物理毕业论文提纲怎么写呢?物理是我们重要的学科。而生活中有许多事情运用到了物理的知识。下面是小编分享的物理毕业论文提纲,欢迎阅读!
1、引言
在雷暴过程中,云闪发生的频数约占闪电总数的三分之二以上。云闪放电不仅会给人类航空事业的发展造成严重威胁,也会产生大量的植物生长所必需的氮氧化物。这些都离不开闪电放电产生的大电流、强电磁辐射以及伴随闪电过程复杂的化学反应。而闪电产生的电流、能量和氮氧化物与通道中的热力学特性和输运特性参数密切相关。因此,对于云闪放电通道特性的研究就成为相关领域所关注的课题。其中,温度和电子密度作为闪电放电等离子体的基本参数,对于研究云闪放电通道的物理特性及其云闪放电过程的物理机制至关重要。
电导率、热导率和热扩散系数对于研究通道中电流、能量的分布及输运特性具有重要意义。
利用光谱对于地闪放电通道的一些特性参数已经有一定的研究,如,温度、电子密度和电导率。这使利用光谱研究闪电通道特性的方法比较成熟、可靠。由于云闪放电的随机性及其比地闪具有更复杂的结构,使得对云闪放电通道特性的研究一直停滞不前。目前为止,关于云闪放电通道温度的研究很少,而对于云闪放电通道的电子密度、电导率、热导率、热扩散系数的研究尚无报道。
闪电放电的高温以及所产生的强大电流和强电磁辐射等特点,使得人们无法接近放电通道进行研究。由于闪电光谱与放电通道内的微观物理过程密切相关,并且光谱分析是诊断放电通道中等离子体行为的有效方法,因此,利用闪电光谱研究闪电放电通道的一些特性已为人们频繁使用。
本文依据在西藏地区用无狭缝光栅摄谱仪拍摄到的云闪放电过程的光谱,在王杰等工作的基础上,进一步利用Saha方程得到了三次云闪放电通道的电子密度。由于闪电放电通道是一个等离子体通道,而且空气等离子体的输运理论已经比较成熟,所以我们突破传统约束,创造性的将其用于研究云闪放电通道的输运特性,首次计算了云闪放电通道的部分输运特性参数,电导率σ、电子的热导率eλ和热扩散系数TeD;最后,以云闪21:11:50为例,结合云闪放电原通道研究了几个特性参数在通道不同位置上的变化趋势,得到了一些有益的结论。
2、理论方法
基本假设
利用光谱信息研究闪电放电等离子体的相关特性参数,需要建立以下几个基本假设:(1)闪电放电通道光学薄;(2)通道处于局域热力学平衡(LTE);(3)对放电通道而言,干湿空气的热力学性质几乎相同;(4)物理特性沿通道截面径向分布均匀。假设的有效性Orville已经做过详细论证。
云闪放电通道的电子密度
本工作中用到的三次云闪放电的通道温度已经被王杰等得到,在此基础上,通常根据Saha方程计算通道的电子密度。
3、云闪放电等离子体的输运特性参数
等离子体的输运特性参数的计算不仅与等离子体的温度、粒子数密度等参量有关,也强烈地依赖于粒子间的碰撞积分。在计算粒子间的碰撞积分时,碰撞粒子间相互作用势的选取非常重要,考虑到等离子体中其它粒子对碰撞粒子的屏蔽作用,选取荷电粒子间的相互作用势为屏蔽库仑相互作用势。另外,云对地闪电放电等离子体粒子浓度的研究工作已经表明:通道中三次以上电离离子的相对浓度很低,它们对通道特性参数的贡献很小。
4、计算结果及分析
利用无狭缝光栅摄谱仪在我国西藏地区获得的云闪放电通道光谱,本工作选取了三张分辨比较清晰的原始光谱,以闪电发生时间(北京时间)命名,分别标记为21:11:50(Aug.13.2003,NaquTibet)、21:23:44(Aug.13.2003,NaquTibet)、21:14:49(Aug.13.2003,NaquTibet)。根据通道形状和光谱的分辨质量,在每一个放电通道上选取几个分辨比较清晰、有代表性的位置,分别做出用谱线相对强度表示的光谱图。
在每一个通道选取了分辨比较清晰的不同位置,利用NI和NII的多条谱线,根据Saha分布,由(1)式计算了通道的电子密度,在表1第二列给出;将空气等离子体的输运理论应用于云闪闪电放电通道,计算了放电通道的电导率、热导率和热扩散系数。
