附件1: 第十届全国大学生物理实验竞赛(创新)命题类题目
一、可选题目
题目1:声波探伤
目的:
1)研究声波在固体中的传播特性;
2)制作一个利用声波进行探伤的实际应用装置或实验研究装置。
要求:
1)设计实验方案(含原理);
2)制作一个实验装置;
3)结合实验结果,讨论声波参数对结果的影响以及适用范围;
4)讨论测量精度和不确定度。
题目2:光纤
目的:
研究光纤的特性,制作一种能够用于精密测量的光纤传感器。
要求:
1)设计一种光纤传感器,实现温度、浓度或振动(选择其中之一即可)的测量,给出设计原理;
2)制作一个实验装置;
3)结合实验结果,讨论该光纤传感器的主要静态和动态特性指标;
4)讨论测量精度和不确定度。
题目3:微弱磁场测量
目的:
研究测量微弱磁场的方法和手段,制作一个微弱磁场测量装置。
要求:
1)设计实验方案(含原理);
2)制作一个实验装置,实现微弱磁场测量;
3)结合实验结果,讨论该方法的适用范围;
4)讨论测量精度和不确定度。
题目4:热力学第二定律
目的:
实现电或机械功率输出的“热机”,在此基础上探究热力学第二定律。
要求:
1)设计实验方案(含原理及物理模型);
2)制作一个展示热力学第二定律的“热机”,其电或机械输出功率不小于0.5W;装置表面(可触摸到的)温度不高于50℃;
3)测量出该装置的最大输出功率和输出效率,讨论与卡诺循环的差异以及进一步提高效率的方法;
4)讨论测量精度和不确定度。
题目5:大学物理教学微视频
目的:
制作一段可用于大学物理理论或实验课程辅助教学的微视频。
要求:
1)教学目标明确、主题突出、内容完整,物理原理正确、物理现象直观明显,原创性强,教学效果好,视频长度不超过3分钟;
2)视频声音和画面清晰,播放流畅,视频文件大小不超过60M;具体格式要求参见《第十届全国大学生物理实验竞赛(创新)科普视频的格式要求》;
3)大学物理理论课辅助教学微视频(实物或动画演示),主题要求围绕以下知识点:
[1] 快速电子的相对论效应(动量与动能关系)
[2] 双振子(双原子分子振动模式)
[3] 能量的共振转移与共振吸收
[4] 尖端放电
[5] 磁屏蔽(模拟演示)
[6] 惠更斯原理(模拟演示)
[7] 近平衡态中的输运现象与宏观规律
[8] 电磁感应发射
4)大学物理实验课辅助教学微视频,要求采用动画演示实验装置的调节原理与调节方法,主题要求围绕以下实验项目:
[1] 迈克尔逊干涉仪实验
[2] 弗兰克-赫兹实验
[3] 塞曼效应实验
[4] 分光仪实验
[5] 全息干涉法测量微小位移实验
[6] 激光原理实验
二、考核方式(规范)
(一)题目1-4考核方式(规范)
1、文档
含研究报告、PPT和介绍视频等,主要包括以下内容:
1)描述对题意的理解,目标定位;
2)实验原理和设计方案(理论和实验模型);
3)装置的设计(含系统误差分析);
4)装置的实现;
5)实验数据测量与分析;
6)性能指标(包括测量范围、精确度、响应时间等);
7)创新点;
8)结论与展望;
9)参考文献;
10)研究报告、PPT和视频等材料中不可出现校名、指导教师和学生信息等,不满足此要求的作品,将酌情扣除5-10分。
2、实物装置
1)规格:尺寸、重量;
2)成本;
3)使用条件及配套要求。
(二)题目5考核方式(规范)
1、文档
含视频、研究报告或PPT等,主要包括以下内容:
1)描述对题意的理解,目标定位;
2)实验原理和设计方案(理论和实验模型);
3)视频的设计与实现;
4)实验数据测量与分析(可选);
5)结论和创新点;
6)参考资料;
7)研究报告、PPT和视频等材料中不可出现校名、指导教师和学生信息等,不满足此要求的作品,将酌情扣除5-10分。
2、视频格式要求
见《第十届全国大学生物理实验竞赛(创新)科普视频的格式要求》
第十届全国大学生物理实验竞赛(创新)组织委员会
2024年1月8日
第十届全国大学生物理实验竞赛(创新)
科普视频的格式要求
一、录制软件
录制软件不限,参赛队伍自行选取。
二、视频压缩格式及技术参数
1. 压缩格式:采用H.264/AVC(MPEG-4 Part10)编码格式。
2. 码流:动态码流的码率为不低于1024Kbps,不超过1280Kbps。
3. 分辨率
(1)采用标清4:3拍摄时,建议设定为720×576;
(2)采用高清16:9拍摄时,建议设定为1280×720;
(3)在同一参赛作品中,不同来源的视频素材的视频分辨率应统一,不得标清和高清混用。
4. 画幅宽高比
(1)分辨率设定为720×576的,选定4:3;
(2)分辨率设定为1280×720的,选定16:9;
(3)在同一参赛作品中,不同来源的视频素材应统一画幅宽高比,不得混用。
5. 帧率:25帧/秒。
6. 扫描方式:逐行扫描。
三、音频压缩格式及技术参数
1. 压缩格式:采用AAC(MPEG4 Part3)格式。
2. 采样率:48KHz。
3. 码流:128Kbps(恒定)。
四、封装格式
采用MP4格式封装。(视频编码格式:H.264/AVC(MPEG-4 Part10);音频编码格式:AAC(MPEG4 Part3))
五、其他
1. 视频和音频的编码格式务必遵照相关要求,否则将导致视频无法正常播出,延误网络评审,影响比赛成绩。视频的编码格式信息,可在视频播放器的视频文件详细信息中查看。视频编码格式不符合比赛要求的,可用各种转换软件进行转换。
2. 视频和音频的码流务必遵照相关要求。按要求制作的视频,视频短于3分钟视频,文件大小不超过60M;码流过大的视频,播放时会出现卡顿现象,延误网络评审;文件过大的视频,将不能上传系统,影响比赛成绩。
3. 比赛采取匿名方式进行,除了选手对项目的贡献说明外,禁止参赛选手进行学校和个人情况介绍,参赛视频切勿泄露参赛队伍、队员的相关信息。所使用的实验设备如果有学校校徽或名称,请给予遮挡。
第十届全国大学生物理实验竞赛(创新)组织委员会
2024年1月8日