第一类永动机幻梦的破灭

介绍了13~18世纪物理学史和科技史上曾名噪一时的第一类永动机的设计方案的破灭.第一类永动机幻梦破灭的历史引起了人们的反思与启示,有力地促进了19世纪中叶能量转化和守恒定律的确立.     

能量不会凭空产生

对于一些带电粒子在电场、磁场及其复合场中的运动,通常看起来没有问题;但只要连接成一个循环,就会发现,粒子的能量可能无限增大,成了永动机.这样的习题在高考题中也有出现,如2007年全国高考理综卷第25题.永动机是不存在的,这些粒子的能量是从哪里来的?这个问题曾长期困扰着我.本文试从笔者的经历,介绍问题的发现、探究辨析和认识.     

梦断永动机——热力学与热机的发展

 人类一直渴望得到更多的动力, 渴望得到更多的能量。从原始社会到现代社会, 从木柴到石油天然气, 从蒸汽机到内燃机, 人类用自己的知识与智慧不断地从大自然中获取能量。但这还远远不够, 人类总是梦想得到那诱人、令人神往的机器--永动机！     

永动机还是热机?——几种益智玩具的物理原理

1 魔力水车 在中国科学技术馆一楼大厅的左侧,矗立着一个直径达2m的"魔力水车"(图1).它没有任何动力装置,下方水槽中的水也不流动,但却在不停地旋转着.其形状颇似在江河边上靠水流冲击而转动并向高处提水的水车.人们称它为"魔力水车",也许因为它像一个第一类永动机.那么,它究竟是怎样不停地转动的呢?     

复摆的振动分析

研究复摆的非线性振动，从能量和摆角两个方面来分析它们对复摆运动的影响，用第一类完全椭圆积分求出了复摆振动的解和周期，对非线性特征进行了分析。     

锂原子低激发态能量的精细结构

利用变分原理，计算出锂原子(类锂离子)第一激发态能量，再用所得到的原子态波函数计算出LS耦合的第一激发态能级的精细结构，将计算结果与实验值比较，误差很小。     

这是永动机吗？──兼谈物理中的数学模型（下）

这是永动机吗？──兼谈物理中的数学模型（下）ＡｎａｔｏｌｙＳａｖｉｎ假如你想在物理过程中寻找错误，那是白费力气。比如，你或许认为这里没考虑对流，可是我们能够将空腔内设计成真空。但是在这小小的永动机中除了数学和物理还有别的什么原理吗？原来这个错误藏在这...     

氩原子基态波函数和能量的解析计算

以第一性原理和变分原理为基础,给出了氩原子基态波函数的一种解析表达式,计算了基态氩原子(含类氩离子)的能量,导出了所涉及的所有积分的解析表达式.对氩原子,所得到的能量理论值与实验值的相对误差为0.22%.     

GaAs1-xSbx/GaAs单量子阱的光学特性研究

用选择激发光荧光研究了分子束外延生长的GaAsSb/GaAs单量子阱的光学性质，第一次同时观察到空间直接(Ⅰ类)和间接(Ⅱ类)跃迁.它们表现出不同的特性：Ⅰ类跃迁具有局域化特性，其发光能量不随激发光能量而变；Ⅱ类发光的能量位置随激发功率的增大而蓝移，也随激发光能量的增加而蓝移，复合发光发生在位于异质结GaAs一侧的电子和GaAsSb中的空穴之间，实验结果可以很好地用电荷分离造成的能带弯曲模型来解释，这也是空间间接跃迁的典型特性.还用光荧光的激发强度关系和时间分辨光谱进一步论证了GaAsSb/GaAs能带排 关键词： GaAsSb/GaAs 选择激发 Ⅱ类跃迁     

报紙杂志上的资料索引(1959年5月、6月)——供中学物理教师参考

一、力学针员工作人民日报6月刀日苏联造成五十万个大气压的超高压人民日报6月19日50。万大气压的超高压科学新阴第13期姻铝摩篆焊接(徐增)·电世界第6期空气代替汽卑翻板(别·叶尼塞耶夫)知栽就是力量第6期大力提高机械工业产品厦量(社拾)人民日报6月7日工具改革(农业部工具改革办公室)人民日报5月9日机械厂里的机床(三)刨床(王志刚)字科学第9期 (四)跳床(王志刚)学科学第12期永动机能不能实现?二、力和能量(牛子我)学科学第,期 三、能全和它的娜换(喻谷源) 学科拿第n期 四、弹簧拉飞翰的永动机能实 现喃?(王汝祥〕字科学第12期汉有重t是可…     

暗能量的理论模型

将现有文献中存在的暗能量模型(严格的说是指解释现在宇宙的加速膨胀模型)分为三类. 第一类是将宇宙加速归因为在宇宙尺度上广义相对论的修改; 第二类是由于宇宙微扰的反作用或宇宙非均匀性的作用; 第三类为宇宙中存在的一类奇异能量成分, 它出现在爱因斯坦方程的右边. 对每一类模型, 举了几个例子, 并给以一些评述.     

