分形——它的应用与进展讲座：第三讲 在分形上的反常输运

一、“蚂蚁在迷宫中” 输运(包括扩散、电导、摩擦……)理论是物理、化学、生物等学科中非常关注的课题.非平衡态统计力学给出了一些理论方法,一般称为经典输运理论.这里要讨论的是在无序系统或分形上的输运规律,这些规律与经典理论有很大的区别,它们会带来许多反常的行为[1,2].例如,流体在裂缝或多孔介质中的反常扩散,在玻璃体及大分子中的反常弛豫以及在逾渗集团上的电导等.德然纳曾形象地把这类问题称为“蚂蚁在迷宫中”.为了方便起见,先讨论在分形上的扩散.对于分形我们可以选用有规分形,如谢尔宾斯基镂垫(Sierpinski gasket)、海绵(sp…     

透镜成像规律的图象表示法

透镜成像规律可以从实验中得出,也可以根据成像公式来讨论对焦距f一定的透镜,得出像距v和物距u的函数关系,虽然我们在解决透镜成像的实际问题时,往往要用到这些结论.然而这些结论很易记混.如果我们用图象法表示透镜成像规律便一目了解,避免了记忆错位,可以较轻松地解决透镜成像在实际生活中的应用问题.     

矢量基尔霍夫公式经典证明的漏洞与新的严格证明

矢量基尔霍夫积分公式是电磁理论的一个重要公式,更是光学衍射理论的基础.然而,我们发现经典著作中这个公式的证明普遍存在漏洞.本文将逐一指出这些漏洞,在此基础上给出一个新的严格证明.最后用数值实验验证我们的结论.     

用辩证唯物主义观点认识质能关系

质量和能量是物理学中的重要概念.怎样认识和理解这两个概念,不仅对物理学而且对哲学都是具有很大意义的.特别是目从狭义相对论得到了质能关系E=mc2之后,就更加重要了.如同许多自然科学的最新成就一样,质能关系也被资产阶级唯心主义哲学派别所利用与歪曲,使得这些概念和规律在物理学中异常混乱.我们必须在辩证唯物主义观点指导之下,对这些概念和规律进行分析、研究,把被唯心主义弄得混乱了的概念和规律澄清,并且对于他们企图在曲解这些概念和规律的同时偷运唯心主义货色进行揭露和批判.这是在物理学领域中唯物论与唯心论、辩证法与形而上学…     

光线、光波与光子,光学中的物理模型

光线、光波和光子是在光学理论发展的不同阶段人们所抽象概括出来的不同物理模型,这些模型由于产生的背景不同而有着不同的应用条件.在光学课程的教与学的过程中注意这些模型所适用的条件,将有助于学生对相应物理概念与规律的理解.本文讨论了这些模型的适应范围,希望能够给教师同行和学生们些许启发.     

高等教育自学考试物理专业理论力学(分析力学部分)课程考试大纲

总说明 (l)分析力学是由拉格朗日、哈密顿等人建立并完善起来的经典力学理论.它用更普遍、更一般的方法处理力学体系的运动问题,这不仅深刻揭示出宏观机械运动的统一规律,而且还揭示出力学规律与其他物理规律之间的统一性.在从经典物理向近代物理的过渡中分析力学起了重要作用. 本课程只要求考生对分析力学的基础内容,即虚功原理、拉格朗日方程、哈密顿正则方程、哈密顿原理等有所掌握或了解,从而对力学规律有更深入的认识,并能掌握运用这些理论去处理力学问题的方法,为学习后继理论物理课程提供一个较好的基础. (2)分析力学所揭示的规律具…     

一维多缺陷光子晶体的缺陷模

设计了一个多缺陷的一维光子晶体,并利用传输理论研究其透射谱.利用泰勒展式的一级近似,得到了缺陷模频率的解析表达式,进而得到紧束缚理论中的耦合因子.这些结论与实验结果或数值模拟相符合,可以很好地描述缺陷模的有关规律,对多通道滤波器的设计具有指导意义. 关键词： 光子晶体 缺陷模 紧束缚方法 耦合因子     

