10物理学年论文汇总
物理学论文(5篇)
物理学论文(5篇)物理学论文(5篇)物理学论文范文第1篇本文提出的针对于理论物理教学与实践的探究方案，是遵循微观到宏观，理论讨论到详细实践，单体到多体的挨次绽开的，一共包括三个学问单元，它们是统计物理，量子力学和固体物理。
为了使得同学充分把握理论物理学问，我们需要结合教材中原有的三个单元的学问体系，改善原有体系中学问的规律性，合理支配各个学问的所占比例，以帮助同学循序渐进的把握学问点。
热力学和统计物理学主要是讨论宏观物体。
宏观物体主要是由微观粒子组成，因此，在这个学问单元里面，我们依照宏观到微观的挨次绽开讲解，并遵循统计学和宏观物体的联系。
以一般物理学为背景，循序渐进，引入量子统计理论，渐渐激发同学对量子力学的学习爱好。
由此引出其次个学问单元。
量子力学学问单元。
在其次个学问单元里面，我们首先讲解单原子分子量子理论，渐渐引入到多原子分子量子理论，最终引出第三个学问单元——固体物理。
在第三个学问单元里面，先讲解理论，在注意实践应用，引导同学实现创新。
这样，三个学问单元相互联系，前后连接，最终贯穿成为一个整体，赐予同学整体上对于理论物理学的学问。
二、理论教学与实践教学相结合物理理论较为抽象，即便是来源于详细的事例，同学学习起来也具有肯定的困难。
因此，在理论物理的教学中，需要引导同学从感性上熟悉物理现象和物理过程。
培育同学的感性熟悉，一方面可以从同学的日常生活中着手，另一方面可以引导同学从物理试验中不断培育。
本质与非本质的熟悉影响着同学对物理概念的熟悉，因此同学熟悉物理规律会有肯定的困难。
物理试验能够供应给同学最详细、最直观的感性熟悉，由于这些出来的物理试验，是最通俗易通，简明扼要表达物理理念的感性材料。
与生活中的现实例子有所不同，物理试验也有自己的特点，例如：物理试验比较典型，可以代表肯定的物理现象；物理试验需要有动手操作，有肯定的趣味性；物理试验定性定量的表明白全面性。
同学通过物理试验，可以积累制造意识，同时可以帮助同学科学的讨论理论物理。
物理教学论文(通用4篇)
物理教学论文（通用4篇）物理教学论文篇一合作教学是教师教学实践中重要的教学模式之一，即教师教学中把学生分为几个小组，进行小组讨论或探究学习，教师发挥主导作用，引导学生正确理解、学习和探究，在合作教学的过程中，教师也要参与进来，与学生融为一体，这样才能更好的引导学生学习．当前我国教育教学改革的重点就是充分发挥学生的主观能动性，以学生为本，让学生在学习的过程中，在教师的引导下培养学生的综合素质和能力．例如，学习苏科版《用天平测物体的质量》这节课时，我把学生分为四个小组，让学生分组用天平对物体的质量进行测量，课前为学生准备好所用的器材和用具，让学生以小组为单位进行探究学习，学生的每一个小组都在教师的团结合作之下共同完成本节课的学习，在这一过程中能够有效的培养学生的团结合作的能力．2．实践教学，培养学生的实践能力初中物理教学是一门理论与实践结合的比较紧密，教师安排理论教学和实践教学的环节要科学合理，当今社会的各行各业对人才的要求已经越来越重视综合素质和能力，专业水平已经不是衡量人才的唯一标准，所以教师在教学实践的过程中，要充分发挥学生的主观能动性，让学生参与学习，教学过程是教师和学生共同完成的，教师想要达到更好的教学效果，需要充分调动学生参与学习的积极性，与教师共同参与教学，这样才能使学生在学习的过程中培养学生的实践能力．例如，《摩擦力》这一节实验课，我把这节实验课安排在实验室，课前我为学生准备好实验课需要的器材，如：毛巾、玻璃球、玻璃等，让学生根据基础理论的学习，选择所需的实验器材，引导学生亲自动手操作实验，并在实验的过程中及时指导注意观察实验现象，让学生体会实验的过程中获得知识，学生通过观察实验现象能够深刻理解摩擦力以及影响摩擦力的因素，学生在这一实验的过程中不仅获得了知识，同时还培养了学生的实践能力，更好地促进了学生学习的积极性和主动性．3．创新教学模式，培养学生的竞争意识当今社会发展的特点之一就是竞争越来越激烈，学生将来要步入社会参与竞争，教师教学过程中培养学生的竞争意识是非常必要的，初中物理学科是中考中的重要考试内容，教师教学中不仅要重视这门学科，更要有效安排教学环节，培养学生的综合素质，为了让学生将来更好的参与社会竞争，教师有必要创新教学模式，让学生在学习的过程中，不断培养自身的竞争意识和竞争能力，教学模式不是一成不变的，教师可以根据初中生的心理特点以及教材知识要点的框架特点，安排和设计教学模式，培养学生的竞争意识．