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作者：李延召阜阳师范大学

学位级别：硕士

在新的中学物理课程标准对学生学科核心的培养要求和教育发展的必然趋势下,对一线教学工作提出了更高的要求。教学活动不能再是简单的知识灌输,而是要着眼于学生的终身发展,注重培养学生的学科核心素养。物理学要以实验为基础,因此更要... 详细信息

在新的中学物理课程标准对学生学科核心的培养要求和教育发展的必然趋势下,对一线教学工作提出了更高的要求。教学活动不能再是简单的知识灌输,而是要着眼于学生的终身发展,注重培养学生的学科核心素养。物理学要以实验为基础,因此更要认清实验教学对于物理教学的重要性。根据课标要求,要立足已有实验器材,着力开发新的实验资源,要让学生自己动手做实验,经历科学探究的过程。但目前一线教学中开展实验教学还存在很多问题,很多教师的实验教学还是在以演示实验为主,学生自己动手实验的机会依然很少。主要问题点在于课时紧张、实验器材短缺,鉴于目前一线教学的实际情况,本文旨在通过基于非常规物理实验的探究式教学来缓解实验教学中存在的现实问题。本文以非常规物理实验的探究式教学研究为主题,以问卷调查法、访谈法和案例分析法为主要研究方式。通过大量阅读关于非常规物理实验和探究式教学的文献、书籍、刊物等资料,对目前的相关研究情况进行了综述。介绍、总结了相关的概念,简要说明了所运用的建构主义理论和多元智能理论。通过分析相关学者的研究,明确了这种教学模式的原则和特点。通过问卷和访谈的方式对中学物理实验教学的现状进行了调查,根据调查结果分析总结了目前一线实验教学工作现状和问题点。并以此为依据,针对中学物理实验资源短缺的问题,给出了非常规物理实验资源的开发流程、列举了生活中几种常见的资源在实验中的应用方式,以期能够缓解中学物理实验器材不足的现状。最后设计了基于非常规物理实验的探究式教学的形式和流程,并通过教学案例举例说明了此种模式的应用方式。

关键词：非常规物理实验探究式教学核心素养

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Fermi耀变体γ射线波段光变周期的研究

Fermi耀变体γ射线波段光变周期的研究

作者：唐为峰阜阳师范大学

学位级别：硕士

耀变体是活动星系核一种特殊的子类,其喷流几乎与视线成一条直线,在多波段上往往会表现出不同的时间尺度的变化,包括在γ射线波段可能显示出长的准周期振荡(Quasi-Periodic Oscillations,QPO)行为,通过对耀变体的QPO信号的检测,有助于... 详细信息

耀变体是活动星系核一种特殊的子类,其喷流几乎与视线成一条直线,在多波段上往往会表现出不同的时间尺度的变化,包括在γ射线波段可能显示出长的准周期振荡(Quasi-Periodic Oscillations,QPO)行为,通过对耀变体的QPO信号的检测,有助于对耀变体的辐射机制、内部物理参数等进行研究。本文对Fermi-4FGL表中的耀变体在γ射线波段进行QPO信号的探测,从中找出可能存在有周期振荡行为的耀变体。第一章中介绍了活动星系核的概述以及对耀变体周期的意义。第二章介绍了γ射线波段的观测手段以及处理高能γ射线数据的过程。第三章主要针对非均匀采样数据的周期的方法进行了讨论,包括在时域分析的离散相关函数方法和在频域分析的Lomb-Scargle Periodogram方法。考虑到噪声的干扰,模拟了一万条光变曲线从而对所获得的QPO信号进行显著性估计,以此来判断所得到的QPO信号是否可靠。第四章,利用Fermi天文台的观测数据,对所有的Fermi-4FGL中的耀变体生成从2008年～2022年持续14年的光变曲线,首先在时域上进行了QPO检测,共发现了18个候选的Blazars源,再对候选的Blazars源在频域上进行QPO检测和显著性分析。其中有四个源具有4σ以上的显著性水平,其中J1333.0+3233是从未被宣告的。我们认为J1333.0+3233可能和OJ 014一样是受噪声主导的源,在有更多的观测数据时,可能会表现出更好的行为。除此之外还新发现了几个有低显著性的源。第五章讨论了几种常用来解释QPO信号的模型并对几个高显著性的源进行了分析。我们认为对于耀变体γ波段的QPO的起源并不是单一的模型引起的,很可能是多种机制的共同作用。

关键词：耀变体准周期振荡显著性分析

LHAASO-WFCTA球面反射镜反射率测量系统的研制

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LHAASO-WFCTA球面反射镜反射率测量系统的研制

作者：金敏阜阳师范大学

学位级别：硕士

宇宙线探测实验中所采用的大气切伦科夫光望远镜,为了收集更多的切伦科夫光,通常需要安装大口径的反射镜。在宇宙线探测和分析过程中,望远镜反射镜反射率将直接影响切伦科夫光的测量。高海拔宇宙线观测站(LHAASO)中,共有18台切伦科夫望... 详细信息

