★量子物理论文摘要范文量子物理论文摘要写

量子物理论文摘要范文量子物理论文摘要写 学生适应性是教材适应性的一个重要组成部分,也是面向21世纪教材评价的一个重要方面.如何构建以学生为评价主体的教材学生适应性评价体系,是教材研究领域的一个崭新课题.教材学生适应性评价是对传统教材评价(以专家为评价主体)的必要补充,对这一问题的研究对于学校的教材选用具有重要意义.纵观国内外教材评价的研究来看,目前专门针对教材学生适应性的研究还非常少.以新概念量子物理教材为例,笔者对如何构建以学生为评价主体的教材学生适应性评价体系进行了比较深入的研究.主要工作包括评价指标层级框架与权重的确定,评价工具的制定,评价方法、评价结果的得出等. 在访谈的基础上,笔者参考教育教材评价理论、高等物理教学理论及物理学习心理学理论,制定了新概念量子物理教材学生适应性的评价指标体系.该体系包括5个一级指标、20个末级指标.五个一级指标是：科学水平、认知规律、智能培养、非智力因素培养和编制水平.每个一级指标下又设若干二级指标,二级指标下根据具体情况设*指标.各级指标的权重根据在在层次分析法基础上演化而来的“两步法”(包括对比排序和对数加权平均两步)确定.根据上述评价体系设计了评价工具调查问卷,并对华南师范大学物理教育专业04级的86名学生进行调查.利用excel,spss软件工具进行数据的处理与分析.得到的评价结论如下： 1学生对教材的总体适应性比较好(适应性分数为72.5)；不同的末级指标学生的适应性不一样：其中适应性最好的是教材的物理学思想与方法教育(适应性分数80.5)；适应性最差的是教材未提供习题答案(适应性分数46.2)；适应性较好的指标较多(有11个,适应性分数界于78.370.2),包括教学理念、字体字号、先进性、实验基础、实际应用、教材体系、语言表达等；适应性一般的指标相对较少(有6个,适应性分数界于69.361.4),包括自学能力、激发学习兴趣、近代物理实验能力、数学起点、例题编写、运用数学能力. 2学优生、中等生、学困生对教材的总体适应性均较好(适应性分数分别为：75.0,71.7,74.3)且相互之间不存在显著差异；但学优生与学困生对个别末级指标(即渗透式教学方法)的适应性有差异,学优生比学困生更能适应渗透式教学方法(等于0.05).表明渗透式教学方法尤其适合学优生. 3男、女生对教材的总体适应性较好(适应性分数分别为：73.1,72.1)且不存在显著差异；男、女生对教材的各个末级指标的适应性也不存在显著差异. 经分析,本研究制定的评价工具具有良好的信度与效度.因此上述评价结果是比较可靠的,能比较好地反映华南师范大学物理教育专业学生对新概念量子物理教材的适应性情况.另外,本研究设计的教材学生适应性评价方案具有普适意义,对国内其它使用该教材的学校也是适用的,对于评价其它教材的学生适应性同样具有参考意义. 在上述评价结果的基础上,笔者结合对往届学生学习情况的调查结果,分析总结得出学生眼中新概念量子物理教材六个方面的亮点：即物理学思想与方法教育、渗透式教学方法、关注学科最新进展、新颖的教材体系、注重联系实际、生动活泼的语言表达；同时指出该教材的两个缺陷：例题、习题“导学、导练”功能不强,不太适合自学；并提出对教师教学的一些启示,包括教学内容的现代化、教学手段的现代化、学习兴趣的激发、开发并用好课程网站、充分发挥教师的主导作用. 最后分析了本研究存在的不足：主要是未能充分获取被试的信息、未能与国内其它使用该教材的学校进行一个比较等. 借助,渗透式,教学理念及,螺旋式,上升的学习理念,将传统原子物理课内容改变为新概念量子物理,并使之与后续理论物理中的量子力学课程平滑衔接.由实施后的效果分析可知,新课程有助于学生提高学习量子物理的兴趣,逐渐加深对量子基本理论的理解,同时学生对选用的新教材具有很好的适应性. 对于工科大学的本科生来说,大学物理是一门非常重要的学科.对于基础物理教学改革而言,大学物理及其量子物理内容的教学,一直是非常重要、值得探讨研究的课题. 本文在对国内外量子力学和大学物理教学研究成果进行分析和总结的基础上,对国内教学现状进行了分析,找出其中的缺点和不足.通过问卷调查的方式,对国内3所学校的不同层次、不同专业的学生学习大学物理和量子力学的情况进行了调查.对比国外大学的教材、讲授方式、学生参与程度以及教学手段,提出了一些改进国内教学现状的建议和措施. 课程内容的侧重和教时分配,是大学物理教学的一个重点难点问题.本文提出了利用网络及多种媒体结合,并且合理分配有限的教学时间,以解决教时不足这一问题的观点. 本文在薛定谔方程的讲解以及引进巨磁电阻效应作为授课实例方面做了具体设想.薛定谔方程作为量子力学的基本方程,引入双态系统问题作为实例,能有效帮助学生理解基本原理,熟悉希尔伯特空间以及狄拉克符号以及矩阵等在量子力学中非常重要的工具.