例如，学习《水循环》这节课时，教学重点：1．认识水循环的过程及意义；掌握洋流的分布规律；分析洋流对地理环节的影响，由此可以看出本节课的教学内容离不开上两节课《熔化和凝固》和《升华和凝华》，那么在讲解本节课的过程中，我穿插着上两节课的内容对学生进行提问，同时以比赛的形式进行，比一比看看谁记得比较准确，这样的教学模式不仅对上节课的知识点进行巩固和复习，还能够促进学生把知识点联系到一起，形成一个完整的体系，这一过程中学生争相回答问题，提高了学生的竞争意识，达到掌握知识要点的教学目标．其实教师教学过程中，教学模式和教学手段都不是一成不变的，要求教师在吃透教材的基础之上，对学生要进一步了解，才能设计出更加行之有效的教学策略和教学模式，从而促进学生综合能力的提高．综上，结合初中学生的身心发展特点，教师通过物理教学培养学生综合能力是有效地途径，需要教师教学过程中运用合理的教学策略和教学模式，激发学生学习的兴趣，教学内容建立在学生兴趣的基础上，才能更好的提高课堂教学效果，另外，为了让学生获得更多的知进学生的学习，培养学生的综合的能力和水平．物理教学论文篇二良好的开端是成功的一半，我们在物理的课堂教学中学习新课时，都要重视创设良好的教学情境来引导新课的导入，以便能够激发学生的学习兴趣和探究动机．这样的教学方式能更好地实施探究性的学习方式，更能发挥学生学习的积极性，提高学生的学习动机和求知欲望．例如，在讲“自感现象”时，教师可以构建实验形式的教学情境把学生的好奇心带入到新的课堂教学中来．教师可举着一节电池问学生：这节电池是6V的，如果我们拿着这节电池的两端，会有触电的感觉吗？然后找几位学生来亲自实验，让他们感受下．这之后将6V的电池组，与日光灯的镇流器线圈构成电路，再让几个学生感受断电后的自感现象．学生在这个实验中感觉到了非常明显的触电反应，这引起了学生的兴趣和很强的好奇心，不但提高了学生学习本节课的兴趣，而且还提高了他们的探索精神和创新意识．在这样的教学情境中，教师应该学会等待，不用急着展开，而应该因势利导地提出问题：仅仅摸着电池的两端为什么没有感觉到电的存在？而把电池和线圈连接起来后反而使人有了触电的感觉，那么线圈中到底存在着我们不知道的什么样的秘密？这节课我们将来揭开谜底，请同学们阅读教材揭开谜底．这样不但激发了学生的学习兴趣，又水到渠成地将学生的注意力有效地诱导到本节的主题上．二、课堂提问后的等待———不要急于引导学生在物理课堂上的展示是教师和学生进行对话的常用方式，也是教师接受学生反馈信息的常用渠道．在课堂的教学中教师的提问是学生表现自我的常用方式，如果教师的提问能恰到好处，能有一定的艺术性，那么就可以积极地促进学生回答教师提出的问题，还能激发起学生学习本节课的兴趣，从而使学生的学习注意力更加的集中，这样不但能提高课堂的教学质量和效果，更使教师和学生在和谐共处的教学环境中积极地教和学．但课堂教学中也存在这样的课堂提问：教师在提出问题后为了显示这堂课的高效和质量，就会找班上一些学习好的学生来回答提到的问题，优秀的学生回答的非常流利和顺畅，这样就能显示出教学是非常成功的．初看我们不能发现期中存在的问题，但仔细想想就会发现，回答问题只找了优秀的学生，而排除了成绩一般的学生，这些学生被排除了在课堂的提问之外．因此，教师提出问题后为了提高整体的教学质量，教师不应急急忙忙地让成绩好的学生回答，也不应及时地给出过多的提示或引导，而应该给全体学生留够思考的时间，让他们独立自主地进行思考和学习，这时候的教师要学会等待，学会让热闹的课堂静下来，从这些角度来讲等待就是非常必要的．三、重难点教学后的等待———不要急于拔高在高中物理的教材中有很多的重难点知识，在教授这些知识的时候，要花费很多的时间和精力，而且还要采取多种多样的教学方法和手段强化这些重难点知识．尽管采取了不同的手段让学生进行学习和练习，但也会存在很多的问题，这时候教师不要着急让学生非得一下子掌握，应当遵循循序渐进的原则，把重难点知识分解后详细讲解，给学生足够多的时间，让他们学习和思考，以真正完全掌握．总之，高中物理教师在课堂教学中的等待是必要的，也是必须的，但等待并不是意味着让自己无所作为，成为课堂教学的旁观者，而应该积极的发现学生们在学习和思考过程中存在的障碍和问题，并能采取有效的措施去解决这些问题，从而使学生养成自主思考和自主学习的习惯，同时也为提高教学效果打下坚实的基础。
