提高认识是很有帮助的？哪些内容是最能激发学生的兴趣的？
3. 哪些内容是和日常生活关系更大的？哪些内容是和将来的专业工作关系更密切？
4. 哪些内容代表着前沿/发展趋势/新技术/新内容等？
5. 我们若要扩充内容、改善教学效果，该从什么地方着手？

1. 从日晷、沙漏、机械钟、电子钟，到原子钟，时间测量的方法经历了很大的变化。发展变化的历史如何？
2. 不同的测量方法有不同的测量精度，各种与时间有关的过程或实践活动对时间精度的要求如何？
3. 有哪些实验在演示实验或教学实验层面是可以完成的？
4. 机械钟走时准确的关键是什么？能量的补充是怎么实现的？
5. 原子钟的原理是什么？国际标准文件的内容是什么？提高精度的困难在哪里？教学实验室可以做到什么样的程度？ — 2010/03/21 22:03

1. 孔雀羽毛的颜色、荷叶效应、水黾的脚、鱿鱼手上的吸盘、壁虎/苍蝇脚上的刚毛……有关于自然的神奇，我们已经明白的还有哪些？还有哪些现象我们还不明白？甚至可以去探索？ — 2010/03/18 00:45

1. 路口信号灯设置不合理对“堵车”的贡献有多大？目前采用的信号灯优化的方法有哪些？可行性、效果如何？ — 2010/03/18 00:42

1. 弗兰克赫兹实验中，对实验会产生影响的因素很多，哪些会影响所得到的第一激发电位？实验的数据处理本身会带来额外的误差吗？ — 2010/03/18 00:37

　　半衰期的定义很清楚，但却还有几个相关的问题很疑惑：

1. 各种元素的半衰期各不相同，半衰期长短和哪些因素有关？是否可以改变？
2. 某种放射元素在其自然状态下是否在一直经历着这样的衰变？地球的寿命已经很长了，经过这么长时间的衰变，我们现在还能发现这类元素的存在，它们在地球形成初期的丰度是多少？
3. 为什么特定的放射性元素只在否些地方有？这和哪些因素有关？（与这一点相关的，据说地球上氦气含量比较高的是美国的某个地区和中国西南某个地区，这又和什么有关呢？）
4. 地球内部现在还在经历核反应吗？还会生成新的元素吗？

　　 非线性物理实验中的关键元件是非线性负阻，它是由两个运算放大器和几个电阻构成的电路，I-V特性曲线中的折变，即非线性，是怎么产生的？可以得到类似的、但包含更多折变的I-V特性曲线吗？

　　电容放电时，电压值是随时间减小的。上海市已有“超级电容汽车”，超级电容怎样才可以让汽车工作时有合理的功率？一个电容中储存的能量和一节电池中储存的能量该怎么比较？