最后,以云闪21:11:50为例,研究了通道不同位置处各参数与温度的关系。
电子密度、电导率、电子的热导率、电子的热扩散系数与温度在通道不同位置的变化关系,结合闪电放电原始通道,从曲线图可以看出:首先,沿着通道的发展方向,各特性参数(温度、电子密度、电导率、电子的热导率和热扩散系数)表现出没有明显规律的变化,但总体上均有稍微减小的趋势。原因主要为:云闪放电通道在空间发展方向上具有很大的随机性,并且分支比较多;放电通道从云底开始沿着空间发展,使得传输的电流和能量逐渐减小,通道逐渐降温,通道中的部分粒子复合使得离子数密度减小,同时电导率、电子的热导率和热扩散系数也随之减小。
其次,在曲线图中,各参数在每一个拐弯附近呈现出这样的特点,即拐弯之前上升,经过拐弯之后又随之下降;在分叉处(本工作只选了一个,因为其他几个分支点附近扫描不到用相对强度表示的扫描图)附近,各参数也呈现出与拐弯附近类似的趋势,即分叉前突然增大,分叉之后又逐渐下降。
出现这种变化趋势的原因可以解释为:在通道拐弯处箍缩效应明显加剧,使得局部温度变大,同时使得该处的电流密度变大,进而影响电导率等参数呈现出与温度一样的变化趋势;在分叉处附近也可以解释为类似的原因。最后,从四幅曲线图也可以看出,电子密度、电导率、热导率和热扩散系数沿通道的变化趋势与温度沿通道的变化规律基本一模一样。
本工作所得到的云闪放电通道电子密度是用光谱法研究云闪放电通道特性必须的最基本参数之一,几乎其它所有特性参数以及闪电放电的光谱结构和物理特性都依赖于通道温度和电子密度;在此基础上,将空气等离子体的输运理论应用于云闪放电通道特性的研究,进一步获得了云闪放电通道的电导率、电子的热导率以及热扩散系数,其中,电导率是计算通道电流和能量的必要参量,而热导率和热扩散系数是计算能量、研究闪电产生氮氧化物不可或缺的特性参数。
5、结论
本文利用在西藏地区用无狭缝摄谱仪获得的云闪放电光谱,结合Saha方程得到了三次云闪放电通道的电子密度;在此基础上,将空气等离子体的输运理论应用于云闪放电通道,计算了通道的电导率、热导率和热扩散系数。提供了西藏地区三次云闪放电通道部分特性参数;并发现云闪21:23:44的各参数均大于云闪21:11:50和21:14:49的参数,主要是云闪21:23:44与其他两次闪击的通道结构不同所致。其次,沿着放电通道的发展方向各参数总体呈略微减小的趋势,并且,各参数在通道每一个拐弯和分叉附近都呈现出类似的变化规律。
这些都将为进一步研究云闪放电通道的电流、能量及产生氮氧化物奠定基础,并为探讨通道物理化学特性及微观物理机制提供重要信息。
知识扩展:物理毕业论文范文
题目:初中物理科学态度培养策略
摘要:在国际的促使下,我国从2001年进行新课程改革,并将培养学生的科学素养放到第一位,其中培养老师和学生科学的态度成为热门话题。通过对初中生物理课堂中科学态度的调查,我们分析了其中存在的问题。也分析了科学态度的成因,科学态度至关重要,对于科学内容的学习也有十分重要的意义。
关键词:初中;物理课堂;科学态度;培养
世界各国都关注科学态度的研究,而且着力于提高学生和老师的科学素养,形成了课程改革的浪潮。全方位考虑各种要素去制定调查内容,并且根据物理教学理论和态度形成理论,制定了物理课堂中老师和学生科学态度的培养途径。通过我们对某中学物理课堂中老师和学生科学态度的培养情况的调查,我们得到了许多更有力的方法和途径。
1、国内研究现状
我国属于比较晚开始科学教育的国家。为了提高老师学生科学素养,我国从2001年新课程改革开始以后,就将培养老师学生的科学素养放到了第一位。经过十年的研究,我国又在2011年正式修订《义务教育物理课程标准(2011版)》,并且明确规定将态度的培养作为课程目标之一。不管是掌握过程方法,还是学习知识技能,良好、正面、积极的科学态度都是必不可少的,而这个也是学好物理这门学科的必不可少的前提。所以,科学态度的培养在初中物理课堂中是很有必要的。而经过实际调查,在物理课堂中,有很多学生有着不喜欢学习物理的现象,这个现象则对培养良好的科学态度有很大的不利,而老师在这方面也有很难的把握。我们需要对科学态度和它的培养途径进行必要的研讨。