初中物理教学论文 (2)
初中物理教学论文引言初中物理作为中学物理教育的重要组成部分，对学生的科学素养和创新思维的培养具有重要意义。
本论文将通过探讨初中物理教学的一些关键问题，如教学方法、教学资源和学生评价等方面，来分析初中物理教学的现状并提出改进的建议。
教学方法初中物理教学方法的选择对学生的学习效果起到至关重要的作用。
适合初中物理教学的方法应能够激发学生的兴趣，提高学习效果。
以下是几种常用的教学方法：实验教学法实验教学是初中物理教学中常用的教学方法之一，它能够帮助学生巩固理论知识，培养动手能力和科学思维。
在实验教学中，教师可以通过设计各种实验活动来引导学生进行观察、实验和分析，从而加深对物理知识的理解。
同时，实验教学也能够增加学生的参与度，提高他们的学习兴趣。
解决问题教学法解决问题教学是一种能够培养学生解决实际问题的能力的教学方法。
在物理教学中，教师可以引导学生利用已学知识来分析和解决现实生活中的问题。
这种教学方法有助于学生将抽象的物理知识与实际应用相结合，培养他们的创新思维和解决问题的能力。
模拟实验教学法模拟实验教学是通过计算机软件模拟实验过程和结果的教学方法。
这种教学方法可以帮助学生在没有实际实验条件的情况下进行实验，提供更多的实验机会和实验数据。
同时，模拟实验教学还可以帮助学生理解实验的原理和规律，培养他们的实验设计和数据分析能力。
教学资源教学资源的充足与否对初中物理教学的质量和效果有着重要影响。
以下是几种常用的教学资源：实验设备和器材实验设备和器材是进行实验教学的基本条件。
教学机构应提供充足的实验设备和器材，以满足学生进行实验学习的需要。
同时，教师还需要合理利用现有的教学设备和器材，使其得到最大的发挥。
多媒体教具多媒体教具是一种利用图像、声音、动画等多种媒体形式来进行教学的教具。
它可以使抽象的物理概念变得直观和具体，提高学生对物理知识的理解和记忆。
教学机构应提供充足的多媒体教具，并培训教师合理利用多媒体教具进行教学。
大学物理总结论文
大学物理总结论文大学物理总结论文（通用10篇）从小学、初中、高中到大学乃至工作，大家都跟论文打过交道吧，论文一般由题名、作者、摘要、关键词、正文、参考文献和附录等部分组成。
相信写论文是一个让许多人都头痛的问题，下面是小编收集整理的大学物理总结论文，希望对大家有所帮助。
大学物理总结论文篇1牛顿定律为基础的力学理论被称为牛顿力学或经典力学，它曾经被尊为完美普遍的理论而兴盛了约三百年。
尽管在二十世纪初发现了它的局限性，其在高速领域被相对论所取代，在微观领域被量子力学所取代，但在一般的技术领域，如机械制造、土木建筑，甚至航空航天技术中，经典力学仍保持着充沛的活力而处于基础理论的地位。
另外，由于经典力学是最早形成的物理理论，后来的许多理论，包括相对论和量子力学的形成都受到它的影响。
后者的许多概念和思想都是由经典力学的概念和思想发展、改造而来。
经典力学在一定意义上是整个物理学的基础。
经典力学中的质点力学和刚体力学基础是大学物理中的必修内容，而质点力学又是大学物理中的开篇内容。
质点力学在中学物理中就开始讲授，但在中学物理中质点力学仅限于处理质点作匀速、匀变速运动，质点受恒力作用问题，而在大学物理中的质点力学，不仅仅讲述基本概念、原理和定律，而且将物理学中最常用、最基本的研究方法体现出来，这对学生学习大学物理的后继内容，乃至后继的相关课程都很重要。
本文从三方面分析。
一、建立物理模型的研究方法质点力学中建立的第一个、也是最简单的物理模型是质点，它从两个方面反映了运动物体的主要特征:几何点反映了物体的位置;质量反映了物体的惯性。
一个物体如果作平动，它的各个部分具有完全相同的运动状态，即具有相同的位移、速度、加速度等，可以用一个点的运动代表物体整体的运动。
平动物体可按质点模型处理，如图1所示。
如果一个物体自身的线度与它的运动范围的线度相比微不足道，或者在所研究的问题中允许忽略物体各部分运动状态的差异，这样的物体可按质点模型处理。
初中物理教学论文10篇
