材料物理范文第1篇
1.解释下列名词：费密分布函数费密能能带导带禁带
2.对金属电子状态的认识经历了哪几个阶段?
3.运用晶体能带理论解释导体、半导体、绝缘体的导电性质。
4.布里渊区划分。
第2章 材料的电性能
1.表征材料电性能的主要参量有哪些?说明它们之间的关系。
2.何为金属的剩余电导率?它与金属纯度的关系是什么?
3.电子电导的载流子和金属导体中的载流子各是什么?
4.什么是超导性?评价实用超导体材料的性能指标有哪些?简述超导体的分类。
5.什么是迈斯纳效应?
第3章 材料的介电性能
1.解释下列名词：介电损耗介电击穿压电效应铁电畴铁电性电滞回线
2.介电击穿有哪几种形式?影响击穿强度的因素有哪些?
3.如何防止陶瓷电介质表面放电和边缘击穿现象的发生?
4.电介质极化的类型有哪几种?
第4章材料的光学性能
1. 运用能带理论解释金属材料对可见光透过性能。
2.说明磷光体的组成，并举例说明磷光现象的应用。
3.激光有哪些特点?
第5章 材料的热性能
1.什么是德拜温度?如何测试德拜温度?
(提示：
a:根据Cmv= 12·R·(T/ΘD),用量热计法测出Cmv，便可计算出ΘD。 3
b:根据ΘD=137·(Tm/M·Va),用DTA或DSC测出Tm，便可计算出ΘD。
2/32C:根据α=A/( M·Va·ΘD),用热膨胀仪测出热膨胀系数α，便可计算出ΘD。)
2.比较金属、无机非金属及高分子材料的热膨胀系数大小，并解释造成它们之间热膨胀系数大小不同的原因。
3.简述膨胀合金的几种类型?
4.比较金属材料、无机非金属材料及塑料材料的导热系数大小。
第6章 材料的磁性能
1.什么是居里点?铁磁体有何特点?
2.画出铁磁材料的磁滞回线，并解释退磁、剩磁、矫顽力、磁滞损耗、磁滞伸缩现象。
材料物理范文第2篇
摘要：物理化学内容抽象逻辑性很强，教师只有注意把握内容的系统性和趣味性，并与学科特色、生活实践相结合，运用适当的教学方法，才能引导学生思考，充分调动其学习兴趣和主动性，享受到物理化学学习过程带来的别样乐趣，教与学也会相长，教学质量自然得到提高。
关键词：物理化学；引导；思考；教学质量
物理化学课程是我院化学、化工类专业的一门非常重要的专业基础课，也是环境科学与工程、生命科学、医学和药学、食品、材料等非化学专业的一门重要的基础理论课。物理化学不仅可以从理论上加深无机化学、有机化学、分析化学的知识，而且为后续专业课程的学习提供了必要的理论指导，在基础课和专业课之间起着桥梁和纽带的作用[1]。笔者自任教以来，先后承担了化学专业和非化学专业的物理化学教学工作。在教学中笔者发现，与化学专业相比，非化学专业的物理化学课程有着不同的特点。首先，学习该课程的学生来自不同专业和年级，既有二年级学生也有三年级学生，化学基础各不相同，化学知识需求不相同。其次，非化学专业的物理化学教学具有课程进度较快、密度较大的特点。第三，与环境、材料学院不同，食品学院、医学院、药学院的学生由于其专业课程设置的特点，普通物理和高等数学的基础知识相对薄弱，学习物理化学难度更大。高等学校本科物理化学的教学内容一般包括化学热力学、胶体化学、界面化学、化学动力学和电化学，以及统计热力学[2]。如何将提高学生综合素质有机地融合到物理化学的教学内容之中，需要一线教学人员进行及时、深入的教学研究。然而，在这一过程中不能故步自封、墨守成规，不看授课对象。为了提高教学质量，笔者在所在学校物理化学教学中进行了一些新的教学方法和手段的探索，主要包括在教学内容方面将物理化学知识点与学生所在专业学科特色相结合，讲授内容与日常生活生产实践相结合，在教学方式上采用多种教学方式和多媒体辅助手段相结合，来激发学生的学习兴趣和学习的自主性，引导学生思考，变被动学习为主动学习，发挥学生思考能力，改善教学效果。
一、与学科特色相结合，优化学生的知识结构
