走向统一的自然力——电力与磁力的统一(I)

 电闪雷鸣,是人类早在远古时期就注意到的自然现象,因此,电磁相互作用,可以说是人类最先接触到的自然力.开始人们对电和磁是分开认识的,后来经过奥斯特发现“电动生磁”和法拉第发现“电磁感应”, 人们才将“电”和“磁”联系起来,最终导致麦克斯韦提出电磁理论,统一了“电力”和“磁力”.本讲座,将详细介绍“电力”和“磁力”走向统一的研究历程.     

Si掺杂的铁磁形状记忆合金Co50Ni21Ga29Six的物性研究

成功生长了Co50Ni21Ga29:Si(x=1,2)单晶样品,对其磁性,马氏体相变及其相关性质进行了细致的测量.发现掺si成分的单晶具有非常迅速的马氏体相变行为、2.5%的大相变应变、大于100 ppm的磁感生应变和4.5%的相变电阻.进一步研究指出,CoNiGa合金中掺入适量Si元素,能够降低材料的马氏体相变温度,减小相变热滞后,提高材料的居里温度,并使得磁性原子的磁矩有所降低.尤其重要的是Si元素的添加能够增大材料马氏体的磁晶各向异性能,改善马氏体变体的迁移特性,从而获得更大的磁感生应变.     

《霍尔效应原理及其应用》的误差消除

首先引导学生自己发现这一实验事实,然后要求学生注意这个问题,并要求学生对其产生的原因进行大胆的猜想,充分发挥学生的主体作用,这样既培养了学生的探究能力,又培养了学生交流、表达能力,使学生的动手能力、思维能力,得到协调发展．     

邮票上的物理学史⒆--法拉第和电磁感应

电流有磁效应,那么反过来,磁是否也有电流效应?1820年奥斯特发现电流的磁效应之后,欧洲许多物理学家围绕这个题目做了大量的实验.直到10年以后,英国的法拉第和美国的亨利才发现了磁生电的现象--电磁感应.     

我国磁学建国40年出版简史兼评廖绍彬著《铁磁学》下册

我国是最早发现和最早利用物质磁性的国家.我国发明了世界上最早的指南器──司南和指南针.我国也是世界上最早将指南针应用于航海的国家.马克思曾指出,我国古代的三大发明(指南针、火药和印刷术)“是资产阶级发展的必要的先决的条件”.我国也最早将天然磁石应用于医药中,还拥有关于太阳磁现象(太阳黑子)和地球磁现象(极光)的最丰富的古代记录.因此,可以说我国对古代磁学是有着重大的贡献的.但是,由于长期封建专制统治和帝国主义的侵略,我国近代的包括磁学在内的科学技术却落后了.在1949年新中国建立前,我国从事磁学研究工作的不到10人,高等…     

深切悼念磁学前辈潘孝硕老师

潘孝硕教授(1910-1988) 我们祖国是最早发现和最早利用物质磁性、历史上记载太阳磁现象(黑子)和地球磁现象(极光)资料最丰富的国家,也是最早发明指南器(司南)和指南针,并最早把指南针应用于航海的国家.我国的古代磁学是对世界文明有过重大贡献的.在近代,由于封建制度长期统治和帝国主义侵略等多种原因,我国科学技术(包括磁学)却落后了.但是,我们的前辈科学家在人数很少、条件艰难的情况下仍然能积极工作,艰苦创业,使得在新中国建立后能够在优越的社会制度下,适应社会主义建设的需要,迅速开展科学研究工作,培养科学研究和教学人材,为经济建设…     

铌酸锂晶体中的磁光折变效应研究

对于掺铁铌酸锂晶体中不同全息记录配置下的磁光折变效应做了比较系统的理论分析，给出了铌酸锂晶体所有的磁光生伏打非零张量元. 详细计算并给出了不同全息纪录配置下的所有体光生伏打、磁光生伏打电流的解析形式. 理论结果表明，由于磁光生伏打效应引起了光激发电流的变化，所以对于每种配置全息光栅的衍射效率都会受到外加磁场的影响；对于不同的全息记录配置，磁场对铌酸锂晶体光折变非线性性质的影响也不同.讨论了一种确定特定张量元的方法. 关键词： 磁光生伏打 磁光折变效应 光生伏打     

在地磁场中宇宙磁单极的行为

一、引 言 人类对磁现象的认识经历了三个发展阶段.第一阶段是关于天然磁石和地球磁场的发现、认识和应用.我国勤劳、勇敢、智慧的祖先最早发现了天然磁石并加以利用,因而在这一阶段中,我国的成就居于世界首位.更深入研究宏观磁现象与电现象之间的联系属干第二阶段,十九世纪建立的麦克斯韦电磁理论成为这一阶段的主要标志.第三阶段是从十九世纪末开始的.人们在研究物质的电磁结构的同时,认识到量子化是物质的微观特性.就在深入探讨电荷量子化的过程中,Dirac发现孤立的磁极在理论上是容许存在的[1]. 磁单极是否确实存在?目前,这一问题无论在…     