初中物理教学论文10篇1、把握复习要点1．1将知识与生活实际联系起来物理课程内容都是从生活出发，解答生活中出现的现象．所以在复习的时候就要把握这样的思想，因为考题往往就是那些最常见的生活现象．例如:剪刀的杠杆、自行车的力学等等都可以作为考题的素材．通过这几年的中考题目就可以总结出这些题目的出处、以及解答技巧．通过平时的积累，多观察、多思考．这样一来就可以把握这样的题目要点，将实际问题转化成自己熟悉的物理知识，并作出准确的解答．1．2把握开放性的题目现在越来越多的能力拓展题都是针对学生开放性解题思路的训练．首先学生应当不要对这类的题目产生惧怕心理．仔细的分析和观察，在平时也要培养学生的发散思维和创新意识，让学生学会从多角度、多方面来分析解答问题，这样在中考的考试当中就不会手足无措了．1．3将知识总结联系起来在复习的时候，很多教师都会进行模块的复习，这样会让学生记了这一块忘了那一块，复习效果欠佳．所以，在复习的时候，应当把知识点总结成专题，然后将前后的知识充分串连起来，寻求各个知识点的联系，将物理知识编织成一个知识点网，这样一来，就可以充分掌握每一部分的知识，不会有盲点．2、关注热点问题这几年各地的中考试卷都还是包含很多现阶段的热点问题，从这些问题入手，进行物理知识的梳理和分析，可以有效押题，通过对这些热点问题的分析和总结，让学生不至于在考试的时候无从入手．同时，平时还要培养学生的积极主动的思考能力，根据试卷上给的内容和材料，可以自己分析得到试题涉及的知识点．近几年的热点问题仍旧是集中在以下几个方面:(1)最新的科学技术现状，例如:嫦娥一号奔月实验、磁悬浮列车等等．(2)时事新闻当中出现的奇闻奇事．(3)通过一张图片或者漫画，让学生从中找到涉及的物理知识，并作出相应的解答．3、分析题型结构只要把握题型结构，学会分析，就可以掌握．中考比较困难的题型就是简答题，这样的题目要求学生有一定的表达能力，并不是用公式等作出解答就可以的，而是要求学生从概念的分析和理解出发进行解答．这样一来．学生往往不容易抓住重点，很容易跑偏，导致失分．所以，在复习这样的题型的时候就不要总是想着要死套概念和公式，要掌握解答的要领，灵活地解出答案．一般可以从这几个方法来进行分类解答:(1)知识类型．例如:运动问题、光的问题、力的问题等等，这样的题目都有各自基本的答题模式，可以按照这样的方式进行分析解答．(2)题目类型．按照题目的不同来分类，例如:直接叙述题、公式解答题、图表解答题等等．这样的踢门就要认真分析，以回答要点为答题重点．4、注意复习中的误区4．1不要盲目地使用复习资料很多学生都会喜欢在考前买一大堆的复习资料，这样虽然可以大量的练习，但是却有着很大的缺陷:很多资料的内容和题型都不是最新的，学生没有判断能力，这样复习的结果就是找不到真正考试的重点．所以学生一定要在教师的帮助下选择好的复习资料，准备好与教学大纲和考试大纲相对应的习题册．4．2不要总是做新题很多学生都觉得物理跟数学一样只要不断地做题就可以考高分，其实并不是这样的，物理题目一定要做得精，掌握每一道题目的解题方法往往比做了十道题更有效果．从解题类型入手来做题，可以找到自身不熟悉，掌握不足的部分，从而进行重点突破，不要反复大量的做新题，既费神又达不到很好的复习效果．应该做一道就落实一道，才能把握复习的重点．在教师的指导下选择有针对性的习题，不宜自己随便找题目．进入总复习阶段，各类型题已做过多次，应当熟悉的内容略过，把主要精力集中在有疑问的问题上．把握物理的中考复习，应当是系统地突破，掌握复习的方法，不要盲目地使用题海战术，往往不能达到很有效的复习效果还浪费时间．所以要把握复习的重点、难点知识点，系统地复习．把握考试的热点问题，掌握热点问题的解决手法，善于分析不同题型的解题手法，从题型结构突破．最后认真听教师的讲解，把教学大纲和考试大纲上要求的内容充分掌握，不要走入复习误区．作者：韩霞单位：江苏无锡市凤翔实验学校第二篇一、把教师教的过程设计成学生对物理问题进行探究、解决的过程教师在教学时为学生提供许多生活中的、趣味性的、有争议性的学习内容。
初中物理实验论文范文(实用3篇)
初中物理实验论文范文(实用3篇)上课以听讲为主，还要有一个笔记本，有些东西要记下来。
知识结构，好的解题方法，好的例题，听不太懂的地方等等都要记下来。
课后还要整理笔记，一方面是为了“消化好”，另一方面还要对笔记作好补充。