因材施教，了解教学对象，明确教学目标是成功进行物理化学教学的前提和保证。非化学学院由于课时限制以及培养目标的不同，决定了不能简单地将化学专业的物理化学课程内容照搬到非化学专业，不同学院之间也不能简单一刀切。相对化学专业，我们有必要减少非化学专业物理化学理论性，强调课程的实用性。为此，首先必须精简复杂的理论推导，其次结合这些非化学专业的学科特色。调查研究相关学院的学科设置与化学基础以及化学支撑的要求非常必要。通过和学院负责人座谈，了解今后化学需求及化学应用侧重点，为此我们还主动将物理化学融合到药学学科建设中去，通过学科成员之间定期的交流，首先改善了教师自身的知识结构，教师基础理论得到强化，使得教师在讲授物理化学课时更有针对性。在此基础上我们修订了教学大纲，一方面对物理化学课程的讲授重点进行相应的调整，将与环境科学、医学、药学和生命科学紧密相关的热力学诸定律、化学平衡、相平衡、电化学、动力学、表面和胶体等部分作为讲授重点；另一方面，要根据学科的特色以及其与环境科学、医学、药学和生命科学的联系，对教学内容进行必要的拓展和延伸，使教学目标符合人才培养要求。其次化学基础学科内部优化也很重要，在学习物理化学时，学生已经学习了无机化学、有机化学、分析化学等课程，这些课程中的某些内容确实是和物理化学存在某种程度的重叠，只是系统性和深度不及物理化学，如能够在学科体系内，协调优化各类化学课程的教学内容，则可以避免重复讲授的状况，不致浪费本已削减的教学课时[3]。由于物理化学是化学中的理论化学，因此在保证课程本身内容的连贯及衔接来对相关课程的教学内容重新整合，优化内容体系。
二、与生活实践相结合，加强趣味教学让学生主动思考
盡管物理化学枯燥、抽象，但物理化学主要是为了解决生产实际和科学实验中向化学提出的理论问题，揭示化学变化的本质而逐步发展起来的科学。可以说物理化学发展在很大程度上见证了近代科技的发展，如热力学三大定律就与工业革命有着紧密联系，所以物理化学与我们生活息息相关，我们应该充分利用这一优势，让物理化学教学与生活实践相结合[4]。比如电化学中各式各样的电池，电池电量的确定与能斯特方程紧密结合，界面现象，防水材料，“荷花”效应，传输管道疏水或疏油处理，表面活性剂的增溶，相平衡中盐除冰，胶体大分子章节中，蓝天白云、晨曦晚霞无不是日常生活中的常见现象。以日常生活问题为切入点，可以让学生产生“知识就在身边”的感觉，激发学生的学习兴趣，引导学生思考。在完成理论教学之后，我们可以根据专业特点，把物理化学知识从和专业的联系上进行展开，同样是相平衡章节，材料化学中无机材料或金属材料就和药学院不一样。这就需要教师钻研教材，了解学科，因材施教。另外一方面，物理化学是化学的灵魂，物理化学理论知识为无机、有机与分析提供了理论指导。如蒸汽压与温度关系就与有机中减压蒸馏、水蒸气蒸馏紧密相关，分析中“陈化”在界面现象中过饱和溶液这一亚稳态得到理论说明，我们在学习物理化学知识巧妙的联系以前学过的化学知识，会让学生觉得恍然大悟，兴趣倍增。物理化学很多章节不仅与日常生活社会实践相联系，而且与传统文化紧密联系，如化学平衡移动中勒夏特列原理与老子《道德经》中“补不足而损有余”非常吻合。把单一的学科和社会生活、传统文化联系起来，不仅增强了学生兴趣，而且增强了学生对知识的理解，能取到良好的效果。总之，物理化学的特点注定了只要我们教师挖掘教材潜力就可以深入浅出，化枯燥为兴趣，化抽象为形象。
三、多种教学方法相结合，引导学生积极思考
物理化学是一门理论化学，解决实验向化学提出的理论问题，决定了物理化学知识具有层次性。实际问题包括日常生活问题很实在的问题，理论问题比较抽象，而工业生产实践则处于两者之间，如果我们能引导学生进行积极思考，由浅入深、举一反三必将取得良好的教学效果，为了达成这一目的，我们多种教学方法相结合，发挥学生的主体作用。
1.课堂讨论式教学方法。讨论式交流是启发式教学的典型代表，注重培养学生自己思考分析的能力。在物理化学中，有很多理论模型，例如理想气体、可逆过程等，虽然不存在但有很重要的意义。通过讨论看有没有更好的模型，现有模型的意义和优缺点。这种方式不仅培养了学生自我学习知识的能力，同时还锻炼了学生主动发言的能力。在讨论结束后，教师再在讨论基础上归纳总结，对于他们没有提到的意义和特点进行补充。
2.案例教学方法。在教学实践中，案例教学方法实际上已经被广泛使用，案例教学法最重要的是先找到合适的案例，对一些知识进行归纳总结。如热力学第二定律是探讨方向的定律，我们可以介绍人类把石墨变成金刚石，即“点石成金”的历史。围绕1954年通用公司条件探讨该反应298K标况下能否进行，继而可得必要条件，每步都是问题，每步都在思考，让学生在思考中巩固所学知识。