人类探索热本质的足迹──关于《探索热本质》一书的评介

《探索热的本质》一书是北京出版社出版的“自然科学史话”丛书中的一本.这本书是国内出版的第一本较为全面系统地介绍热学发展史的中级科普作品.它从计温学的诞生谈起,向我们介绍了历史上“热质说”和“热动说”长期的争论以及热力学第一定律和第二定律建立的过程,宣告了两类永动机幻想的破灭,最后,通过这些热现象的探索,从微观上揭示了热的本质。 本书通过回顾人们探索热的本质的历程,帮助我们了解热学理论和它目前发展的广阔前景,同时揭示出热学与生产技术、与其它自然科学的学科以及哲学思想发展之间历史的、辩证的联系. 为了解释热现象…     

能量条件简介

 ……………… 上面介绍的这几种能量条件有一个共同的特点，那就是它们给出的是每个时空点上能量动量张量所满足的条件，这样的能量条件被称为逐点能量条件。除逐点能量条件外，人们还常常使用另外一类能量条件，称为平均能量条件，它们给出的是能量动量张量沿特定的时空曲线(通常是类时或类光曲线)所满足的平均意义上的条件。平均能量条件比相应的逐点能量条件弱，因为它们允许逐点能量条件在局部意义上被破坏--只要这种破坏能被所涉及的曲线上其它区段的贡献所弥补即可。     

关于否定毛细永动机的一种思考方案——对一个物理问题的回顾与再思考

从一个物理问题的回顾与再思考出发,提出了否定毛细永动机的一种思考方案。     

声子和杂质对三角束缚势量子点量子比特性质的影响

本文以含有类氢杂质的三角束缚势量子点为基础,应用Pekar变分方法,电子与体纵光学声子强耦合的条件下得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及基态和第一激发态的波函数,量子点中这样的二能级体系可作为一个量子比特.讨论了能量与库仑结合参数,耦合强度,受限长度以及极角的变化关系.     

声子和杂质对三角束缚势量子点量子比特性质的影响

本文以含有类氢杂质的三角束缚势量子点为基础,应用Peker变分方法,电子与体纵光学声子强耦合的条件下得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及基态和第一激发态的波函数,量子点中这样的二能级体系可作为一个量子比特。讨论了能量与库仑结合参数,耦合强度,受限长度以及极角的变化关系.     

抛物类氢杂质量子点的光吸收

在精确对角化方法得到的系统哈密顿方程的能量和波函数的基础上,我们利用密度矩阵方法计算了抛物类氢杂质量子点中激子的基态(L=0态)跃迁到第一激发态(L=-1态)的光吸收系数.     

氮化物抛物量子阱中类氢杂质态能量

采用变分方法研究氮化物抛物量子阱(GaN/Al_xGa_1-xN)材料中类氢杂质态的能级,给出基态能量、第一激发态能量、结合能和跃迁能量等物理量随抛物量子阱宽度变化的函数关系.研究结果表明,基态能量、第一激发态能量、基态结合能和1s→2p±跃迁能量随着阱宽L的增大而减小,最后接近于GaN中3D值.GaN/Al_0.3Ga_0.7N抛物量子阱对杂质态的束缚程度比GaAs/Al_0.3Ga_0.7As抛物量子阱强,因此,在GaN/Al_0.3-Ga_0.7N抛物量子阱中束缚于杂质中心处的电子比在GaAs/Al_0.3Ga_0.7As抛物量子阱中束缚于杂质中心处的电子稳定.     

脉冲高能量密度等离子体法类金刚石膜的制备及分析

利用脉冲高能量密度等离子体法在光学玻璃衬底上、在室温下成功的制备了光滑、致密、均匀的纳米类金刚石膜.工艺研究表明：放电电压和放电距离以及工作气体种类对纳米类金刚石膜的沉积起着关键作用.利用拉曼光谱、扫描电镜以及电子能量损失谱分析薄膜的形态结构表明：薄膜具有典型的类金刚石特征；纳米类金刚石膜的晶粒尺寸小于20nm甚至为非晶态；类金刚石膜中含有一定量的氮原子，随着沉积能量的升高，氮的含量增大.纳米类金刚石膜的薄膜电阻超过109Ω/cm2.对放电溅射过程进行了理论分析，结果与工艺研究的结论吻合.     

碰壁分子的平均速率和平均能量

本文对气体系统内的碰壁分子的平均速率和平均能量为会么会大于系统内分子的平均速率和平均能量进行了定性解释，并求出了这两类不同平均值之间的一般关系，最后针对经典理想气体算出了定量结构。