笔记本不只是记上课老师讲的，还要作一些读书摘记，自己在作业中发现的好题、好的解法也要记在笔记本上，就是同学们常说的“好题本”。
辛辛苦苦建立起来的笔记本要进行编号，以后要经学看，要能做到爱不释手，终生保存。
1.物理实验能从抽象衍生到具体，为学生学习能力的发展奠定坚实的基础物理实验对培养学生的物理兴趣起着促进作用，同时也能让学生的观察能力、动手能力得到进一步的提升，同时加强了学生创造性思维的发展，达到了物理教学的真正目的。
在物理实验中引导学生观察物理现象，激发他们学习物理的积极性和主动性，通过具体的实验分析，把抽象的物理问题简单化，同时也让学生直观清楚地看到物理实验的结果，增加了他们对物理学习的兴趣，让物理教学的过程变得更加有趣味性和科学性。
例如，在讲述物理电路图的过程中通过让学生自己进行课堂理论学习，自行设计电路图，再动手进行试验，鼓励学生创新，将课堂学到的理论知识充分运用到实际操作中，并将实验结果和自己的想法进行进一步的对比。
2.物理实验将静态理论延伸到动态实验，加深了学生的理解物理实际上是一个十分抽象的微观世界，物理主要告诉我们自然万物的生存规律以及自然现象的产生演变。
物理教材是静态的，是将物理概念通过文字和图片的形式展示给学生，这些对于初中生而言是很难正确理解吸收的。
教师在物理教学的过程中，会通过现实生活中的各种例子为学生进行讲解，促进其对概念的理解。
例如，光反射、浮力等都是人的肉眼很难清晰看到的抽象概念，然而在现实生活中的的确确存在着许多证明其存在的现象。
如：镜子、水面上漂浮的木块等。
然而一些公式的推导则需要教师通过物理实验进行证明，让学生不再仅仅依靠“死记硬背”，大大提高学生记忆的灵活性，进而提高学生的学习效率。
学生期末物理总结论文
学生期末物理总结论文物理作为一门基础学科，对于培养学生的科学素养和提升其科学思维能力有着重要的作用。
本学期的物理课程内容丰富多样，涵盖了力学、热学、电磁学等方面的知识。
通过学习物理，我深刻认识到物理在日常生活中的普遍运用和其在科学研究中的重要地位。
在本学期的物理学习中，我掌握了一定的物理实验的基本技能，并且学会了如何用科学的方法来理解和解决问题，收获颇丰。
首先，本学期学习的力学部分是物理学习的基础。
在力学中，我们学习了牛顿定律、运动学、动力学等内容。
通过学习这些内容，我对物体的运动有了更深入的理解。
牛顿定律告诉我们，物体的运动状态由施加在其上的力决定。
也就是说，只有当物体受到力的作用时，才会有运动的变化。
力学的学习使我明白了牛顿定律的重要性，并且能够运用它来解决实际问题。
例如，我们在学习了牛顿第三定律之后，了解到力是成对出现的，并且大小相等方向相反。
这一定律让我明白，人舒展双臂时，双臂向外用力，同时地面给予双臂向内的力。
这种力的平衡和对立让我们的双臂保持在一个平衡的状态。
其次，热学是物理学习中的一个重要内容。
热学是研究热量传递和转化的学科，我们学习了热力学基本定律、热量传导、热量交换等知识。
通过学习热学，我深入了解了热量的概念和它在日常生活中的应用。
在学习了热力学基本定律之后，我明白了热量传递的规律，并能够正确地运用热力学基本定律解决实际问题。
例如，我们在学习了热传导时，了解到固体内部的热传导通过固体原子之间的碰撞和电子传导完成。
这一知识的学习让我了解到，金属传导热量的速度要远远快于非金属物质传导热量的速度，这也是为什么铜制品在制作饭锅时热传导速度更快的原因。
最后，电磁学是物理学习中的又一个重要内容。
电磁学研究电荷在电场和磁场中的运动规律。
我们学习了静电场、电流、磁场等知识。
通过学习电磁学，我明白了电磁现象的规律和它在科学技术发展中的重要性。
例如，我们在学习电荷分布和间距对静电场的影响时，了解到同性电荷之间的排斥，异性电荷之间的吸引。
初中物理教学论文10篇【论文】
初中物理教学论文10篇第一篇：情景创设下初中物理教学一、初中物理教学中有效物理问题情景创设的具体方1.利用物理实验进行物理问题情景的创设在初中物理学的课堂教学中，物理实验是必不可少的一种教学方法，也是最直观、最形象、最能够被学生所理解以及掌握的教学方法之一。
因此，教师们可以利用物理实验，来针对相关的物理知识点、教学大纲所要求的教学目标进行分析，并且根据学生的学习情况以及学习能力，从而创设一些适当的、能够有效的帮助学生理解物理知识的相关物理问题的情景。