3.课题项目导向法。课题项目导向法是让学生完成指定的工作项目，在教师指导下学生自己完成信息收集、方案设计、过程实施及最终评价，从而获得学习成果的一种教学方法[5]。这方面的探索我们目前主要集中在实验教学上。我们在不改变教学内容的前提下，改变教学模式，把传统实验改造成设计性、研究性实验。课题通知下达后，学生进行合作与交流，查阅文献，制订工作计划，并在教师指导下进行完善，最后确定工作方案，完成相应的实验。在教师确认原始记录后，学生通过计算机处理数据，完成实验报告。教学模式的改变让学生必须思考实验中的理论實践问题，自己理论联系实际，分析解决问题。
四、与多媒体辅助手段相结合，提高教学效率
多媒体信息量大，化抽象为直观，不仅可以解决学时缩短的问题，也可以帮助教师突破教学难点，教师充分利用多媒体辅助手段可以充分发挥教师的主导作用。多媒体辅助教学另外一个优点是可以通过网络平台进行交流[6]，为此我们也非常重视网络教学平台的建设，及时发布与本课程相关的各种基本信息和学习资料及文件，学生可以在课后继续按照教师的指导学习思考。利用互动式题库使学生很快发现自己的问题，并加强思考。
物理化学课程是既枯燥又生动的基础课，影响教学效果的因素也有很多，因为其理论性强，要提高物理化学课程的教学效果，教师必须引导学生进行思考，以兴趣教学为手段，引导学生积极思考，达到提高教学效果，增强学生素质，解决学习问题的目的。
参考文献：
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材料物理范文第3篇
关于《材料物理性能》课程的教研项目以及教改文章较多[3,4,5], 介绍了讲述该课程的特点和重要性等, 提出了一些独特的教学方法[6,7], 还有一些根据各自学校的特点提出的针对性改革方案[8]。如许天旱[6]提出的纵横联系, 融会贯通教学新理念, 基于材料学、物理学以及结晶学等方面的内容, 采用层层推进及Venn流程图的方式, 将材料的力、热、光、电、磁等知识相互联系起来, 旨在真正的培养学生学习的主动性及创新性。张占辉等[7]阐述科学故事在课程教学中应用的方式、优势及效果, 通过生动的案例与观点相结合, 介绍故事教学法在提高课程教学质量中的积极意义。高荣礼等[8]根据应用型本科院校自身特点与办学定位, 以提高学生实践能力、竞争能力和可持续发展能力为核心目标, 针对材料物理性能课程教学现状及存在问题, 结合教学科研中的实际经验, 提出在应用型本科高校中材料物理性能课的教学目的, 着手从教学模式、教学手段、评价机制和教学内容等方面对材料物理性能课程进行初步改革与探索。
针对该门课程是为功能材料专业本科生定制的一门专业基础课, 而且根据我校重点培养学生工程实践能力的定位以及本校学生自身的特点, 需要在教学方法、教学内容以及课程实验的选择定位以及设置等方面进行定制性研究, 充分挖掘可以实现创新思维的教学环节, 激发学生的学习兴趣, 使学生真正学有所长、学有所用, 为国家培养更专业和有钻研精神的后备力量。本文将对“功能材料的物理性能”课程进行教学模式初探。
一、强化教学设计, 契合教学目标
为了完成教学目标, 重点在于进行有效地课程设计。本着课堂中以学生为主体, 教师为引导的宗旨, 设计了本课程的教学思路, 其流程如图1所示。在课程内容教授的开始, 先就大家感兴趣的一些实际应用举例, 导入这些应用中起功能特性的材料的光、电、热、磁以及相互功能转换特性等物理性能的授课内容。然后重点讲解这些物理性能的基础理论知识、相关的物理机制、测试方法以及影响因素。同时, 设计一些相关的实验, 让学生来进行实验操作, 进一步验证课程内容。当学生掌握了这些课程内容之后, 组织学生讨论如何控制和改善功能材料的物理性能。最后将鼓励学生进行案例分析, 用这些知识去解密课前提出的应用实例。
二、改进教学方法, 提高课堂气氛
为了充分提高学生的兴趣, 大力开展多媒体和信息化教学。多媒体和信息化教学可以清晰描述微观、动态的变化过程与状态, 显著加大课堂教学信息量, 简化信息传输转换过程, 增加教学内容的趣味性和吸引力, 从而显著提高师生的互动效率和教学效果, 使教学变得轻松、有趣、简单、高效。
三、衔接基础与应用, 激发学习兴趣
可在教学过程中积极引入实际应用教学法, 以实际应用实例引领教学内容, 增加兴趣点, 使抽象内容形象化, 降低理论知识的学习难度, 并培养学生的科学素质。比如会列举一些如图2中所示的生活中、交通运输、通讯、新能源、以及军事等领域中常见的交通监测、太阳能电池、信息存储、屏幕显示、信息传输、磁悬浮列车、芯片、隐身飞机这些大家感兴趣的实际应用, 来导出这些应用中起功能特性的就是功能材料的光、电、热、磁等物理性能。
