近日，第十一届全国大学生物理实验竞赛（创新）决赛成绩公布，西北工业大学三支代表队进入决赛，均荣获国赛一等奖，获奖数量与质量位居全国高校前列，创学校在该项赛事中最好成绩。
全国大学生物理实验竞赛是由教育部高等学校物理学类专业教学指导委员会和中国物理学会物理教学委员会指导，全国大学生物理实验竞赛组委会和全国高等学校实验物理教学研究会主办的国家级物理学科实验赛事。该赛事列入全国普通高校大学生竞赛排行榜，是唯一进入该榜单的物理类竞赛。本次大赛自启动以来，受到全国高校的广泛关注，750余所高校、3260支队伍、近20000名师生报名参赛。经过预赛选拔331所高校的750支代表队2000余名师生进入现场决赛，经过海报展示、仪器展演、现场答辩，评选出一、二等奖。
一等奖获奖项目：
基于静电力的微小压力测量装置
该装置以同轴静电筒产生轴向位移时的微小静电力为核心原理，包含静电筒系统、天平系统、光学系统3个子系统。其中，五轴调节静电筒系统保证内外静电筒的同轴度；高稳定性、高灵敏度天平系统对微小力值做出灵敏反应；光学系统放大天平系统的微小角位移，并使用高精度直线CCD采集光斑位置数据，结合时间均值滤波、波峰质心计算算法处理数据。最终实现0-100 μN的微小压力测量，精度达0.5 μN。
旋光测微--涡旋光-迈克尔孙干涉仪：纳米级位移高精度探测
该装置创新性地将涡旋光技术引入迈克尔孙干涉仪，实现纳米级位移高精度测量。通过q板产生拓扑荷数±2、±3的共轭涡旋光束叠加形成花瓣状干涉图样，将位移转换为图样旋转角度。自主开发几何算法，通过计算花瓣质心与几何中心夹角变化反推位移，实现了测量微小位移、实时识别振动与背景噪音，灵敏度0.291 °/nm，精度3.1 nm，量程可拓展至2 μm。系统响应时间33.3 ms，具有非接触、直观、实时、抗干扰、多尺度量程、高精度等优势，为精密制造、微振动监测等领域提供了低成本、高精度的解决方案。
光的夫琅和费衍射
该项目融合理论分析、实验验证与数值仿真，系统研究了单缝及多种形状孔径的夫琅和费衍射现象。项目基于菲涅耳半波带法与衍射积分法对单缝衍射光强分布定性解释，并拓展至不同二维孔径，分析衍射图样的特征与形成机制。实验构建光学系统并观测到不同孔径的衍射图样，实验结果与理论预测高度一致。利用MATLAB仿真，结合Manim动画制作教学微视频。项目创新性地将多孔径对比实验、数值仿真与动画演示相结合，构建了集科学性、直观性与趣味性于一体的教学新模式，提升了夫琅和费衍射的教学效果与传播力。
学校高度重视物理学科竞赛水平的发展，教务部与物理科学与技术学院在组织协调、选拔培训、经费投入、场地保障等方面予以大力支持，并于2022年成立物理学科竞赛创新实践基地。竞赛中，参赛团队依托基地师资、实验设备、创新孵化机制等优势，夯实理论基础、开展协作创新，高质量完成参赛作品，充分彰显我校人才培养成效。下一步，学校将不断深化教学研究和教学改革，继续强化“以赛促教、以赛促学”的育人路径，提升学生实验实践水平，充分发挥对优势工科的引领和支撑作用，为学校的“总师型”人才培养提供有力支撑。
华商报大风新闻记者 任婷
来源：华商网-华商报
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