在利用物理实验初进行有效物理问题情景创设的过程中，需要注意以下几个方面：第一，所创设的问题情境与物理教学的教学目标之间需要保持高度的一致性，切不可单方面的为了提高学生对于物理知识的学习兴趣以及学习动力而产生偏题跑题的课堂教学的现象；第二，对于所创设的物理实验问题的情境，需要具有高度的趣味性、创新性、以及直观性，要求能够符合初中生对于物理知识的学习情况进行教学，能够充分的调动学生对于物理知识的学习的积极性；第三，对于所选择的相关的物理实验，其难度需要由低到高，循序渐进的提高实验的难度，保证能够使得学生拥有比较良好的可操作性，切不可直接选择高难度的实验，导致学生对于物理知识的理解以及掌握程度大大下降，甚至使得学生产生对于物理知识的学习的抗拒性、失去对于理解其知识点的自信心。
以上三点是初中物理教学中根据相关的物理实验从而进行有效的物理问题情景的创设需要注意的三个方面。
2.利用生活实际进行物理问题情景的创设初中物理学教学的主要教学目标是通过教师对于相关物理知识的讲解以及传授，对于学生在学习方法、学习兴趣、以及学习能力方面的引导以及指导，通过学生自身的努力以及付出，从而达到共同发现问题、提出问题、分析问题、解决问题、以及思考问题，在问题中获得需要掌握的知识以及能力，从而充分的挖掘学生的潜能，开发学生的智力、培养学生的能力、提高学生的学习技巧的最终目标。
因此，在初中物理教学中利用物理问题，从而进行有效物理问题情景的创设，需要能够充分的调动学生的思考积极性。
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无机发光材料研究现状许柏涛2010级物理学专业摘要：本文主要讲述无机发光材料的发光原理、类别、应用以及对未来的展望。
关键字：LED发光二极管；无机发光材料；半导体照明；发光机理。
引言在当前全球能源短缺危机不断升高的背景下，节约能源是我们面临的重要问题。
在同样亮度下，LED（发光二极管）电能消耗仅为白炽灯的1／10，而寿命则是白炽灯的100 倍。
目前我国每年用于照明的电力约2500 亿千瓦时，如果采用LED 照明，每年就可节电2200 多亿千瓦时，而这个数字是三峡电站年发电量的3 倍，可见LED 的节能效果相当可观。
发光材料已成为人们日常生活中不可缺少的材料，被广泛地用在各种显示、照明和医疗等领域，如电视屏幕、电脑显示器、X射线透射仪等。
目前发光材料主要是无机发光材料，从形态上分，有粉末状多晶、薄膜和单晶等。
最近，有机材料在电致发光上获得了重要应用。
[１]一．L ED的结构及发光原理1.LED结构：LED的核心部分是半导体组成的芯片，芯片利用胶体固定在支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，整个芯片采用环氧树脂进行封装。
所以方正性能较好。
如图1.图1 LED结构2. LED发光原理：半导体芯片主要是由P型半导体和N型半导体组成。
在P型半导体里面是地迁移率的空穴占主导地位，在N型半导体里面是高迁移率的电子占主导地位。
这两种半导体之间的载流子浓度是不同的，可以产生相互扩散形成一个过渡层，称为P-N结；在正常条件下，P-N结中的内电厂起到势能垒作用，可以组织电子和空穴继续扩散而发生复合。
而当在P-N结两端施加正向电压时外加电场可以降低是能类区域内的电场强度，进而破坏P-N结附近载流子的动态平衡。
于是电子从N区注入到P区，空穴从P区注入到N区；这样注入的少数载流子与被注入的多数载流子发生复合，复合产生的能量就会以光子的形式散射出去。
如图2.图2 LED发光原理（半导体照明原理）二．LED光源的特点1. 电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。
2. 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80%。
3. 适用性：很小，每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。
4. 稳定性：10万小时，光衰为初始的50% 。
5. 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级。