再比如在将材料的光性能中, 会讲到光的反射、折射、衍射、散射等内容, 内容比较抽象, 可以在内容讲解之前给大家提出一些有兴趣的问题, 比如为什么晴天和雾霾天的视觉效果不同?为什么天空是蓝色的, 为什么旭日和夕阳呈红色?为什么玻璃是透明的, 而金属对可见光是不透明?为什么钻石有璀璨夺目的光彩?以此来激发学生的学习兴趣, 让学生带着疑问针对性的学习, 一定会提高学习的效果。
四、细化评价标准, 助力持续改进
细化理论课和实验课的评价标准, 采用评价量表的方式, 建立考核方案和体系。采用课堂讨论、实验技能、作业、期末考试等多元化考核评价方式, 将过程性评价与终结性评价结合起来。
积极采用考试成绩分析、专家评教、同行评教、课程目标评定以及学生反馈意见, 及时总结本课程存在的问题。比如知识点多, 难以记忆, 公式多、物理机制难、内容抽象枯燥, 学生学习热情不够;还需要增加工程应用的内容;运用模型进行分析问题的能力需要加强。
针对上述问题, 提出有效地改进措施: (1) 优化内容, 突出重点; (2) 纵横联系, 融会贯通:以电子为主线, 将光、电、磁内容衔接起来; (3) 增加科研前沿知识, 拓宽学生知识面; (4) 丰富教学手段, 增加图表、动画、视频、实物的采用, 提高学生的学习兴趣; (5) 积极主动与企业人员讨论培养方案, 针对企业需求, 调整课程内容。
五、采取有效措施, 培养学生工程教育实践能力
“工程教育”理念是国内外高等教育中的一个重要理念。这一理念强调高等院校在开展理论教学的基础上, 积极重视对学生工程实践能力的培养, 需要重视这门课程不仅要在教学上注重加强学生对物理性能的理论知识的学习, 还需要培养学生学习具备独特物理性能的材料在工程中的实际应用。另外, 还需要突出工程实验的设计, 更好地将所学到的材料物理性能专业知识应用到实际工程实践中去。
本课程今后还将在教学方法、教学内容以及课程实验的选择定位以及设置等方面持续进行探索性研究, 充分挖掘可以实现创新思维的教学环节, 突出课堂教学的引导作用, 激发学生的学习兴趣, 让学生有效地将理论和实践结合起来, 为培养创新型和应用型人才奠定基础。
摘要：《功能材料物理性能》是为功能材料专业本科生定制的一门专业基础课。本文根据我校重点培养学生工程实践能力的定位以及本校学生自身的特点, 在教学设计、教学方法、教学内容等方面进行定制性探索研究, 充分挖掘可以实现创新思维的教学环节, 激发学生的学习兴趣, 让学生有效地将理论和工程实践结合起来, 为培养创新型和应用型人才奠定基础。
关键词：功能材料物理性能,教学模式初探,定制型教学
参考文献
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材料物理范文第4篇
1 物理吸附操作
1.1 实验操作
测试仪器 (如美国麦克2020) 采用静态容量法测定N2物理吸附性质。首先称取空样品管质量, 然后放入样品, 设定测试程序。样品装填质量必须根据样品可能的表面积确定。通常情况下, 测试面积>40 m2时测试相对误差较小, 所得数据更为准确。对于低表面积物质, 通常在样品管中加填充棒, 以降低测试误差。测试过程一般分为预处理和分析两部分。预处理根据样品可承受的温度 (在一定温度下不会发生结构塌陷、变形, 样品内负载物不会析出) 选择处理温度。根据样品密度选择样品脱气抽真空进度。事实上, 脱气进度≤10 mm Hg可以避免样品抽入真空系统, 堵塞阀门。样品在合适的温度下真空保温一段时间。值得注意的是冷阱平衡管应定期清洗, 以避免样品管内污染物对脱气过程中真空度的抑制作用。脱气完成后称得样品管及样品质量, 计算得样品质量。样品装入分析口进行分析。吸附在相对压力 (P/P0) 为1×10-7-0.995区间内进行。自由空间通过He气来测定。对介孔和大孔材料, 该值可以直接测定, 而对微孔材料, 它应当选择单独测定, 以避免吸附He对后续物理吸附的影响。
1.2 工作原理
