近日
第十一屆全國(guó)大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽（創(chuàng)新）決賽成績(jī)公布
我校3支代表隊(duì)進(jìn)入決賽
均榮獲國(guó)賽一等獎(jiǎng)
獲獎(jiǎng)數(shù)量與質(zhì)量位居全國(guó)高校前列
創(chuàng)學(xué)校在該項(xiàng)賽事中最好成績(jī)
獲獎(jiǎng)名單
全國(guó)大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽是由教育部高等學(xué)校物理學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)和中國(guó)物理學(xué)會(huì)物理教學(xué)委員會(huì)指導(dǎo)，全國(guó)大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽組委會(huì)和全國(guó)高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)物理教學(xué)研究會(huì)主辦的國(guó)家級(jí)物理學(xué)科實(shí)驗(yàn)賽事。該賽事列入全國(guó)普通高校大學(xué)生競(jìng)賽排行榜，是唯一進(jìn)入該榜單的物理類競(jìng)賽。本次大賽自啟動(dòng)以來，受到全國(guó)高校的廣泛關(guān)注，750余所高校、3260支隊(duì)伍、近20000名師生報(bào)名參賽。經(jīng)過預(yù)賽選拔331所高校的750支代表隊(duì)2000余名師生進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)決賽，經(jīng)過海報(bào)展示、儀器展演、現(xiàn)場(chǎng)答辯，評(píng)選出一、二等獎(jiǎng)。
一等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目
基于靜電力的微小壓力測(cè)量裝置
該裝置以同軸靜電筒產(chǎn)生軸向位移時(shí)的微小靜電力為核心原理，包含靜電筒系統(tǒng)、天平系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)。其中，五軸調(diào)節(jié)靜電筒系統(tǒng)保證內(nèi)外靜電筒的同軸度；高穩(wěn)定性、高靈敏度天平系統(tǒng)對(duì)微小力值做出靈敏反應(yīng)；光學(xué)系統(tǒng)放大天平系統(tǒng)的微小角位移，并使用高精度直線CCD采集光斑位置數(shù)據(jù)，結(jié)合時(shí)間均值濾波、波峰質(zhì)心計(jì)算算法處理數(shù)據(jù)。最終實(shí)現(xiàn)0-100 μN(yùn)的微小壓力測(cè)量，精度達(dá)0.5 μN(yùn)。
旋光測(cè)微--渦旋光-邁克爾孫干涉儀：
納米級(jí)位移高精度探測(cè)
該裝置創(chuàng)新性地將渦旋光技術(shù)引入邁克爾孫干涉儀，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)位移高精度測(cè)量。通過q板產(chǎn)生拓?fù)浜蓴?shù)±2、±3的共軛渦旋光束疊加形成花瓣?duì)罡缮鎴D樣，將位移轉(zhuǎn)換為圖樣旋轉(zhuǎn)角度。自主開發(fā)幾何算法，通過計(jì)算花瓣質(zhì)心與幾何中心夾角變化反推位移，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量微小位移、實(shí)時(shí)識(shí)別振動(dòng)與背景噪音，靈敏度0.291 °/nm，精度3.1 nm，量程可拓展至2 μm。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間33.3 ms，具有非接觸、直觀、實(shí)時(shí)、抗干擾、多尺度量程、高精度等優(yōu)勢(shì)，為精密制造、微振動(dòng)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域提供了低成本、高精度的解決方案。
光的夫瑯和費(fèi)衍射
該項(xiàng)目融合理論分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與數(shù)值仿真，系統(tǒng)研究了單縫及多種形狀孔徑的夫瑯和費(fèi)衍射現(xiàn)象。項(xiàng)目基于菲涅耳半波帶法與衍射積分法對(duì)單縫衍射光強(qiáng)分布定性解釋，并拓展至不同二維孔徑，分析衍射圖樣的特征與形成機(jī)制。實(shí)驗(yàn)構(gòu)建光學(xué)系統(tǒng)并觀測(cè)到不同孔徑的衍射圖樣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)測(cè)高度一致。利用MATLAB仿真，結(jié)合Manim動(dòng)畫制作教學(xué)微視頻。項(xiàng)目創(chuàng)新性地將多孔徑對(duì)比實(shí)驗(yàn)、數(shù)值仿真與動(dòng)畫演示相結(jié)合，構(gòu)建了集科學(xué)性、直觀性與趣味性于一體的教學(xué)新模式，提升了夫瑯和費(fèi)衍射的教學(xué)效果與傳播力。
學(xué)校高度重視物理學(xué)科競(jìng)賽水平的發(fā)展，教務(wù)部與物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在組織協(xié)調(diào)、選拔培訓(xùn)、經(jīng)費(fèi)投入、場(chǎng)地保障等方面予以大力支持，并于2022年成立物理學(xué)科競(jìng)賽創(chuàng)新實(shí)踐基地。競(jìng)賽中，參賽團(tuán)隊(duì)依托基地師資、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、創(chuàng)新孵化機(jī)制等優(yōu)勢(shì)，夯實(shí)理論基礎(chǔ)、開展協(xié)作創(chuàng)新，高質(zhì)量完成參賽作品，充分彰顯我校人才培養(yǎng)成效。下一步，學(xué)校將不斷深化教學(xué)研究和教學(xué)改革，繼續(xù)強(qiáng)化“以賽促教、以賽促學(xué)”的育人路徑，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐水平，充分發(fā)揮對(duì)優(yōu)勢(shì)工科的引領(lǐng)和支撐作用，為學(xué)校的“總師型”人才培養(yǎng)提供有力支撐。
出品 | 黨委宣傳部
來源 | 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
文案 | 翟世龍
編輯 | 江天宇
責(zé)編 | 付怡
審核 | 宋坤 晁小榮 馬西平