2、物理教学
物理学科本身的特征和共同的物理教学的目的任务决定了物理教学过程的特殊性。物理教学过程是指老师运用各种各样的途径,让学生了解认识物理的客体,并且掌握其知识、技能等,形成能够把物理知识运用到实际生活当中,解决实际问题。物理教学的基础是观察和实验;教学过程的中心是引出概念,掌握规律,从而建立物理知识体系;而教学过程的主要目的则是能够将学到的知识运用到解决物理问题当中。中学物理教学过程中应该体现出的基本理念是,面向全体学生的物理教学是促进学生的和谐发展的;面向生活,并且联系实际的物理教学,需要增强其应用意识;提倡教学的多样化和民主化,提高效率,使其效果发挥到最大。
2.1教学形式
分组教学,吸引学生让他们主动的积极的参与到课堂讨论中,我们可以通过各异的小组形式来实现。不同性格,不同个性的同学可以相互吸引形成一个异质小组,这样我们又可以运用物理实验、物理知识竞答等各种各样的活动形式来提高学生的兴趣,同时也能使学生的课堂体验和情感等得到增加。例如,在讲电阻定律时,老师让学生分组实验,探究导体电阻与导体长度等之间的关系。个别教学,一个或几个少数几个学生在面对特定的内容在同一时间里让老师进行个别指导。使学生能够较好地适应个别差异,这种教学形式的不足之处就是速度慢、效率低,但这种教学形式可以让教师因材施教,进行个别指导,更具有针对性。个别教学不是教学的主要形式。到这种教学形式可以让老师对学生的关心和关注更好地传达给学生,也有利于学生和老师增强积极的情感。例如,老师对个别跟不上进度的学生进行专门的辅导。开放教学,它是最能激发学生对物理的兴趣一种教学形式,感受和体验都会在物理过程中被增强。例如,物态变化一章,让学生在大自然中进行观察,亲身体验。
2.2初中生科学态度水平
根据调查结果,学生的科学态度还有很大的提升空间,但就初中二年级的学生对物理的认识情况来看,总体上还是不错的,不过仍有极个别的学生认知情况还是不够。由于物理的科学性,学生在学物理中还是存在不良情绪的现象,存在着明显的偏差,而成绩在初中生对物理科学的态度中也有很大的影响。一段时期的课堂观察,课堂学习情况,作业完成情况和考试成绩情况来看,都能体现出初中二年级学生是刚刚开始接触物理这门学科,对其描述都不是特别的清楚,有时候会在物理学习上感觉到无从下手,也会找不到解决物理问题的方法,明显对物理缺乏认知性。
3、初中物理课堂科学态度的培养
分析得出,学生的科学态度还是不够积极,各种情况都出现了各种程度的不积极情况,而老师在教学过程中对科学态度的培养也出现了不同的问题,其中老师自身对科学态度的培养不够积极,计划方案也实施的不够到位。所以,我们应该根据学校学生和老师全方位的实际情况来制定适合于学校的培养计划。实践上的培养途径,我们应该在具体的教学环节、教学内容和教学形式等几个方面着手,提出并优化培养途径。而具体的实践途径还是要集中的体现在教师的培养行为方面来提出改善途径。
4、结论
在实际的实施过程当中,我们不仅仅需要教师和学生的努力,更需要学校和各界人士的关注和关心,在培养学生科学态度方面做出更多的贡献。更应该提高学校的设施,为学生和教师提供更优良的学习环境,能够让学生亲身体验物理的乐趣。使得在培养学生科学态度方面更加的得心应手,发展更好。
参考文献:
[1]王丹.论探究性学习在初中物理课堂中的实施策略[J].小作家选刊(教学交流),2013,(6):155-155.
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