物理吸附通过物理吸附力使吸附质吸附在样品上, 一般N2是物理吸附最佳的吸附质。物理吸附中吸附质吸附到二维表面, 熵值降低, 且是自由能降低的过程, 根据热力学公式:ΔG=ΔH-TΔS可知ΔH也为负值, 即物理吸附是一个放热过程。物理吸附在较低温度可以较快的进行, 吸附量随温度上升而减小, 物理吸附类似于气体的冷凝过程, 因此吸附一般发生在气体沸点附近, 而且形成单层吸附时的吸附热通常略高于吸附质的液化热。因此样品需要在液氮环境下吸附, 且液氮的温度都决定了样品的温度和吸附质的饱和蒸汽压 (P0)
1.3 操作注意事项
N2吸附时有一个较为精确的比表面积值为40-120 m2, 当样品管内的样品提供的吸附面积在此范围内时, 吸附误差较小, 低于此值有较高误差, 高于此值会增加不必要的测试时间。因此对于高比表面积的微孔材料一般质量需要0.1 g左右, 而对于低比表面积的大孔材料, 则需要较多质量 (>1 g) 。
2 报告内容分析
2.1 等温线类型
图-1给出了几种常见等温线类型。Ⅰ型等温线反应了微孔型结构, 如分子筛, 碳材料, 微孔二氧化硅等。Ⅱ型等温线反应了大孔吸附或者非孔性结构, 如大孔硅藻土, 氧化铝陶瓷等。Ⅲ型等温线表示吸附质之间的相互作用要强于吸附质与吸附剂之间的相互作用, 且无吸附层数限制, 它对应于非孔材料。Ⅳ型等温线对应出现毛细凝聚的体系, 如介孔材料、空心材料等。Ⅴ型等温线与Ⅲ型类似, 但是饱和蒸汽压处受吸附层限制而达到稳定, 它对应于无微孔的介孔材料。Ⅵ型等温线反应了无孔均匀表面多层吸附, 通常对应于复合材料。上述吸附类型以Ⅰ型和Ⅳ型较为常见。值得注意的是, 实验过程中获得的一些新材料通常会含有部分微孔结构, 因此N2吸附测试如果从相对压力>0.01开始, 则不能获得它的微孔信息。
2.2 回滞环
吸附等温线常具有大小不同的回滞环, 如图-2。H1、H2型回滞环吸附等温线上具有饱和平台, 反应了较为均匀的孔径分布。其中, H1反映了两端开口的管状孔, 如MCM型六方介孔Si O2等材料;H2反映了“墨水瓶”结构孔型, 如中空Si O2等材料。H3、H4型回滞环没有饱和吸附平台表明孔结构不规整。其中, H3反应平板狭缝结构孔型, 如层状水滑石等;H4反应微孔中孔混合或者含狭窄裂缝的样品, 如碳材料。
2.3 表面积
报告中直接给出不同计算公式得到的表面积, 包括BET方法、单点BET方法、t-Plot方法微孔面积、以及Langmuir表面积, DFT表面积等。通常情况下, 在0.05-0.35的相对压力范围内给出线性BET拟合, 因此, BET能方法用于计算大多数物质的表面积。值得注意的是, 该方法是基于多层吸附假设, 因此, 它并不符合分子筛等微孔材料的真实吸附情况。t-Plot方法微孔面积和Langmuir表面积更适合描述分子筛等微孔材料的表面积。DFT方法同样可以得到表面积信息, 它所计算的表面积通常大于其它方法所计算的表面积。
2.4 孔体积和孔分布
对应多孔材料, 孔径分布是非常重要的结构信息。它都是基于吸附等温线, 通过具体的模型计算得出。不难发现, 吸附等温线是客观现实, 但选择模型的过程中, 人的干预较大。因此, 选择恰当的模型是得到正确的孔径分布的关键。目前, 对于微孔和介孔材料, 常用的孔径计算方法有BJH法、H-K法和DFT方法。这些方法有各种的适用领域, 应用时需要合理选用。对于大孔材料, 基于压汞曲线的Young-Laplace方程给出的结果更为准确[4]。
(1) 介孔材料的孔径分布通常基于脱附曲线, 通过BJH方法计算。该BJH法假设毛细管内吸附层的厚度仅与相对压力p/p0有关, 与吸附质性质和孔半径无关。因此, 它具有较好的适用性。但它计算的孔径在1.7nm以上, 因此只适合于介孔材料的计算, 不能用于微孔材料孔径分布计算。图-3为Si O2材料的介孔孔径分布。
(2) H-K原始方法是用于计算微孔碳材料。它有两种重要的拓展方法:Cheng-Yang和Saito-Foley校正方法。这两种校正方法能计算分子筛等微孔材料的孔径分布。其中, 前者能有效计算广泛存在于分子筛中的球型孔径分布;后者适合于计算圆柱型孔[5]。值得注意的是H-K方法以及改进的H-K方法考虑了吸附质与吸附剂之间的相互作用, 但该法受孔模型的选择和公式中的有关物理参数值的影响很大。它需选择模型计算参数, 如材料类型 (即沸石、硅酸铝、磷酸铝和其它) 。恰当选择性材料类型才能使H-K方法给出合理的孔径分布。例如, 对于TS-1分子筛孔径的计算结果表明:当吸附材质选择沸石时, 得到的孔径分布在0.8 nm;当吸附材质选择硅酸铝时, 得到的孔径分布在0.55 nm (图-4) 。显然, 后者与TS-1分子筛孔径的理论值 (0.55 nm) 相一致。值得指出的是H-K方法用于计算微孔分布, 不能用于计算介孔分布。