当逐差法遇上奇数段位移时数据该如何取舍

利用打点计时器打出的纸带求加速度, 当逐差法遇上奇数段位移时, 如何取舍数据, 本文进行了大胆的 猜想与探究, 并提出新的主张     

Ni47Mn32Ga21多晶合金的磁熵变和磁感生应变

对定向凝固方法制备的Ni₄₇Mn₃₂Ga₂₁多晶合金,通过扫描电镜、金相、电子能谱等手段研究其组份和组织形貌,通过对合金磁化强度与温度关系、等温磁化曲线及磁感生应变曲线等的测量分析,研究了合金结构相变和磁相变过程中的磁熵变及不同压力下的磁感生应变. 研究结果表明:合金组份与设计组份基本一致,室温下合金大部分为马氏体相. 升温过程中合金的磁熵变在居里温度(365 K)附近有最大值,并有较大的磁熵变峰值半高宽,747 kA/m的磁场下该磁熵变最大值为-1.45 J/kg ·K,磁熵变峰值的半高宽为21 K. 合金在室温(298 K)下有较好的双向可恢复磁感生应变,480 kA/m磁场下,无压力时合金的磁感生应变值达到-670×10^-6,并趋饱和;而在与磁场方向平行的27.3 MPa外压力作用下合金的磁感生应变值增大到-1300×10^-6,且未饱和. 关键词： Ni-Mn-Ga 铁磁形状记忆合金 磁熵变 磁感生应变     

赵忠尧对正、负电子对研究的开创性贡献

本世纪三十年代,我国物理学家赵忠尧曾发现硬γ射线的“反常吸收”和“特殊辐射”现象,他的工作对正电子的发现及正电子的研究都产生了重大影响. 赵忠尧生于 1902年。浙江省诸暨县人.1925年毕业于东南大学.1927年,他得到“中国文化教育促进基金会”(The China Founda- tion,for the Promotion of Education andCulture)资助,到了美国加州理工学院,在密立根指导下从事研究工作.早在二十年代,密立根就猜想宇苗中的质子和电子有可能结合并生成各种原子核,同时放出γ射线、为了证实这一猜想,他曾指导许多学生从事与此有关的研究.那时克莱因和…     

看到了磁单极?!

世界上相当一部分优秀的实验物理工作者把大量时间和精力消耗在捕捉一些肉眼看不见,无“色”又无“味”的“粒子”上.虽然这些“粒子”是否存在并无把握,但若一旦发现,则往往会成为物理学史上的一个里程碑,会把人类对物质的认识推进一大步.这就是这类实验令人醉心和关心的原因,而磁单极就是这样的一种“粒子” 大家知道,电荷有正有负,它们均可单独存在,但磁铁总是南、北极同时出现的.然而日常的经验却不一定都是真理.1931年,Dirac根据电磁理论的对称性,大胆地预言了磁单极的存在,并据此推导出电荷以倍数出现的必然性.目前基本粒子的大统一…     

科学猜想在物理解题中的应用

猜想是以已有的经验和已知的事实为基础,对求知事实或现象的原因及干什么作一种推测性或假设性说明.猜想是发展科学、推动创造的重要方式之一.美国数学家兼教育家波利亚十分重视学习过程中的猜想,他认为"一旦学生有了某种猜想,就把自己与该题连在一起.其自尊心、好奇心能否得到满足在一定程度上取决于该题的最终结果,会急切地想知道其猜想正确与否……让学生猜想,不仅激发了他们努力解题,而且还教会了他们一种应用的思维方式."可见,鼓励学生猜想,不仅可以激发思维的欲望,还可以使学生掌握一种重要的思维方式.     

高职物理课“探究式学习”的实践与思考

在新课改的背景下,高职教育呼唤自主学习,物理课堂采用探究式学习法,既能增强高职生的自学能力,又培养学生的创新意识,更有助于学生形成良好的学习态度.探究式学习由提出问题——鼓励学生提出猜想——收集信息——整合信息——得出结论几部分组成.这种学习方式强调学生独立思考,在合作中发现解决问题的办法,是一种积极的学习过程.     