巨磁电阻效应的发现、开发、应用的过程,作为一个实例,对工科大学生有非常重要的启示性作用,本文对这一问题进行了探讨. 讨论了量子物理中的二象性和量子化、本征态和叠加态、基本假设等主要教学内容,认为现有教材对量子力学的基本概念和架构有所偏离,因而也加大了教学的难度,从教学实践中提出改进工科量子物理教学内容的建议. 量子物理尤其量子力学,是20世纪对人类社会影响和改变最大的科学分支.托马斯.库恩是20世纪几位最著名的科学哲学大师之一.他率领物理界、科学史界以及科学哲学界的专家,成功完成了量子物理历史文献的建设项目.这一文献十分重要,值得中国学术界深入了解.建立这一文化工程,需要处理的文献数量巨大,涉及的重要物理学家约百人之众.在完成这一项目过程中,有很多的宝贵经验值得我们在类似文化工程中借鉴学习. 20世纪量子物理的大师们发现,在描述原子物理时,日常言语词有所穷,道有所断.但海森堡指出,当我们要叙述自然界时,还是得从算学语言回到日常语言来.物理本难懂,量子物理更难懂,使用名词要特别讲究,才不致误人子弟名不正则教不顺,教不顺则学难成.我们活在中文语境里,更应尝试用中文表达其精义.笔者讲授量子物理三十多年,对量子物理的中文化有一些心得与体会.借此文略加,就教于物理学界. 量子力学,作为描述微观世界的基础理论,不单让我们更好的理解世界的本质,更是现代科技的理论支撑.因此,对量子力学中基本问题的研究以及对具体物理系统量子特性的研究显得尤为重要.很多复杂的物理系统都难以操控,研究起来很困难,基于此,人们提出了量子模拟的概念.量子模拟最早由Feynman提出,指通过构建一个可控的物理系统模拟被研究系统.超导电路作为量子器件,其参数调节范围很广,同时具有可集成性的优点,这使得它成为了研究量子物理的重要平台之一.利用超导电路构建量子模拟器和量子计算机是超导系统研究的主要方向.目前已经在实验上实现了对单个量子比特(二能级系统)的操控,双量子比特的耦合以及电路量子电动力学的超强耦合等. 本文主要研究了超导电路系统在量子模拟和基本量子力学问题研究中的应用,主要包括： 1.介绍了超导电路的一些基本原理和基本元件并给出相应的理论推导,例如,约瑟夫森效应,电荷量子比特Hamiltonian,量子比特之间的耦合,超导传输线腔的量子化和相应的Hamiltonian,以及传输线腔和量子比特的耦合如何用来实现量子光学中的基本模型.其次我们还介绍了量子模拟的基本概念,基本类型,和各种应用平台,并实例介绍了超导电路用作量子模拟.动力学Casimir效应,作为量子物理中的一个基本问题,第一章最后将给出详细介绍,同时还会给出超导电路在研究Casimir效应中的进展. 2.我们研究了非局域Ising自旋链与超导传输线腔耦合系统的量子相变.这样一个复杂的模型,通常很难在自然的物理系统中实现.但可以通过一系列人造的超导量子比特来模拟,并展示有趣的行为.我们把一个超导传输线腔通过电容耦合一系列电荷量子比特,由于腔模的空间振荡,该电容耦合的强度随量子比特的位置而变化.量子比特之间通过一个耦合器使最近邻的量子比特有一个可调节的Ising相互作用,耦合器可以用一个额外的约瑟夫森节器件实现.我们证明当量子比特和腔场的耦合足够强时,会有超辐射量子相变发生.对于均匀的Ising相互作用,腔中的不同模式会同时发生超辐射相变.通过对Ising相互作用引入空间调制,我们可以选出一个特定的场模式发生量子相变.同时,我们发现Ising相互作用强度的改变还会改变量子相变的性质,随着Ising相互作用的增强,系统相变从二阶相变过渡成一阶相变.我们还研究了不同的参数区间自旋链的关联性质,给出了系统详细的关联相图. 3.我们研究了超导电路系统的耗散对动力学Casimir效应的影响.我们的系统包含一个超导传输线腔和一个与超导腔中间点直接相连的SQUID.通过在SQUID的电路回路中外加一个随时间振荡的磁通,可以在传输线腔的中间点产生一个随时间变化的边界条件.选择合适的磁通振荡频率,可以在腔中从真空产生光子.我们利用瞬时模式函数展开腔场算符,并引入系统瞬时的产生,湮灭算符,得到量子化的系统Hamiltoniano我们分析并计算了传输线腔的表面阻抗和SQUID的分流电阻在系统中引入的耗散大小.通过计算腔中光场强度和光场压缩,我们发现当耗散足够小时,系统光子数随时间指数增长,光场压缩度很高；而耗散很大时,光子数几乎保持在零,光场的压缩也会减弱. 工科量子物理教学可以通过压缩早期量子论的内容,全面介绍基本假设,并强调其联系来加强,同时通过精选内容、简化数学,以降低教学的难度. 从光电信息功能材料研究的重要意义出发,阐述信息功能材料研发中必需的量子物理问题,特别指出,光子学信息功能材料中急需建立严格的量子物理理论. 量子物理领