星际磁场的演化

一、宇宙中的磁场与星际磁场 几千年前,我们的祖先就认识到了地磁场的存在,并且发明了指南针.随着磁场测量的原理和手段的不断进展,人们对于宇宙中磁场的认识越来越深了.现在知道,宇宙中几乎到处都存在着磁场.一些高能天体中的磁场强度,比实验室里可能得到的最强的场还要强百万倍;而另一方面,又可以在极大的尺度上充满着较弱的磁场.因此,研究宇宙中磁场的演化,研究磁场与其他物质的相互作用的规律,就必然是天体物理学的一个重要课题.这些研究也必然会促进我们地面的科学试验.某些天体物理问题的研究对等离子体物理学和磁流体力学的理论和应…     

一种发表物理思想的杂志──介绍新办国际性刊物《Physics Essays》

众所周知,无论现代物理学的基础性理论研究领域还是应用研究领域,都存在着一些令　人困惑的理论问题.可是量子力学和相对论却很难置疑.当21世纪即将来临的时候,许多物理学家都猜测这些问题的解决也许需要新一代的爱因斯坦和普朗克;需要新的物理思想.这些思想也许会违反我们目前习以为常的知识,却可能为开创现有理论的新局面甚至创建新的理论提供思路.为了给这些思想提供更多的发表机会,加拿大国家研究委员会(National Re-search Council of Canada)于 1987年专门创办了一种国际性刊物 《Physics Essays》(笔者建议译为《物理学札记》).该…     

人类对光本性的认识

伟大领袖毛主席教导我们:“在生产斗争和科学实验范围内,人类总是不断发展的,自界也总是不断发展的,永远不会停止在一个水平上.”人类对光的本性的认识也是不断发展的.人们在长期的社会实践中,从初浅到深入,由片面到全面,从实践到理论,由现象到本质,逐渐认识了光的规律和性质,建立了光的本性的理论,并利用它们来为自己服务.回顾人类对于光的本性认识的历史,可以看到,自然科学的发展和成就,日益证明了辩证唯物主义世界观的正确性,充分表明辩证唯物主义是认识目然规律和解决自然科学中的理论问题的锐利思想武器。 光是我们经常遇到的一种自然…     

薄膜生长中的表面动力学(Ⅰ)

本文较全面地从理论上研究了薄膜生长过程中原子在表面上的各种动力学表现 ,涉及的内容包括亚单层生长时 ,原子在表面上的扩散 ,粘接 ,成核 ,以及已经形成的原子岛之间的相互作用 ,兼并 ,失稳 ,退化等一系列过程。作为研究的基础 ,在本文的第一部分 (即0～ 6章 )中 ,我们首先介绍了目前这方面理论研究中所主要使用的各种方法。例如 ,第一性原理计算 ,分子动力学模拟 ,蒙特卡罗模拟 ,速率方程和过渡态 (TST)理论等。基于这些研究 ,我们介绍给读者为什么原子成岛时在低温下选择分形状 ,而在高温时则选择紧致状。这一过程可以用经典的扩散子限制集聚理论 (Diffusion_LimitedAggregation ,DLA)。然而当有表面活性剂存在时形核的规律完全相反 ,由此提出了一个反应限制集聚理论 (Reaction_LimitedAggregation,RLA)。这两个理论目前可以很好地解释亚单层生长时的一般形核规律。接下来我们讨论了长程相互作用对生长初期原子形核的影响 ,并进一步得出了相应的标度理论。在第 6章我们系统地研究了分了吸附对二维原子岛形状的控制性 ,从而提出了边 角原子扩散的对称破缺模型。     

新课程下的高中物理课堂教学模式探讨

在高中阶段，我们接触到很多物理规律，然而我们常常会发现这么一些现象：学生在实际的学习中，常常对这些规律的认识和理解浮于表面。他们自认为已经懂了，而到真正用时却无从下手，或者不知道该用什么规律来处理。对此现象我对物理规律教学的有效性进行深入的思考。     

与自学者谈《热学》课程的自学(第一讲)