6. 对环境污染：无有害金属汞。
7. 颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。
如小电流时为红色的LED，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色。
8. 价格：LED的价格比较昂贵，较之于白炽灯，几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当，而通常每组信号灯需由上300～500只二极管构成。
三．无机发光材料无机发光材料一般由基质和掺杂物两部分组成，其中掺杂物包括激活剂、共激活剂、敏化剂和电荷补偿剂等。
基质是荧光粉的主要组成部分，主要起禁锢激活离子或吸收能量的作用。
由于基质中结构和化学键的不同，对基质中特定发光中心的晶体场环境也不同，可以使某些发光跃迁增强或减弱，还可以使某些发光跃迁产生劈裂。
因此，基质对荧光材料的发光性能有重要的影响。
目前正在研究的红色荧光粉的基质可以分为：硫化物体系、氧化物体系、硫氧化物体系、钒酸盐体系、钛酸盐体系、硅酸盐体系、钼酸盐体系等。
激活剂在荧光粉中的含量非常少，一般只占荧光粉体系的万分之几到百分之几，但激活剂在荧光粉的发光中起着决定性作用。
荧光粉中可能只有一种激活离子，也有可能存在两种或多种激活离子。
对于只有一种激活离子的荧光粉，激活离子作为发光中心存在，它与基质晶格或同离子之间发生能量传递。
对于有多激活离子的荧光粉，有的激活离子并不能起到发光中心的作用，但它可以将自己吸收的能量传递给发光中心，改善荧光粉的发光强度和余辉时间；这种激活离子称为敏化剂。
激活剂并不是在所有的基质中都可以作为发光中心，只是相对于某种发光基质而言的；敏化剂并不是对所有的激活剂具有敏化作用，也只是相对于某种基质中的某种激活剂而言的。
由于离子电荷数存在差异，激活离子进入基质晶格后可能会引起电荷的增加后减少，并产生电荷缺陷。
为了补偿激活离子进入基质晶格所引起的电荷变化，以有利于激活离子进入基质晶格和不影响激活离子的发光性能，常常在基质晶格中引入点和补偿剂。
例如在钛酸盐基质荧光材料中，常用的电荷补偿剂一般为碱金属阳离子和铝离子等。
四．新型无机发光材料1.稀土配合物发光材料：稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f5d 电子组态，因此有丰富的电子能级和长寿命激发态，能级跃迁多达20余万个，可以产生多种的辐射吸收的发射，构成广泛的发光和激发材料。
稀土化合物的发光基于它们的4f电子在f-f组态之间或f-d组态之间的跃迁。
具有未充满的4f 壳层的稀土原子或离子，其光谱大约有30000条可观察到的谱线，它们的发射从紫外光、可见光到红外光区的各种波长的电磁辐射。
稀土离子丰富的能级和4f 电子跃迁性能，使稀土成为巨大的发光宝库。
由于稀土离子本身的独特结构和性质，使得稀土离子在与配体配合后，所发出的荧光兼有稀土离子发光强度高、颜色纯正和有机发光化合物所需激发能量低、荧光效率高、易溶于有机材料的优点。
为人们探索新的发光能源、发光材料提供了新思路。
其中吡唑啉酮及席夫碱因其独特的结构和良好的金属络合能力，成为人们研究的热点。
[2]2.长余辉发光材料：长余辉发光玻璃是指具有长余辉发光性能的玻璃材料或玻璃制品。
长余辉发光玻璃同时具有长余辉发光材料晶体和玻璃长程无序、短程有序非晶体的特点。
经光激发后，在暗处产生余辉发光，发射光谱从440～650rim，发光颜色可实现白色、紫色，蓝紫色、蓝色、蓝绿色、绿色、黄绿色、黄色、橙红色、红色。
其发光的机理可以借鉴长余辉发光材料的发光机理解释，主要是由材料中的稀土激活离子能级跃迁产生长余辉现象。
[3]3.新型全色发光材料：采用高温固相法制备了NaCaPO ：Dy“系列样品，并在紫外(uV)及真空紫外(VUV)区域研究了系列样品的发光性能．紫外激发光谱显示在350 nm处有最强的激发峰，可以有效地吸收紫外光并将其转化为可见光．真空紫外激发光谱表明，NaCaPO ：Dy“能有效地吸收无汞荧光灯的激发源并将其转化为可见光．系列样品发光均呈现为白色，这种材料有潜力作为全色显示材料应用于发光二极管(LED)和无汞荧光灯中．关键词荧光粉；磷酸盐；uV光谱；VUV 光谱；发光二极管(LED)；无汞荧光灯。
