近日，第二十六届华南大学生物理实验设计大赛已落下帷幕，香港中文大学（深圳）理工学院本科生组队代表学校参赛，由朱昱洁、贾茹、张帆启杭组成的队伍荣获一等奖；由汪邻筠、高蕾、印申钰、王泽同、卞泽胤组成的队伍，以及任媛媛、吴沂帆、马文恒、黄裕邦组成的队伍分别荣获二等奖。此外，香港中文大学（深圳）荣获优秀组织奖。

获奖团队同学与指导教师留影

点击查看获奖名单公示：

https://spe.sysu.edu.cn/gdphyss/wljs/wljs03/deslj/1420225.htm 

理工学院参赛学生团队简介

朱昱洁（队长）

2023级 数学与应用数学专业

厚含书院

高中毕业于山东省东营市胜利第一中学
 

贾茹

2023级 电子与计算机工程专业电子工程方向

厚含书院

高中毕业于浙江省杭州第二中学
 

张帆启杭

2023级 物理学专业

学勤书院

高中毕业于浙江省杭州第二中学

汪邻筠（队长）

2023级 电子与计算机工程专业计算机工程方向

学勤书院

高中毕业于上海市实验学校

高蕾

2023级 物理学专业

学勤书院

高中毕业于北京大学附属中学
 

印申钰

2023级 物理学专业

厚含书院

高中毕业于复旦大学附属中学
 

王泽同

2024级 物理学专业

祥波书院

高中毕业于济宁市第一中学
 

卞泽胤

2024级 物理学专业

祥波书院

高中毕业于江苏省邗江中学

任媛媛（队长）

2023级 物理学专业

学勤书院

高中毕业于成都七中实验学校

吴沂帆

2024级 电子与计算机工程专业电子工程方向

思廷书院

高中毕业于郑州市第一中学
 

马文恒

2024级 物理学专业

学勤书院

高中毕业于衡水滏阳中学
 

黄裕邦

2024级 物理学专业

道扬书院

高中毕业于佛山市南海区石门中学

一、赛事介绍

第二十六届华南大学生物理实验设计大赛，由广东省物理学会主办，佛山大学承办。本大赛秉持培养大学生对物理学和物理实验兴趣的宗旨，提高学生的创新意识、综合运用知识能力以及动手能力，引导学生更多关注物理问题，倡导问题导向的自主学习，通过在已掌握的物理原理基础上开展实验设计，更好地学习、理解和掌握物理知识和实验技术。

二、作品简介

朱昱洁、贾茹、张帆启杭团队

团队照片

该团队选择了“微小位移测量”这一竞赛命题，设计并完成了参赛作品《涡流互感谐振频率法测量微小位移》。实验基于涡流效应和LC振荡电路两个物理电磁学原理，实现了优于1微米的微小位移测量，精度媲美传统光学方法。

朱昱洁团队比赛现场照片

汪邻筠、高蕾、印申钰、王泽同、卞泽胤团队

团队照片

该团队选择了“探究电磁感应现象中的能量转换”这一竞赛命题，设计并完成了参赛作品《基于电磁感应的单摆驱动装置》。团队自主设计电磁感应单摆驱动装置，通过运动磁体在铜块中诱发涡流产生安培力，实现电磁能向机械能的高效转换。实验采用互补的计算方法，验证了简谐受迫振动假设的合理性。同时，利用涡流效应驱动复摆，突破传统磁铁相吸式驱动的局限，直观呈现电磁感应能量转换过程，为相关教学实验设计提供了参考。

汪邻筠团队比赛现场照片

任媛媛、吴沂帆、马文恒、黄裕邦团队

团队照片

该团队选择了“微小位移测量”这一竞赛命题，设计并完成了参赛作品《阻抗电桥锁相放大技术测量微小位移》。团队利用涡流效应制作微小位移测量装置，采用LC交流阻抗电桥法获取线圈阻抗随线圈与金属表面距离的变化关系，从而测量它们之间相对微小位移，使LC电桥工作在谐振频率处，结合使用锁相放大器技术，有效提高微小位移测量灵敏度和准确性。本实验方案可实现优于微米量级的测量精度。

任媛媛团队比赛现场照片

三、学生分享

Q：准备比赛时遇到了哪些困难？同学们是如何克服的？

A：

朱昱洁团队

在备赛初期，我们遇到的最大挑战是光学与电磁学两大物理方式的选择。光学精度更高，是传统测量位移的实验首选，但受环境影响较大，现场调试可能性较低；电磁学非传统方式，相关实验较少，精度难以突破。于是，我们队伍做了大量的调研与各类论文的研究，在指导老师们的指导与帮助下，最终选择电磁学为主要物理原理基础。在实验进行过程中，经常会出现焊出来的电路板无法工作的情况，于是我们选择在实验室待到23点，只为找到电路板的故障原因。在比赛现场看似我们只展示了两个电路板，但背后是二十多个电路板的铺垫。在指导老师的辛勤帮助与我们的不懈努力下，我们最终攻克了一个个技术壁垒，让实验装置从“能动”走向了“精准”。