当我们学习一门新的课程的时候,先了解一下课程内容所涉及的研究对象、研究方法常常是很重要的,这样做可以使我们少走一些弯路,并较容易地适应于这门课程的学习. 一、热学研究的对象和方法 热学是研究热现象的理论.不论物质是处于常见的固态、液态、气态,也不论是“电子气’或热辐射,只要涉及热现象,都遵循共同的普遍的规律,都可以用统一的理论和方法进行研究.温度是热现象的标志,因此,我们把物质与温度有关的物理性质的变化,统称为热现象. 对热现象既可以从宏观角度也可以从微观角度来研究.由观察和实验而总结出来的热现象规律(热力学第零…     

从W~±和Z~0粒子的发现谈起(下)──规范理论的发展及其在粒子物理中的应用

二、规范理论在粒子物理研究中的应用 粒子物理主要研究组成物质世界的最基本单元是什么以及这些基本粒子之间相互作用和运动转化规律.利用对称性对粒子物理进行研究一直是一个重要方法,而且已经取得了很大进展.对认识粒子物理起了积极有效作用. 规范理论实质上也是一种对称性理论,它要求系统在一些么正么模群变换下具有不变性,即具有么正么模对称性.由于这种要求会自动给出粒子间相互作用形式,这就十分有利于粒子物理的研究.70年代以来,规范理论已经成为研究基本粒子的主要理论工具. 物理学家认为组成物质世界的基本粒子是轻子和夸克.轻子…     

解电磁感应问题常见的3种方法

楞次定律和法拉第电磁感应定律都是描述电磁感应现象的基本规律．从更广的角度看，所有的物理过程中，能量、动量等这些基本量都遵循自己的特殊规律．根据这些规律，可以帮助我们解决电磁感应现象中的许多问题．     

理论力学自学辅导材料(六)——分析力学基础

分析力学是由拉格朗日、哈密顿等人建立并完善起来的经典力学理论.它的理论体系和处理问题的方法完全不同于牛顿力学.它代表经典力学的进一步发展,它揭示出支配宏观机械运动的更概括、更普遍的规律,以致能用比较统一的方法处理各种力学体系的运动问题;它还揭示出力学规律与其他物理规律之间的统一性,它的发展为从经典物理向近代物理的过渡起了重要作用.分析力学已成为学习后继理论物理课程的必要基础. 分析力学是在不断探索如何建立力学体系的运动方程和如何求解这些运动方程两个问题中发展起来的,在研究求解问题中往往对运动规律又有新的认…     

著名物理学家谈超弦

 超弦理论是近年来理论物理研究最热闹的一个题目之一.1988年初,英国BBC电台,播出了一个名为“竭尽全力搜寻超弦”的节目.请了几位著名的物理学家,包括超弦理论的倡导人以及几位诺贝尔奖金的获得者,就有关超弦问题回答了记者的提问.这些谈话有助于人们了解超弦理论的历史背景、它的主要内容、包含的物理思想以及存在的各种问题.在此,我们选编其中的一部分,以飨读者.     

选择理论生成幂律的扩展性研究

应用选择理论可以解释人类行为导致的幂律分布现象.通过对选择理论合理而简单的扩展,发现了更多幂律生成机制.研究表明选择理论对于单调的门限分布规律体现出生成机制的一般性;此类机制的扩展对幂律成因的深入研究具有较强的理论意义. 关键词： 选择理论 幂律分布 门限规律     

不同外源的SU(3)格点规范理论中单链配分函数及其在变分法中的应用

在格点规范理论中, 许多计算(诸如强耦合展开、平均场理论、作用量变分方法等)都需要SU(3)单链配分函数的计算. 我们把不同外源的单链配分函数都表达成一重积分的表式, 这些积分很容易在计算机上运算. 讨论了它们在变分法中的应用.     

精心设计规律教学促进学生主动发展

物理规律的教学是开发学生智力、培养学生能力的重要途径,所以抓好物理规律的教学,是提高物理 教学质量的关键.本文首先呈现了有关规律教学的片断,然后对这些教学片断做些分析,最后给出笔者对规律教学 的一些思考.