关于物理常数的解释与哲学思考

物理常数是物理学重要的组成部分,在物理学中占有特殊的地位,因为它所具有的基础性、启发性、认识性和普适性等特点,促使物理学家要解释它们.然而,尽管物理学家采用包括"数字学"方法在内的各种办法,但对物理常数的解释仍有许多问题有待分析与研究.文中从什么是物理常数,基本物理常数能不能解释,怎样才能解释基本物理常数等方面对物理常数的本质涵义进行了探讨.     

关于物理常数解释的哲学思考

物理常数是物理学重要的组成部分,在物理学中占有特殊的地位,因为它所具有的基础性、启发性、认识性和普适性等特点,促使物理学家要解释它们。然而尽管物理学家采用包括“数字学”方法在内的各种办法,但在对物理常数的解释上仍没有取得显著的进展。为此,需要从什么是基本物理常数的解释,基本物理常数能不能解释,怎样才能解释基本物理常数等基本问题进行讨论与思考。     

极化力导致回旋频率变化

带电粒子在一个均匀磁场中的回旋频率为qB/m ,其中q和m是粒子的电荷与质量 ,B是磁感应强度 .这一关系式是使用离子回旋共振质谱仪进行分子质量对比的基础 ,其应用范围涵盖了鉴别生物分子、研究化学反应速率直到确定原子光谱的精细结构常数 .美国麻省理工学院 (MIT)的物理学家Da     

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带电粒子在一个均匀磁场中的回旋频率为qB/m ,其中q和m是粒子的电荷与质量 ,B是磁感应强度 .这一关系式是使用离子回旋共振质谱仪进行分子质量对比的基础 ,其应用范围涵盖了鉴别生物分子、研究化学反应速率直到确定原子光谱的精细结构常数 .美国麻省理工学院 (MIT)的物理学家Da     

AlCl分子X^1∑^+电子态的光谱性质北大核心CSCD

运用耦合簇单双取代三重微扰方法[CCSD(T)]和内收缩多参考组态相互作用方法(MRCI)结合系列相关一致基,aug-cc-pV(n+d)Z(n=D,T,Q,5,6),研究了AlCl(X1∑+)分子的光谱性质.比较了两种理论方法及不同的基组对AlCl(X1∑+)分子的光谱常数的影响.在优选的MRCI/aug-cc-pV(5+d)Z理论水平下于0.05~2.0nm核间距范围内计算了AlCl(X1∑+)分子的势能曲线.拟合势能曲线得到其光谱常数De,D0,Re,ωe,ωexe,Be和αe.它们分别为5.1942eV,5.1644eV,0.21350nm,481.67cm-1,2.1022cm-1,0.2416cm-1和0.0016cm-1.这些结果与已有的实验结果均较为相符.利用这一势能曲线,通过求解双原子分子核运动的径向Schrdinger方程,计算了AlCl分子基态的振转能级.找到了J=0时的全部182个振动态.针对每一振动态,还分别计算了其对应的振动能级、惯性转动常数和离心畸变常数等分子常数.文中的大部分分子常数属首次报导.     

AlCl分子X1Σ+电子态的光谱性质

运用耦合簇单双取代三重微扰方法[CCSD(T)]和内收缩多参考组态相互作用方法(MRCI)结合系列相关一致基, aug-cc-pV(n+d)Z(n = D, T, Q, 5, 6), 研究了AlCl(X1Σ+)分子的光谱性质. 比较了两种理论方法及不同的基组对AlCl(X1Σ+)分子的光谱常数的影响. 在优选的MRCI/aug-cc-pV(5+d)Z理论水平下于0.05-2.0 nm核间距范围内计算了AlCl(X1Σ+)分子的势能曲线. 拟合势能曲线得到其光谱常数De, D0, Re, ωe, ωexe, Be和αe. 它们分别为5.1942 eV, 5.1644 eV, 0.21350 nm, 481.67 cm-1, 2.1022 cm-1, 0.2416 cm-1和0.0016 cm-1. 这些结果与已有的实验结果均较为相符. 利用这一势能曲线, 通过求解双原子分子核运动的径向Schrödinger方程, 计算了AlCl分子基态的振转能级. 找到了J = 0时的全部182个振动态. 针对每一振动态, 还分别计算了其对应的振动能级、惯性转动常数和离心畸变常数等分子常数. 文中的大部分分子常数属首次报导.     

N2同位素分子X1∑g+态的光谱常数与分子常数

利用内收缩多参考组态相互作用方法争核价相关一致极化基aug-cc-pCV5Z在0.04-0.54 nm的核间距范围内计算了N2分子X1∑g+态的势能曲线.利用这一势能曲线并在同位素质量识别的基础上,拟合出了同位素分子14N2(X1∑g+),15N2(X1∑g+)和14N15N(X1∑g+)的光谱常数(D0,De,Re,ωe,ωexe,αe和Be)和无转动时的振动能级G(υ)、惯性转动常数Bυ和离心畸变常数Dυ等分子常数.这些结果与已有的实验值十分一致.     

N2同位素分子X1Σ+g态的光谱常数与分子常数

利用内收缩多参考组态相互作用方法和核价相关一致极化基aug-cc-pCV5Z在0.04-0.54 nm的核间距范围内计算了N2分子X1Σ+g态的势能曲线. 利用这一势能曲线并在同位素质量识别的基础上, 拟合出了同位素分子14N2(X1Σg+), 15N2(X1Σg+)和14N15N(X1Σg+)的光谱常数(D0, De, Re, ωe, ωexe, αe和Be)和无转动时的振动能级G(υ)、惯性转动常数Bυ和离心畸变常数Dυ等分子常数. 这些结果与已有的实验值十分一致.     

