第十一届全国大学生物理实验竞赛（创新）决赛, 于2025年11月21日举行起始, 至23日结束, 南京大学有6支队伍参赛, 队伍由12名物理学院2023、2024级本科生组成, 比赛里他们齐心协力, 奋力拼搏, 最终5支队伍获得全国一等奖, 获奖作品数创历史新高, 在全国众多参赛高校中名次靠前。
本届竞赛, 受到高等学校国家级实验教学示范中心联席会物理学科组指导, 受到教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会指导, 受到教育部高等学校物理学类专业教学指导委员会指导, 受到中国物理学会物理教学委员会指导, 由全国大学生物理实验竞赛组委会主办, 由全国高等学校实验物理教学研究会主办, 由中南大学承办, 由《物理实验》杂志协办, 由高等教育出版社物理分社协办。有这样一场竞赛, 竞赛它划分成了初赛以及决赛这两个阶段, 这场竞赛成功吸引了来自全国范围之内的722所高校的3260支队伍前来报名参与竞赛, 这些队伍当中的参赛选手数量多达18985人，经过一番角逐之后, 最终有750支队伍成功入围到了决赛。
该项赛事属于国内物理类竞赛范畴, 且具备很强挑战性, 同时拥有巨大影响力。创新赛设有三个比赛类别, 分别是命题类, 自选类, 还有物理实验讲课类。其目的在于更深入引导大学生对物理实验产生兴趣, 挖掘他们的潜能, 培育大学生所需的创新能力, 实践动手能力, 配合团队协作意识。今年大赛增添内容, 有“AI+物理实验”命题题目, 还有前沿物理自选题目。这进一步推动大学物理理论课程迈向数字化建设历程, 能够促使发挥人工智能技术在物理实验里的作用, 推进前沿物理成果转移至物理实验当中。
2025年3月, 南京大学开始启动本届竞赛, 物理学国家级实验教学示范中心作为我校参加该项赛事的直接组织单位, 高度重视本届竞赛的参赛组织工作, 学院大力支持, 中心主任万建国教授与全体老师统筹安排, 制定周密参赛计划, 中心向物理学院多个科研课题组诚挚邀请, 让他们选派指导老师参与竞赛选题和培训指导工作。各课题组对该邀请作出极热烈性响应, 梁世军教授课题组、赖耘教授课题组、杨京教授课题组、梁彬教授课题组、张雷教授课题组、邹昕晔教授课题组、范仁浩教授课题组、熊翔教授课题组、邹海山教授, 课题组、徐晓东教授课题组、盛冲教授课题组、洪煦昊老师课题组等, 分别献出高质量性选题, 众多选题归属物理前沿领域范畴, 这致使我校于今年首次开启的两个新颖赛道既“ AI + 物理实验”以及“前沿物理”当中均有突出表现。在我校首次组队参与比赛的“大学物理教学微视频”这个赛道里, 学生挑选了“光的夫琅和费衍射”当成了赛题, 在整个准备比赛的进程当中, 获得了丁剑平教授以及于涛教授这两位《光学》课程主讲老师的具有权威性的理论方面的指导以及视频展示方面的建议, 一路过关斩将, 第一次参赛便拿到了全国一等奖。
明确选题之后, 中心凭借所开设的《大学物理实验——学生主导型研究性物理实验》课程的类似科研的教学模式, 激励学生踊跃地组团来选定题目, 借助中心一流的实验教学平台深入地展开探索性的研究工作。历经学期末那考核性质的答辩, 中心最终挑选出23支队伍去参加省赛的初赛。在备赛的这段时期，各个参赛队伍在中心以及各课题组老师的用心指导之下, 仔细地进行讨论, 再三地去斟酌考量, 制订研究方面的方案, 进而对参赛作品予以更深层次的完善。经过7月份的初赛之后, 我们学校有10支队伍成功进入省赛决赛。省赛决赛, 于8月份举办, 我校最终有6个作品, 获得省赛一等奖, 且全部入围国赛决赛直通车, 在江苏省排名第一。省赛结束后, 中心从省赛二等奖中, 遴选出1支增补小队, 与6支直通车队伍一同, 组成南京大学代表队, 参加全国赛。国赛备赛的时候, 中心有定期组织阶段性检查, 现场汇报, 来指导7支队伍反复打磨参赛作品, 完善参赛材料, 各支队伍的作品质量, 水平不断提升。于决赛阶段之时, 我校各类参赛队伍沉稳应对, 镇定比赛, 历经现场展示、汇报答辩等诸多环节, 最终有5支队伍自众多参赛队伍里面崭露头角, 荣获一等奖。
