恒力作用下质点的相对论运动

研究在相对论情况下受恒力作用质点的曲线运动规律。     

关于弹性碰撞的一个普遍结论及其应用

按线状刚体有无固定转动轴的两种情形,推导了有关质点与刚体发生弹性碰撞的一个结论;对两个质点、两个刚体、单个质点与刚体的弹性碰撞,归纳一个普遍的结论;利用该结论和其他物理规律,巧妙解答几道物理竞赛题.     

对《质点从可自由移动的凹曲面上滑下速度、加速度和时间》的一点补充

根据质点从可自由移动的凹曲面上滑下的时间表达式,用泛函得出质点另一种下滑轨迹的曲线方程,指出了质点沿此曲线运动时所用时间具有极小值.     

刚体力学中的几个问题——致“普通物理”力学部分自学者之四

把刚体视作不变质点组,应用质点及质点组力学的定理和定律,就可以得到刚体运动的规律.因此,刚体力学中的规律实际上是质点组力学在“质点间距离保持不变”条件下的表现形式.刚体力学的内容很丰富,在普通物理学中学习的重点是刚体绕固定轴转动;与此关系较密切的有刚体平面运动,它可以看作平动和定轴转动的合成;至于刚体在平面力系下的平衡问题,实际上是平面运动的特殊情况,也属于我们的自学范围,现在围绕这些问题谈以下几点. 作用于刚体上的力 作用于刚体上的力有引人注目的特征.例如,力可沿作用线滑移而不改变其效果;将作用于刚体上的已知力…     

基于Matlab编程对最速降线问题的研究

利用Matlab编程对"最速降线"问题进行研究,得出了质点在重力场中沿起点、终点相同的不同轨道曲线运动的一些结论,通过关系曲线非常直观地表示出质点沿不同轨道运动的关系.     

刚体力学(一)

刚体力学是牛顿力学的重要组成部分.无论从刚体运动的形态(运动学)方面还是动力学方面看,刚体比质点要复杂得多.然而,刚体运动学的研究,以及以质点纵动力学普遍定量为基础进行的刚体动力学的研究都取得了成功.其中克服了许多困难,而这些困难的克服也正是这部分理论的精采和成功之处. 刚体力学的内容可分为二部分:(一)刚体运动学;(二)刚体动力学;(三)刚体静力学.刚体静力学可作为刚体动力学的特殊情况,由于它的内容相对来说简单一些,本文不似讨论,一、刚体运动学 刚体运动学研究刚体运动的描述问题和刚体运动的分析方法,使人们对刚体的运动过…     

质点沿竖直光滑曲线运动时脱离约束点研究

利用质点运动动力学方程和机械能守恒定律, 对质点在竖直平面内沿任意光滑曲线运动时脱离曲线 的条件进行了研究, 根据曲线方程的不同形式给出了质点脱离约束时的一般公式, 并通过具体实例进行了验证     

竖直面内光滑任意曲线单侧约束解除点的一般公式及其应用

利用直角坐标系中的质点运动微分方程和机械能守恒定律,推导出质点沿竖直面内任意的光滑曲线运动过程中单侧约束解除点的一般公式,并用它研究了约束曲线是二次曲线、立方抛物线、正弦曲线、双曲正弦线和普通摆线的情况.     

曲线运动演示仪

全日制普通高级中学教科书《物理》第一册（人教版）第五章“曲线运动”中，曲线运动的方向的确定是通过刀具与砂轮的摩擦产生的火星飞出的方向，来说明曲线运动质点的速度方向是其轨道的切线方向．这个现象是不能在课堂上演示的，多数学生也没有这样的生活经验．为了能更直观、更方便地让学生观察质点的速度方向，我们设计了一个实验演示仪。     

质点一般曲线运动与圆周运动之联系及其它

本文主要内容有二；增补质点曲线运动的一些理深入的知识；将它与圆周运动发生联系，研究它们之间的异同。     

数值模拟颗粒旋转对流化床内气固两相流动特性的影响

流化床内颗粒自旋转将影响颗粒相的流动特性.本文运用基于颗粒动理学理论的欧拉-欧拉气固多相流模型,考虑颗粒自旋转流动对颗粒碰撞能量交换和耗散的影响,数值模拟流化床内气体颗粒两相流动特性.计算结果表明颗粒的自旋转使得床内更容易形成气泡,颗粒浓度分布变化增大.颗粒自旋转运动将导致床内非均匀结构更明显.     

Reversal of the dipole vortex in a negative index of refraction material

When a small particle is illuminated by a circularly polarized laser beam, the induced electric dipole moment rotates in a plane. The flow lines of the emitted electromagnetic energy are the field lines of the Poynting vector. When the particle is embedded in a dielectric, these field lines have a vortex structure, and the rotation in the vortex has the same orientation as the rotation direction of the dipole. We show that when the embedding medium is a negative index of refraction material, the direction of rotation in the vortex is reversed.     