Pt/La0.67Sr0.33MnO3异质结中的反常霍尔效应

非磁/铁磁异质结构中存在很多有趣的演生现象,特别是,铂/铁磁异质结构中的反常霍尔效应是一个研究热点.采用脉冲激光沉积技术和射频磁控溅射技术制备出具有原子级接触界面的铂/锰酸锶镧异质结,并对异质结的电输运性能进行了系统的研究.实验发现,铂/锰酸锶镧异质结中存在由铂贡献的反常霍尔效应,这是由磁近邻效应诱导铂表现出铁磁性造成的.反常霍尔电阻随着温度的降低而急剧增加,并且在低于40 K时改变符号.反常霍尔电阻随铂厚度的增加而急剧降低,证实了铂的铁磁性起源于异质结界面.此外,异质结在低外加磁场下可能产生了拓扑霍尔效应,这是由异质结界面处的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用诱导产生手性磁畴壁结构引起的.上述研究结果为进一步理解非磁/铁磁异质结构中的电子自旋和电荷输运之间的相互作用提供了实验基础.     

替代掺杂的MnNiGe1-xGax合金中马氏体相变和磁-结构耦合特性

研究了MnNiGe_1-xGa_x (x=0–0.30) 系列合金中成分、结构、马氏体相变性质和磁性的相互关系. 在较小的成分范围内, Ga取代Ge元素可有效地将马氏体相变温度降低近400 K. Ga的引入削弱了体系中的共价成键作用, 马氏体相显示出磁交换作用的增强. 相图显示, 掺杂使马氏体相变先后穿过T_N 和T_C 两个磁有序温度, 居里温度窗口效应在体系有存在的可能, 磁性对相变温度的成分关系有所影响. 实验观察到合金变磁转变的特性及相变行为对制备方法的敏感性. 这些特性的发现, 有利于进一步优化这类材料的磁结构和相变特性, 获得具有应用价值的新材料. 关键词： MM’X合金 马氏体相变 磁有序温度 变磁转变     

磁子霍尔效应

霍尔效应是凝聚态领域中古老却又极具潜力的研究领域,其起源可以追溯到数百年前. 1879年,霍尔发现将载流导体置于磁场中时,磁场带来的洛伦兹力将使得电子在导体的一侧积累,这一新奇的物理现象被命名为霍尔效应.之后,一系列新的霍尔效应被发现,包括反常霍尔效应、量子霍尔效应、自旋霍尔效应、拓扑霍尔效应和平面霍尔效应等.值得注意的是,霍尔效应能够实现不同方向的粒子流之间的相互转化,因此在信息传输过程中扮演着重要的角色.在玻色子体系(如磁子)中,相应的一系列磁子霍尔效应也被发现,他们共同推动了以磁子为基础的自旋电子学的发展.本文回顾了近年来在磁子体系中的霍尔效应,简述其现代半经典的处理方法,包括虚拟电磁场理论和散射理论等.并进一步介绍了磁子霍尔效应的物理起源,概述了不同类型磁子的霍尔效应.最后,对磁子霍尔效应的发展趋势进行了展望.     

谈谈猜想与假设

猜想与假设是科学方法论的重要内容，又是科学探究中必不可少的基本程序．要想成为具有创造性的人才，就必须学会猜想与假设．     

杰出的核物理学家和思想家利奥·西拉德

利奥·西拉德是美国核物理学家、生物物理学家.1898年2月11日出生于匈牙利的布达佩斯.他喜欢发明并在许多国家获得发明专利,仅在德国就获得了31项专利.其中很多是与爱因斯坦合作的。但是西拉德的众多发明都没有得到进一步的研制.西拉德是一个思想家.他喜欢留给其他人完成他的想法.下面介绍西拉德的一些发明和在核科学上的贡献。     

极性补偿对LaMnO3/LaNiO3超晶格交换偏置场强度的影响

钙钛矿超晶格中蕴含着丰富的磁现象,特别是锰酸镧/镍酸镧超晶格中的异常磁交换偏置现象是一个研究热点.本文采用脉冲激光沉积技术,制备出不同取向的锰酸镧/镍酸镧超晶格,并对超晶格的电输运性能和交换偏置现象进行了系统的研究.实验发现,超晶格在不同取向的衬底上外延生长并保持晶格应力;超晶格的母体是Mott绝缘体并遵循二维Mott变程跃迁导电机理;不同取向的超晶格都表现出交换偏置现象;场冷和零场冷曲线表明在低温下超晶格中存在两种不同的磁性组元.对超晶格交换场强度的进一步分析发现,交换场强度与超晶格的取向以及超晶格与衬底界面处的极性补偿有关.在不同温度下都观察到,极性连续的超晶格的交换场强度都高于极性失配的超晶格.上述研究结果对进一步理解钙钛矿超晶格中的磁电输运性能有所帮助.