宇宙线探测实验中所采用的大气切伦科夫光望远镜,为了收集更多的切伦科夫光,通常需要安装大口径的反射镜。在宇宙线探测和分析过程中,望远镜反射镜反射率将直接影响切伦科夫光的测量。高海拔宇宙线观测站(LHAASO)中,共有18台切伦科夫望远镜。虽然生产厂家提供了反射镜的反射率参数,但是反射镜在长期使用中会因为老化或者磨损导致反射率会有不同程度的衰减。不同波长的光、不同的时间、同阵列下不同的望远镜的反射率也存在差异,出厂参数远远不能满足切伦科夫望远镜光子数长期准确测量的需求。因此球面反射镜的反射率测量和长期监测不可或缺。我们研发了一套球面反射镜反射率测量系统,该系统由光源和测量反射光强值的测量仪器组成。用已知反射率的标准反射镜作为辅助,通过标准反射镜和球面反射镜的相对光强比值,将标准反射率传递到球面反射镜上。另外,我们还针对高原的特殊环境对我们的系统做了相应的优化,引入了距离探测器可以现场控制入射角度;加装了温度传感器,以应对高原环境变化对测量的影响,方便后续测量数据的修正。整套探测系统重量较轻,结构简单,方便移动和户外搭建。首先在实验室利用上述系统对标准样品进行了详细测量和比对,并与参考值进行了对比,结果符合预期。然后在高原环境下通过该系统对18台望远镜内部球面反射镜405nm和520nm波长反射率进行精准测量。望远镜内部的球面反射镜由25片子反射镜组成整个曲面反射面,面积约5.2平方米。对同一望远镜,选择了175个不同位置对反射率进行测量,单点的反射率最大相差约10%。结果表明,相较于出厂的原始反射率,由于长期运行,反射镜表面镀膜氧化和灰尘堆积的影响,第一批开始运行的1到7号望远镜反射镜反射率下降较多。因为灰尘自然沉降的影响,对长波长的光,反射镜的反射率下降更明显,均值从出厂时的88%左右下降到74%左右,而短波长的反射率下降并不明显。同时,由于望远镜运行方式和俯仰角度等因素,各个子反射镜堆积灰尘的速度不同,导致各波长下球面反射镜的反射率会随着高度变化,子反射镜的高度越低,反射率相较出厂时下降更多。本文在传统反射率测量方法的基础上,研发了一套针对高海拔野外恶劣环境下,大面积反射镜的反射率测量系统。该系统结构简单,方便搭建,操作容易,可在野外实现不同入射角度的反射率测量,克服了野外温度变化对测量精度的影响。贡献在于,解决了高原野外环境下大面积反射镜反射率测量困难的问题,多波长反射率的测量结果为宇宙线的精确测量提供了可靠的数据支撑。

关键词：宇宙线反射率球面反射镜切伦科夫光探测器

极限思想在中学物理模型教学中的理论和实践研究

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极限思想在中学物理模型教学中的理论和实践研究

作者：殷嘉祥阜阳师范大学

学位级别：硕士

《普通高中物理课程标准（2017年版）》指出要着力发展学生的核心素养,通过物理的学习使学生形成科学思维。物理模型的构建就是一种科学思维,而这种科学思维的培养有利于学生深度认识物理模型。本论文着重开发极限思想在中学生可理解的... 详细信息

《普通高中物理课程标准（2017年版）》指出要着力发展学生的核心素养,通过物理的学习使学生形成科学思维。物理模型的构建就是一种科学思维,而这种科学思维的培养有利于学生深度认识物理模型。本论文着重开发极限思想在中学生可理解的范围内构建物理模型的课程,进行物理模型的教学。通过调研和查阅相关资料分析目前的教学存在哪些问题,基于极限思想和模型建构教学理论,对中学生、一线教师进行调研,结合认知发展理论、知识迁移理论、具身认知和数字化教育的理念确定以下教学内容:1.利用3ds Max软件展示无限分割的思想;2.通过极限思想解决两个球体间的万有引力问题以建立质点模型;3.利用极限思想解决均匀带电圆盘轴线上的电场强度问题以建立点电荷与匀强电场模型;4利用origin软件绘图展示极限思想中点电荷和匀强电场的模型建构;5结合仿真物理实验室做出带点球体间库仑力大小的演示,引发学生认知冲突。在教学实践环节当中,将极限思想运用在物理模型当中,设计相关的教学过程。对学生进行水平后测,利用SPSS对前后测试成绩进行显著性分析,发现前后测有显著性差异,说明本次教学实践有效。希望本论文的研究内容能在实际的教学中提供教学参考。

关键词：极限思想物理教学模型教学模型建构