近日，我院2021级本科生王晴同学在《European Journal of Physics》期刊上发表了题为 “A magnetic pendulum for demonstrating Mathieu-type parametric resonance”  的研究论文，师玉军老师为该论文的通讯作者。此外，这项创新性的研究还于今年3月成功申请到实用新型专利。

论文介绍

 参数共振是一种在自然界和工程领域中广泛存在的现象，它指的是当系统的某些参数（如频率、振幅等）发生变化时，会导致系统响应出现显著增强或改变的情况。液体表面的 Faraday波、海洋中的船舶横摇以及离子阱中的离子运动等都是参数共振的典型代表，但在大学物理实验中，若要通过机械方式实现参数共振，不仅成本高，且学生不易掌握相关的器械操作。基于此，研究团队设计出了一种便于在大学物理实验中实现的参数共振装置。

 在该研究中，研究团队设计了一种基于磁性摆的实验装置，该装置采用悬挂着磁性小球作为主体，并通过亥姆霍兹线圈产生的交变均匀磁场进行驱动，旨在直观地演示和定量研究Mathieu型参数共振。这一装置为基于参激共振的非线性系统研究提供了宝贵的实验基础。

 该团队基于设计的实验装置，研究了磁力摆在驱动下的阻尼振动特性，并通过精确控制磁场频率与幅值，成功观测到了参激共振的一阶和二阶不稳定区域。研究发现，亥姆霍兹线圈磁场的非均匀性对摆动行为的影响主要体现在大摆角运动中，而对于小摆角（小于5°）的运动，其影响可忽略不计。此外，实验还揭示了非线性因素对摆动特性的显著影响，并提出这一装置在模拟参数位相态或耦合振子行为方面具有应用潜力。这项研究不仅丰富了本科生对复杂物理过程的理解，也为本科生探索更复杂的物理现象提供了新的视角。

探索历程

 行远自迩，笃行不怠。依托拔尖创新人才培养体系和拔尖基地科创项目，在大二上学期的设计性实验课中，我们选定了以参数共振为核心的课题进行深入研究。从理论学习到实验验证，每一步都充满了挑战与收获。面对设备构建和理论知识的双重难题，我们积极查阅文献，利用Origin软件进行数据分析和实验规划，避免了盲目试错。在实验阶段，我们各司其职，齐心协力搭建实验装置、记录数据并优化参数。尽管过程中遇到了不少困难，如磁力摆装置的构建一度陷入僵局，但师玉军老师不仅在技术上给予了专业的建议，更在精神上给予我们鼓励和动力。通过团队的不懈努力和反复调整，最终成功克服难关，推动了实验的顺利进行。

 行而不辍，履践致远。最终，我们将实验成果整理成论文，并投稿至《European Journal of Physics》。在审稿阶段，我们经历了审稿人的反馈以及反复修改，在师玉军老师的指导下，最终论文成功发表。这段经历让我们深感充实，也学到了许多课堂之外的知识。这次课题研究不仅为我们未来的学习和研究奠定了坚实基础，也让我们更加期待未来的挑战！

 博观约取，厚积薄发。在参与这项研究的过程中，我深刻体会到从理论到实验设计的转化是一段充满挑战和惊喜的旅程。这段经历让我明白，科研中最重要的不是追求一步到位，而是不断尝试和修正。每一次失败都是向成功迈进的垫脚石。当实验现象完美展现时，那种喜悦和成就感让所有努力变得值得。

责编：刘丝雨

二审：张   波

三审：李   鹏