(3) DFT模型是基于分子水平统计热力学的方法, 表达式为:
式中:V (p) 是相对压力为p时的吸附体积, Vt是最大吸附量, J (H) 为孔径从Hmin到Hmax的孔容分布函数, 孔径为H的均一孔吸附填充程度用θ (H, p) 表示。运用这个公式, 并经过适当的热力学假设, 提出热力学模型, 通过这些模型等温线与实验等温线的对比, 计算出各种孔参数, 从而进行全孔分布的分析[6,7]。图-5为图-3中所测Si O2材料的DFT方法计算的孔径分布。图中显示出2-12 nm区间的介孔分布, 同时也显示0.5-1.2 nm区间的微孔分布。显然, 它与图-3的计算结果相差较大。这说明用BJH方法计算多孔材料的未知孔径分布时, 它会忽视掉微孔信息, 所得介孔信息也与DFT方法所得结果存在差异。
图-6为DFT方法计算图-4中所用TS-1分子筛的孔径分布。理论上, TS-1分子筛具有0.55×0.56nm的直行孔道。DFT算法得到孔径分布与理论值相一致。对比H-K算法, DFT方法在计算过程中无需选择性相关参数。这避免了对计算结果的人为干预。但DFT方法也有可能存在一定偏差。图-7为H-K方法计算的beta分子筛的孔径分布图。当吸附材质选择为硅酸铝时, 得到的孔径分布为0.5-0.8 nm。图-8则为DFT算法得到的beta分子筛孔径分布:0.75-1.2 nm。而beta分子筛具有0.66×0.67nm的直行孔道和0.55×0.56nm的Z型孔道结构 (图-9) 。这种计算差异可能与beta分子筛的特殊结构有关。事实上, 根据笔者经验, DFT方法计算常规分子筛 (如ZSM-5、SAPO-5等) 的孔径分布于理论值通常相差不大。
(4) N2吸附-脱附还可以通过表面能的变化来确定样品的孔径分布。吸附方程可写作:
其中, Q (p) 是在压力p下单位质量吸附剂吸附的总量;q (p, ε) 是在表面能量为ε的吸附中心单位面积上的吸附量, f (ε) 是表面能分布函数。采用密度函数理论 (DFT) 计算q (p, ε) 的值, 再使用合适的数值方法把积分方程离散化, 就可得到吸附剂的表面能分布。表面能分布能定性表明多孔材料的表面性质。例如, 图-10为α-Al2O3、θ-Al2O3和γ-Al2O3表面能分布图。其中大表面积的γ-Al2O3具有较宽的表面能分布, 而低表面积的α-Al2O3具有单一的表面能分布, θ-Al2O3则介于两者之间。这说明α-Al2O3具有单一表面性质, γ-Al2O3则具有多相表面性质。该差异能较好的用于解释氧化铝载体的表面物化性质差异[8]。
图-10三种不同的Al2O3表面能分布图:α-Al2O3 (▲) , θ-Al2O3 (●) , γ-Al2O3 (■)
3 结语
物理吸附是多孔材料表征最基本的手段, 通过分析多孔材料的吸附-脱附等温线及回滞环确定材料的孔型。基于吸附脱附等温线, 恰当的孔径分布方法能给出多孔材料的孔径分布。此外, DFT方法还能给出多孔材料的表面能信息。
摘要：本文主要介绍了物理吸附的基本原理, 操作方法及报告内容的分析问题等。报告内容分析结合具体案例对多孔材料的孔径分布方法进行了比较, 并介绍了表面能分布的计算。
关键词：物理吸附,比表面积,孔径分布
参考文献
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材料物理范文第5篇
南宁中考物理试题分单项选择题、填空题、作图与简答题、实验题、计算应用题五大类，共30题。全卷100分。其中单项选择题15道，共30分;天空题7道，每空1分，共16分;作图与简答题各1道，每道4分，共8分，作图题包含两小题;实验题3道，每道分值分别为6分、7分、7分，共20分;计算题3道，分值分别为6分、9分、11分，共26分。
二、试题特点
1、基础性：试题以容易试题和少量中等难度试题为主，重点考查学生对基础物理知识的理解和运用能力，考查学生综合运用物理知识与方法的能力及分析推理能力。试题将物理学的多个知识点融合在一起，要求学生灵活运用所学知识进行分析、解答，重视物理知识的理解。