眼下, 第十一届全国大学生物理实验竞赛（创新）经已圆满结束, 我校我院收获这般辉煌之成绩, 一方面离不一学生自己刻苦的那种钻研精神, 另方面离不一中心以及各课题组老师竭尽心力而做出的专门指导, 并且更离不一学院所给予的大力支持！感恩所有为竞赛付诸勤勉努力的同学们、老师们！
全体国赛现场参赛师生合影（右一是领队老师潘永华）
5项获得2025年度全国赛一等奖作品简介
1：基于单探头接收和机器学习的声学相控阵目标感知系统
参赛学生：李沛，左力源，邵宇杰
指导教师：杨京全国大学生物理竞赛，万建国
作品简介: 本实验将超声相控阵技术的优势与机器学习的优势相结合, 进而提出了一套针对目标的感知系统, 该系统是基于接收单探头超声相控阵以及机器学习的协同作用形成的 ,实验中借助FPGA控制的4×4超声换能器阵列对数字0-9进行动态聚焦扫描, 接收端使用单探头来捕获散射信号, 并且通过神经网络达成对不同数字模具的高准确率分类识别, 此系统成本较低, 易于操作，具备良好的实时性, 在工业检测、医疗筛查、智能安防等领域有着一定的应用潜力。
2：宏观视场下基于径向希尔伯特变换的相位型物体成像装置
参赛学生：葛乔佳，孔硕，罗阳，王旭澄
指导教师：洪煦昊，王寅龙
作品简介: 本项目是这样的, 它是基于径向希尔伯特变换原理来构建大视场光学系统的, 其目的在于实现对相位型样本的观察测量, 并且已经取得了明显的现象, 与此同时, 在理论方向上, 运用面光源理论对螺旋相位片的光学成像理论加以修正, 之后还进行了代码仿真, 从理论与仿真这两个不同方向去分析相位成像的物理原理, 以此验证了螺旋相位片在大视场进行相位成像的可行性, 经过把螺旋相位片引入到光学成像系统之中，能够清晰观察到待测样品的相位分布特征, 进而体现出螺旋相位片在相位成像领域所具备的巨大潜力。
3：晶体双折射现象的物理机制与实际应用探究
参赛学生：杨苏宇，卜晗
指导教师：潘永华贝语网校，杨水仙
作品大概情况是这样的, 这个作品具有两个分开的部分, 在作品的第一相关部分里, 是借助干涉实验来对处于方解石样品之中的两束光线对应发生折射之后的光, 也就是那两趟折射光, 测量其对应的折射率, 还有这两束光各自的偏振方向之间存在的关系, 然后, 凭借这个测量所得到的结果, 进而对双折射这一光学物理现象对应的物理运行机制进行了验证。作品的第二部分呢, 主要是着重于对双折射引发产生的色偏振现象展开研究探索, 在这一方面, 利用透明胶带去模拟双折射晶片, 着重就晶片本身的厚度、拉伸应变所达到的程度、光线入射时的角度, 这几个因素对于偏振光干涉时所呈现出来的颜色的调控关系进行探究, 通过测量得到了胶带模拟晶体时的o光、e光的折射率, 并且确定了该晶体的光轴方向, 并且还依托上面这些研究数据和结论设计制作了一个用于数据加密的应用装置。
4：基于双二维光栅的二维微小位移测量探究
参赛学生：焦晨峰，袁修平全国大学生物理竞赛，顾子杰
指导教师：游彪，周惠君
作品梗概: 此项研究给出了一种借助双二维光栅的二维微小位移测量办法, 对传统双一维光栅体系予以改进, 把一维光栅替换成二维光栅, 达成了两个朝向位移的测定, 实验运用激光干涉与光栅衍射原理, 联合三级去噪、希尔伯特变换、峰值检测以及相位导数判定物体运动方向等信号处理方式, 对二维微小位移开展了高精度测量。凭借引入频率响应矩阵解耦法, 针对二维位移分量展开分离以及重构, 达成了二维位移的同步测量, 进而为提升测量维度给予了全新思路, 实验情形所展现结果表示了, 该方法能够对二维微小位移信息予以有效提取, 位移测量精度能够达到将近纳米级别, 本研究为微小位移测量供给了新的技术思路和数据处理方法。
5：光的夫琅和费衍射微视频
参赛学生：洪子皓，王柯
指导教师：潘永华，丁剑平
作品简介如下, 本作品围绕大学物理核心知识点, 也就是“光的夫琅和费衍射”开展主题, 借助动画演示、实验室实拍以及计算机仿真这三种呈现方式, 来打造适合课堂教学使用的微视频。视频以惠更斯 - 菲涅尔原理作为理论基础, 对单缝、圆孔、多缝以及光栅衍射的物理本质进行系统拆解，达成“单缝到多边形孔”、“单缝到多缝”的衍射图样演变, 以全新视角去理解和解释复杂障碍物的衍射过程。视频严格依据教学目标, 在三分钟的短暂时长内, 成功达成知识的密度以及可视化效果之间的平衡, 对学生理解光的波动性本质给予助力, 进而培养理论和实际相联系的科研思维。