[4]五. 无机电致发光材料1. ZnS 基电致发光材料（1）ZnS:Mn ZnS:Mn是研究最早，高亮度、高效率的电致发光材料。
它的发光带谱从540～680nm,峰值在585nm左右，呈橙黄色。
通过加滤色片的方法，可以从中获得全色显示所需要的红色和绿色发光。
以射频磁控溅射法制备了Mn的质量分数为0.45％的ZnS:Mn薄膜电致发光器件，绝缘层是Y2O3，研究表明随退火温度的升高，发光层结晶度提高，发光效率增加[5]。
近年来,人们尝试用其它的方法进行制备，以期获得更好的性能和更低的成本。
以溶胶-凝胶法制备了ZnS:Mn薄膜电致发光器件，绝缘层是Ta2O5，发现了576nm的发光峰，且700℃退火时发光层结晶度最好，发光效率较高[6]。
（2） ZnS:Tb ZnS:Tb 电致发光的亮度和效率仅次于ZnS:Mn。
它的发光光谱很窄，峰值在540nm 附近呈绿色。
以射频磁控溅射法制得了高亮度绿色ZnS:Tb 薄膜电致发光器件，发现当磁射功率密度、衬底温度、退火温度分别为4.39w/cm2、150℃和550℃时，发光层的结晶质量较好，最高亮度可达830cd/m2[7]。
利用微乳液方法合成出粒径为4nm 的核-壳结构ZnS:Tb/CdS 纳米晶,并将其制作成有机-无机杂化结构电致发光器件,当驱动电压为13V 时,可以测到Tb3+离子的两个特征峰[8]。
在电致发光光谱中未测到聚合物PVK 的发光,说明电子和空穴是在纳米晶层上复合的。
当驱动电压为25V 时,得到器件的最大亮度为19cd/m2。
2. SiO2 基电致发光材料（1）SiO2:Ge SiO2:Ge 是一种新型的电致发光材料。
自从室温下多孔硅的强可见光致发光(PL)被发现以后，硅基发光材料的研究重新得到了重视，并且在世界范围得到了广泛的研究。
随后多孔硅的电致发光(EL)也已实现。
采用Ge+注入Si/SiO2/Si 结构的方法制备出电致发光器件,并观察到很宽的EL 峰,峰位在红外波段[9]。
近年来，用射频磁控溅射法观察到Ge 纳米镶嵌薄膜和Si 纳米镶嵌薄膜的红光EL，峰位都在640nm左右[10]。
通过射频磁控溅射法制备了锗/氧化硅纳米多层薄膜。
测量到了来自Au/锗/氧化硅纳米多层膜/p-Si结构的电致黄光发射，并发现该纳米结构具有整流特性[11]。
（2）SiO2:Er 掺 Er 的硅基材料是一类有希望的硅基发光材料，因为Er3+4f 层电子内部跃迁导致的1.54μ m附近发光峰恰好落在石英光纤吸收最小窗口，而且Er 发光波长基本上不依赖于基质和温度，用电镀法将Er 引入多孔硅中，然后将多孔硅高温氧化成富硅氧化硅得到掺饵富硅氧化硅1.54μ m 电致发光[12]。
在n+型Si 衬底上用磁控溅射淀积掺Er 氧化硅(SiO2:Er)薄膜和掺Er 富硅氧化硅(SixO2:Er, x>1)薄膜, 薄膜经适当温度退火后，蒸上电极，形成发光二极管(LED) [13]。
室温下在大于4V 反偏电压下发射了来自Er3+的1.54μ m波长的红外光。
测量了由SiO2:Er/Si 样品和SixO2:Er/Si 样品分别制成的两种LED, 其Er3+1.54μ m 波长的电致发光峰强度, 后者明显比前者强。
还发现电致发光强度与SiO2:Er/Si 样品和SixO2:Er/Si 样品的退火温度有一定依赖关系。
六．LED应用50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。
而现在无极发光材料已经广泛应用在实际生活中，如下图。
图3.彩灯图4.发光字图5.显示屏七．LED实现白光的三种方法及存在问题和解决办法一是通过红绿蓝三基色多芯组和发光合成白光如图6，该方法的优点是效率高、色温可控、显色性较好，缺点是三基色光衰不同导致色温不稳定、控制电路较复杂、成本较高。
图6.原理二是蓝光LED芯片激发黄色荧光粉，由LED蓝光和荧光粉发出的黄绿光合成白光，为改善显色性能还可以在其中加入少量红色荧光粉或同时加入适量绿色、红色荧光粉，该方法的优点是效率高、显色性较好，但也存在着一致性差、色温随角度变化的缺点.三是紫外光LED激发荧光粉获得白光，优点是显色性好、制备简单，缺点在于有紫外光泄露问题，效率较低。