2、实践性：以学生日常生活与学习中所经历的现象或熟悉的设备与装置，场景编制试题，考查学生对物理现象的辨析与解释能力，体现物理知识在生活与学习经历中。试题注重物理知识与生产生活现象、学习经验的交叉，体现动手动脑学物理，物理源于生活。
3、探究性：重视对实验探究的考查。重点考查常用仪器仪表的原理及使用方法，设计并完成实验操作的能力。由实验观察现象及测量数据等信息得出实验结果的能力，转换法、控制变量法的灵活运用等物理实验基本能力。试题也注重通过文字描述、表格数据、数理图像曲线或统计图、示意图等方式考查学生处理和表达信息的能力。
4、时代性:以社会热点问题、科技前沿、生活等为背景编制物理试题，较能体现学生对社会的关注与实践能力。试题关注环境、环保、能源、高科技等社会热点问题，考查学生分析、解决问题的能力。
三、各类题命题分析
1、单项选择题(1-13题为基础题，14题为中等题，15题较难)
第1题：一般是熟记一些基本的物理常数、常量或物理常识。比如导体的判断、参照物的判定、磁铁吸引等。
第2-6题：一些简单的图片情景题，要求根据图片情景知道其中所表示或包含的物理知识。比如物态变化、声现象、光的折射、反射、安全用电、电磁现象、热传递、电流热效应等。
第7题：串、并联电路中电压、电流的考查。 第8题：匀速直线运用中动能、重力势能的变化。
第9题：凸透镜成像问题，一般考照相机、投影仪、放大镜的成像大小、正倒、虚实情况。 第10题：内能的改变，一般考热传递或做功内能的变化。
第11题：简单机械，考天秤的处理，省力杠杆、费力杠杆的区分(看图像)。 第12题：根据图像判断哪些情景是大气压强所致，或两物体压强、压力大小的判断。
第13题：增大或减小摩擦的情景判断。
第14题：电磁感应、电流的磁效应的判断与区别。
第15题：电路的故障(短路、断路)判断，电路的动态变化引起的电流、电压的变化。
2、填空题(16-19题为基础题，20题中等，21题难，22题较难)
第16-17题：考的是基本常识，一般考查力的作用效果，光、声的传播特点，红外线、紫外线的判断，能源的利用，安全用电常识等。
第18题：光的折射、反射、直线传播，运动中的惯性问题，凸透镜、凹透镜、平面镜的成像特点。
第19题：电流的磁效应电路中，已知线圈的N、S极判断电源的+、—极，或相反;电动机、发电机中机械能与电能的转化判断。
第20题：有关比热容、热值的能量方面的计算，求物体温度的变化，吸收或放出的热量等。
第21题：滑轮组或斜面的做功问题，有用功、总功、机械效率的计算。 第22题：并联电路中电阻、电流、电压的求值计算，或两导体的电压之比、电流之比、功率之比。
三、作图与简答题(23题为基础题，24题较难)
第23题：作图题，含两小题。第1小题一般是光的反射定律应用或平面镜成像特点作图;第2小题一般是简单磁现象和右手定则应用的作图或者是家庭电路中用电器的正确连接。
第24题：简答题。用物理知识解释所给的现象，涉及到的知识有物态变化、摩擦力的应用与减小、压力压强、电流的热效应、热传递等。
四、实验题(25题为基础题，26题中等，27题较难)
第25题：一般是对基本物理测量工具的选择和使用要求的考查，如天平、温度计;或是光发射规律的探究。
第26题：实验探究题，初中物理要求的几个实验之一，根据题意、实验情景和实验数据，归纳出物理结论或规律;如摩擦力大小的决定因素，光的反射定律等。
第27题：电路实验题，一般考欧姆定律、测量导体的电阻大小或功率大小等。
五、计算应用题(28题基础，29题中等，30题难) 第28题：基本公式的应用，有关运动如求路程、速度、牵引力做的功及功率的计算;或简单的并联电路中电压、电阻、电流、功率的计算。
第29题：有关固体、液体的压力、压强的计算(包括质量、体积、密度的计算)，有时会与电路一起考，也会与杠杆一起考。
材料物理范文第6篇
【摘 要】我国在现阶段大力推行素质教育改革，目的就是要培养一大批具有创新精神和创新能力的新一代社会主义事业的建设人才。因此在新课程物理教学中，身为一线的物理教师，必须大力改革传统的实验教学模式，充分发挥学生思维的主动性，促进学生创造性思维的培养，提高学生的创新能力。
【关键词】创新能力 实验教学 初中物理
