摘要：传统的声源定位技术分为时延估计和空间定位两步,本文将几种经典的时延估计和空间定位方法加以整合与改进,提高了系统的实时性与抗干扰能力,创新性地提出并实现了根据声源位置变化而自适应调整麦克风阵列形态的定位系统,在不降低实时性的同时,有效地降低了定位误差。本文从定位精度、实时性和抗干扰能力三个方面对系统性能进行评估,实验证明:理想条件下,该声音定位系统的不确定度在4cm以内;对噪声和混响有较好的抵抗能力,在恶劣环境下不确定度不超过6cm;单次定位耗时0.5s,可以对运动声源或脉冲声源进行定位,有较强的实时性,可以适用于大部分应用场景。

摘要：迈克尔孙干涉仪在物理学中具有重要的地位,是许多近代干涉仪的基础.教学中常将迈克尔孙干涉实验分为等厚干涉及等倾干涉进行讨论,但实际上这两种干涉在一定范围内同时存在,学生学习时出现很多疑问.从理论上给出包含等倾干涉和等厚干涉的理论公式,利用MATLAB软件的GUI功能,设计了同时考虑两种干涉影响的仿真平台,仿真结果与实验观测的干涉图样一致且界面操作简洁、直观形象,有利于学生深刻理解迈克尔孙干涉实验的理论,有效提高教学效果.

摘要：Fano共振现象在纳米超材料等前沿热点领域有非常广泛的应用,通过一种简单的耦合谐振子模型,详细推导了Fano共振的动力学机理,设计了双耦合谐振子共振系统,将微观量子物理领域中Fano共振的概念引入到大学物理实验教学体系中,并提供了详细的实验设计与应用方案,对大学物理实验教学体系中关于共振的概念是一种有效的补充,同时也提升了实验课程的前沿性和综合性。

摘要：虹和霓是太阳光在雨后天空中的大量小水滴中发生折射与反射后形成的现象,具有重要的研究意义.本论文用直径合适且相等的实心匀质透明球代替水滴,用复色光源以合适的角度与距离照射,使虹、霓现象复现.在此基础上分别进行了单球、双球复现虹霓现象及多球实现虹霓叠加的实验,利用光谱分析技术测量复现出的虹霓光谱.本文所设计的装置集现象演示与参数测量于一体,在光学实验教学和科普教育中具有重要的实际应用价值.

摘要：本文是在新冠肺炎疫情的大背景下,基于智能手机设计了日落时差法、太阳仰角差值法和GPS定位法三种方法进行地球半径的测量,本文所提供的实验方法不需要专业的物理实验测量工具并可以居家完成,其中日落时差法和太阳仰角法测量得到的地球半径分别为6246km和6239km,测量的相对误差分别为2.0%和2.1%;GPS定位法中设计了同经度取点、同纬度取点和任意取点三种取点方法,测量得到的地球半径分别为6432km、6400km、6343km,测量的相对误差可以达到1.0%、0.5%和0.4%。本文所有方法的误差精度都可以满足基础物理实验课程设计的要求,GPS定位法的测量精度要明显优于日落时差法和太阳仰角法。同时本文还分析了各方法测量误差最主要的影响因素。

摘要：本文详细介绍了亥姆霍兹共振的基本原理,设计了一种可以在非实验室环境下完成的声速测量实验,使用算数平均及数据拟合两种数据处理方法对测量结果进行验证,相对误差分别为3.0%和2.8%,并分析了测量过程中声音的频谱分辨率对于共振腔大小的限制.该实验所需的器材在生活中容易获取,可用于学生居家或课外自主实验项目.

摘要：文章基于Matlab软件及图像处理技术,编写了简明且易于操作的GUIDE交互界面,对光学实验中静态实验测量和动态实验测量情况下拍摄的干涉条纹图样,分别进行计算处理并完成实验测量目标。图像处理程序采用了高斯模糊、二值化等方法凸显重要信息,利用算法构建表面三维图亦或实现条纹移动特征的探测、建立三维模型,精确计算出相应实验结果。此方法适用于各种复杂的实验测量情景,为光学干涉实验测量实验教学创新设计提供了一种可视化的思路。

摘要：本文自主设计了一种水波干涉衍射的演示实验仪器,通过光影法进行增强,展示了水波干涉衍射的效果。本文还研究了振动频率、衍射缝宽等不同条件下的干涉衍射现象,并对该现象的原理进行了深入探讨。同时本文基于Matlab开发了一种可视化的水波干涉衍射虚拟仿真实验,具备图形化、直观性等优点。经过与演示实验现象的对比验证了仿真实验的合理性。仿真实验可以更好地应用于大学物理课堂演示。本研究成果可以促进物理学相关领域的研究和应用,对推动相关领域的发展具有重要的意义。

摘要：在普通物理实验中,一般先测出空间电势的分布或等势线,再根据电场线与等势线垂直和沿着电场线的方向电势逐渐降低的原理,画出电极之间的电场强度分布。但这是一种定性的研究方法,无法得到电场强度的具体数值。将数值差分算法引入到静电场模拟实验中,基于MATLAB计算得到空间电场强度的具体数值,进一步还可以得到空间电荷的具体数值,这样可以得到更更富的静电场信息。该方法可以拓展静电场模拟实验的深度和广度,有效地训练同学们利用计算机编程方法处理数据的能力。