汪邻筠团队

在以“电磁感应中的能量转换”为主题的方案设计阶段，我们根据“电磁感应中的能量转换”，思考了很多种不同的方案设计。针对能量的多种转换形式，我们结合了实验可操作性、数据可视化效果等维度筛选最优方案，最终聚焦于电磁-机械振动能量转换的实验设计。

过程中最核心的困难在于如何通过装置设计，比较好地计算出能量转换效率，并证明振动过程建模的合理性。例如：由于振动过程中存在涡流损耗、机械阻尼等非线性干扰因素，传统公式推导难以精准映射实际能量损耗比例；如何说明理论模型可以近似为简谐振动模型。

为突破瓶颈，团队购买了不同的实验装置进行多次尝试和重组。并对整个过程进行了严谨的数学建模，使理论模型与实际数据的拟合优度提升，验证了建模逻辑的科学性，确保实验有理有据。

任媛媛团队

在准备比赛的过程中，我们遇到的主要困难集中在实验方案的选择与优化，以及数据采集的稳定性方面。最初，在调研现有微小位移测量方法的基础上，我们尝试将位移量转化为电学量进行测量，并设计了基于LC电路的方案。起初的思路是通过改变平板电容两极板之间的距离来调节电容值，进而反映位移变化，但在实际操作中发现实现难度较大。经过团队多次讨论和文献查阅，我们将关注点转向利用涡流效应，通过改变线圈与金属表面的距离引起线圈阻抗变化，从而测量微小位移。

另一个突出问题是数据读取的不稳定性。由于电路板构成较大回路，环境中的微弱电磁干扰都会显著影响锁相放大器的读数，导致信号噪声较大，每组数据的采集耗时长达近半小时。而定标与测量共需8–10组数据，这使得我们多次在实验室工作至深夜，有时甚至错过末班校车，只能步行返回上园。尽管过程艰辛，大家始终互相鼓励、协作配合，共同克服了这些困难。

Q：这次比赛你们学到了什么？在哪些方面得到了提升？

A：

朱昱洁团队

这次比赛对我们而言是一次全方位的淬炼。首先，它极大地提升了我们的“物理直觉”和将理论知识应用于解决实际复杂问题的能力。书本上的公式是理想的，但真实的物理世界充满了各种“意外”，逼迫我们学会分析误差来源、优化实验方案，这种科研思维的建立是最大的收获。其次，团队协作能力得到了质的飞跃。从最初的各自为战到后来的默契配合，我们深刻体会到，一个成功的项目离不开有效的沟通、合理的分工和在挫折中的相互鼓励。最后，我们的动手能力、抗压能力以及科学表达（包括报告撰写和现场答辩）能力都得到了显著加强。这份荣誉，是对我们过去数月辛勤付出的最好肯定，更是我们迈向更高科研殿堂的新起点。

汪邻筠团队

这次的比赛不仅给了我们一个展示自己的机会，也让我们看到了来自不同学校、专业的同学对于同一个命题的不同思路，给了我们很多启发。因此我们认为，本次比赛的价值不仅在于成果展示，更体现为多方面的提升。

首先是我们思路的拓宽。通过对比不同学校作品，我们意识到需在“原理严谨性”与“装置创新性”间平衡。针对类似的实验，我们应当进一步提升我们实验的创新性和优势。同时，我们的认知也有所拓展。比如评委评价我们的实验装置为“刚体复摆”模型，这提示了我们对实验装置的设计和认知层面的不足。同时，我们的作品虽然更为直观和可复制，但在能量转换效率和应用拓展方面有所不足，这促使我们在后续优化中更注重“技术严谨有效-创新性-经济性”的三角评估模型。

我们能够意识到自己的优点与不足，也得以进一步优化实验模型，这给了我们的作品更上一个台阶的可能。

任媛媛团队

这次比赛让我们收获颇丰。在技术层面，我们深入理解了锁相放大器的工作原理，掌握了并联LC回路的设计与调试方法，提升了电路焊接、实验数据处理与不确定度分析的能力。同时，在成果展示方面，我们也学会了如何制作专业的学术PPT与海报，并运用绘图软件完成装置渲染图的绘制。在团队协作方面，从方案讨论到任务分工，再到实验过程中的互相支持，我们深深体会到有效沟通与协作的重要性。

此外，本次经历也极大锻炼了我们的抗压能力。比赛决赛阶段恰逢期中考试周，学业与竞赛任务交织，大家需要在复习备考的同时，不断优化实验方案、完善答辩内容与展示材料。这段经历不仅磨练了我们的意志，也让我们学会了在高压环境下保持专注与韧性。

这场比赛带给我们的，远不止一张获奖证书，更是严谨的实验思维、将理论应用于实践的转化能力，以及解决真实科学问题的宝贵经验。

供稿 | 获奖学生团队