在深化基础教育改革，全面推进素质教育的背景下，历经多年的教育教学探索，《全日制义务教育物理课程标准》（以下简称《标准》），以全新的课程理念展现在我们面前。在实施新课程的过程中，我发现在周围的许多教师中，由于教学思想上的惯性，残留在部分教师头脑中传统落后的教育观念和思想不能立即消除，仍然妨碍着学生创新能力的培养，影响着新课程的实施。具体反映在：实际教学中应该做、并且有条件做的许多重要实验，因嫌麻烦而被人为取消，或者只在“黑板上做实验”，造成学生“听实验、背实验”。这样做的严重后果是，造就大量高分低能、缺乏创造性和开拓精神的学生。知识是能力的载体，而创新是能力的灵魂，我国在现阶段大力推行素质教育改革，目的就是要培养一大批具有创新精神和创新能力的新一代社会主义事业的建设人才。因此在新课程物理教学中，身为一线的物理教师，必须大力改革传统的实验教学模式，充分发挥学生思维的主动性，促进学生创造性思维的培养，提高学生的创新能力。
那么，在新课程的实验教学中应如何培养学生的创新能力呢？
一、勇于质疑
敢于提问、善于提问是培养创新能力的重要前提。伟大的物理学家爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题，往往比解决一个问题更重要。”这是因为解决一个问题是已有知识技能的应用，而提出一个新问题需要有创造性的思维能力。中学物理教学理论认为：任何教学内容都可以用一个个问题呈现出来。所以教师在实验教学中应尽可能创设问题情境，鼓励学生勇于质疑，敢于对人们“司空见惯”或认为“完美无缺”的事物提出怀疑；勇于向旧的传统和权威挑战。做到实验让学生做，问题让学生提，思路让学生想，疑难让学生议，错误让学生评。让学生在提出问题的基础上，独立设计实验，最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性，充分发挥学生的创造才能，培养他们的创新意识，变单向信息传递为双向式、多向式信息传递与交流。教师在课内只讲重点、关键点和注意点，发挥好主导调控作用，促进学生存疑、质疑，使学生产生浓厚的学习兴趣。例如，在进行沪科版八年级上学期第四章“光的传播”教学时，先让学生猜想：“光的传播路线怎样”“你平时能看见光在空气中传播吗”“怎样才能看见光在空气中传播”。尽管学生立即就会作出各种各样的猜测，有些是意料之中的，有些是意料之外的，不管学生的猜测结果是否符合教师的意图，教师都不要过早地给予肯定或否定，而要把结果交给学生通过实验来证明。例如：在进行沪科版九年级上学期的“欧姆定律”时，先让学生猜想电流和电压的关系，电流和电阻在让学生动手实验。由于学生在前面已经学会了用电流表测电路中的电流和电压表测电路两端的电压，这里让学生自己用实验来探究出电流和电压的关系以及电流和电阻的关系，最后引导学生归纳出欧姆定律的内容。
通过这种设疑、释疑的实验活动，不断激励学生通过实验、观察、讨论、模拟等探索手段提出种种假设和猜想，让学生逐步掌握探索物理问题的思路和方法，即提出问题→设计实验→实验探究→讨论分析→得出结论，这样才能使学生逐步树立问题意识和创新意识，逐步培养学生探究的兴趣和创造性思维。
二、把一些传统的演示实验改为探索性实验，培养创新能力
大胆改革传统的实验教学模式，科学地设计实验教学程序，优化实验教学过程、实验教学方法，培养创新能力，建立起“引导→探索→实验→掌握”的教学模式。
例如：在进行“影响电阻大小的因素”的教学中可以先让学生观察我们周围的导线，从材料上看，有的材料是铜，有的材料铝。从粗细上看有的要粗，有的细。从长度上看，有的长有的短，让学生猜想，然后让学生讨论自己设计实验，探究出影响电阻大小的因素，最后让学生讨论在这个实验中用的是什么方法，这样学生知道控制变量法在实验中的应用。在传统的实验教学模式中，课堂演示实验一般以教师为主体，学生仅仅是旁观者，由于教师具有较高的实验技能，再加课前的充分准备，实验结果一般能达到预期目标，久而久之就会使学生“迷信权威”的思想，不利于创新能力的培养。
如果把演示实验改为学生探究实验，教师只在旁边作一些必要的指导，这样可以充分调动学生的参与积极性，同时由于学生参差不齐的知识水平及实验技能，实验过程中很容易出现各种与结论不相符合的结果，极易引起学生对教材结论的“怀疑”。在进取心的驱使下，为了确信自己的实验结果，他们必定会反复多次地进行实验，只有当自己经过反复多次地进行实验验证后，才会消除怀疑心理。这种新的教学模式充分发挥了教师的主导作用，也突出了学生的主体地位，学生可以更加自由地进行各种自主探索实验。