Dynamics of the Photoinduced Rotation of a Spherical Particle in a Constant Electric Field

Technical Physics - The rotation of a spherical particle in a constant electric field (an effect found earlier) has been analyzed. The particle is illuminated to induce the electric dipole moment...     

高能量粒子再分布模型在CFETR上的应用

在中国聚变工程实验堆(CFETR)设计参数下,利用一种高能量粒子(EP)物理简化模型分析了磁流体动力学(MHD)不稳定中新经典撕裂模(NTM)引起的粒子再分布和损失。相位矢量旋转法利用EP相空间中小间隔区域内跟踪探测粒子对来判定粒子轨道随机与否,即记录连接矢量旋转角的方法标记该区域是否存在KAM面破缺,以此为据修正相空间的粒子分布函数和判断粒子损失。利用相空间探测粒子对相位矢量旋转法标记一定NTM幅度下的随机区域分布并迭代得到稳态分布剖面。对捕获粒子区域的共振岛探测结果表明,低频或零频率扰动不会与高能量α粒子形成有效共振,MHD扰动和有效碰撞效应可能使捕获-通行轨道边界附近形成损失通道。     

碳酸钙微粒光致旋转的实验和理论研究

理论分析了由于光束轨道角动量和自旋角动量传递以及微粒的特殊形状导致微粒旋转的机理.实验建立了单光束激光光镊装置,不仅可以捕获并移动直径为微米量级的微小粒子,而且利用圆偏振光与微粒之间角动量的传递,实现了对具有双折射特性的碳酸钙微粒的光致旋转.实验中发现微粒的旋转不仅取决于光束的偏振态,还与微粒本身的形状有关,解释了实验中观察到的几种旋转现象.碳酸钙微粒旋转的最高转速达到12转/秒,转速与激光功率成正比.     

Compact sensor for measuring nonlinear rotational dynamics of driven magnetic microspheres with biomedical applications

The nonlinear rotation response of a magnetic particle occurs when a driving magnetic field, used to rotate the magnetic particle, exceeds a critical frequency. This type of nonlinear rotational dynamic depends on several physical parameters, such as the rotational drag that the particle experiences. Shifts in this nonlinear rotational frequency offer a dynamic approach for the detection of bacteria, measurement of their growth, their response to chemical agents, and other biomedical applications. Therefore, we have developed a stand-alone prototype device that utilizes an elegant combination of a laser diode and photodiode to monitor particle rotation.     

基于Bloch球面搜索的量子粒子群优化算法

通过分析量子势阱粒子群优化算法的设计过程,提出一种基于Bloch球面搜索的量子粒子群优化算法.首先用基于Bloch球面描述的量子位描述粒子,用泡利矩阵建立旋转轴,用Delta势阱模型计算旋转角度,用量子位在Bloch球面上的绕轴旋转实现搜索.然后用Hadamard门实现粒子变异,以避免早熟收敛.这种旋转可使当前量子位沿着Bloch球面上的大圆逼近目标量子位,从而可加速优化进程.仿真结果表明,该算法的优化能力优于原算法.     

非球体填充的组合球模型及松弛算法

现有的松弛算法由于仅用于球填充而只考虑颗粒的平动,故提出考虑非球体转动的改进松弛算法并采用组合球模型,使其能够模拟任意形状非球体的随机填充以及多种非球体的混合填充.用多个球体的外包络面近似一个非球体外形的组合球模型,将非球体之间的接触转化为球体之间的接触,从而简化并统一非球体接触判断算法.通过引入非球体的转矩和转角松弛机制,使改进松弛算法克服了"自锁"现象,并能生成非球体的随机密填充.算例表明,填充结果与现有的数值模拟及实验结果相符.     

Wigner rotations and little groups

Wigner’s little groups are the subgroups of the Poincaré group whose transformations leave the four-momentum of a given particle invariant. For a relativistic particle in motion the little group is a boosted rotation. On the other hand, the kinematical effect of two non-colinear Lorentz boosts is another boost preceded or follwed by a rotation, which is called the Wigner rotation. It is shown that there is always a Wigner rotation for a given little group rotation. The differences between those two rotations are clearly demonstrated and some interesting physical applications are presented.     

Rotation of a Fine Particle with Circularly Polarized Anti-Parallel Collinear Laser Beams

We have succeeded in the operation of rotating a fine particle which was held without mechanical contact by circularly polarized laser beams with opposite propagation directions. A polystyrene latex particle 11.9 μm in diameter deformed in a disk-like shape was dispersed in water, and was trapped using the anti-parallel collinear laser beams which were set up so that they had the circular polarization rotating in the same direction. It was observed that the trapped particle rotated in the same direction as the rotation of the circular polarization of light. Inversion of the rotational direction of the circular polarization of light reversed the direction of the rotation of the particle. Although the rotational speed of a particle varied significantly from particle to particle, it was found to be proportional to the laser beam intensity. A typical value for the rotational speed per beam intensity was 2.1 Hz/W.