YBa2Cu3O7—δ体系的电声耦合常数研究

通过数值计算,本文发现YBCO体系的超导电声耦合常数λ和输运电声耦合常数λ_(tr)有较大的差别,(λ-λ_(tr))/λ_(tr)可达1.15。这一差别是来自于弱的电荷屏蔽。     

N2同位素分子X1Σ+g态的光谱常数与分子常数

利用内收缩多参考组态相互作用方法和核价相关一致极化基aug-cc-pCV5Z在0.04-0.54 nm的核间距范围内计算了N2分子X1Σ+g态的势能曲线. 利用这一势能曲线并在同位素质量识别的基础上, 拟合出了同位素分子14N2(X1Σg+), 15N2(X1Σg+)和14N15N(X1Σg+)的光谱常数(D0, De, Re, ωe, ωexe, αe和Be)和无转动时的振动能级G(υ)、惯性转动常数Bυ和离心畸变常数Dυ等分子常数. 这些结果与已有的实验值十分一致.     

复杂离子晶体马德隆常数研究

以电中性的平行六面体晶胞为计算单元建立了一种马德隆常数计算公式, 并按围绕参考晶胞 的壳层数N且以参考晶胞体心为原点计算离子晶体的马德隆常数α(N), 第一壳层有26个晶胞 ，第二、第三、…第N壳层分别有98，218，…，24N2+2个晶胞,α(N)是收敛很快的级数并 且很容易计算.计算了几种复杂离子晶体马德隆常数和相应的马德隆能(静电相互作用能). 关键词： 马德隆常数 静电相互作用能 复杂离子晶体     

量子霍耳效应发现十周年

 霍耳效应是1879年美国物理学家霍耳研究载流导体在磁场中导电的性质时发现的一种电磁效应.他在长方形导体薄片上通以电流,沿电流的垂直方向加磁场(如图1),发现在与电流和磁场两者垂直的两侧面产生了电位差.后来这个效应广泛应用于半导体研究.一百年过去了.1980年一种新的霍耳效应又被发现.这就是德国物理学家冯·克利青从金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)发现的量子霍耳效应.     

柴油的透射光谱测量和热辐射物性参数反演

提出了一种基于填充柴油类半透明液体光学腔的透射光谱反演其介质光学常数的新方法(IDTM),通过测量填充水光学腔的透射光谱并反演水的光学常数进行了方法验证。采用Bruke V70傅里叶红外光谱仪实验测量了填充柴油光学腔在波长2~15 μm的透射光谱,基于新方法反演得到柴油在部分波长区域的光学常数,进而计算得到了其热辐射物性参数。研究结果表明：(1)在波段为2.0~2.5 μm,新方法(IDTM)反演水的光学常数同文献结果基本一致。(2)IDTM反演液体光学常数精度同MCDTM基本一致,且明显高于SODTM和SDTM。(3)柴油在波长2~15 μm范围透光性能较差,其中存在2.4,3.4,6.9,7.3和13.8 μm等5个强吸收区域。(4)柴油的光学常数和热辐射物性参数光谱选择性很强,在不同波段其值差距较大。     

非线性电路振荡周期分岔及费根鲍姆常数的测量

设计一种实验装置 ,能显示非线性电路中振荡周期分岔与混沌现象 ;同时 ,测出了该实验装置非线性电阻的伏安特性 ;利用该装置介绍一种测量费根鲍姆常数 (Feigen baumConstant)的方法     

长周期光纤光栅耦合常数的研究

长周期光纤光栅表现为前向传播的纤芯基模与同向传播的各阶次包层模式在特定波长时的模式耦合。由纤芯基模、一阶包层模式的场分布推得其功率分布 ,进一步得到两种模式的归一化常量。推导了纤芯基模与一阶各次包层模式 (HE1l/EH1l)的耦合常数。结果表明 ,纤芯基模与HE1l包层模式产生的耦合常数远大于与EH1l包层模式的耦合常数。次数低时 ,耦合常数随包层模式次数的升高而增大     

MRCI方法研究CSe(X1∑+)自由基的光谱常数和分子常数

采用内收缩多参考组态相互作用方法在0.08-2.5 nm的核间距范围内计算了CSe(X1∑+)自由基的势能曲线.为确保势能曲线的计算精度,C原子使用较大的相关一致基aug-cc-pV5Z,Se原子使用最大的相对论赝势基augcc-pV5Z-pp.对CSe(X1∑+)自由基的势能曲线进行了拟合,并进行了同位素识别,得到了该自由基6个主要同位素分子(12C74Se,12C76Se,12C77Se,12C78Se,12C80Se和12C82Se)的光谱常数De,D0,Re,ωe,ωexe,Be和αe,均与已有的实验结果较为一致.利用CSe(X1∑+)自由基的势能曲线,通过求解双原子分子核运动的径向Schr(o)dinger方程并进行同位素识别,找到了J=0时该自由基6个主要同位素分子的全部振动态.针对每一同位素分子的每一振动态,还分别计算了其振动能级、经典转折点和惯性转动常数等分子常数.文中的大部分光谱常数和分子常数属首次报道.     

基本物理常数值的变动

 一、基本物理常数的由来 十九世纪科学的蓬勃发展,铺平了深入理解物理世界性质的道路。在世纪之交,出现了一个愈来愈明显的事实:世界上存在着若干与原子物理和量子物理相联系的不变性质。这些性质可以用一组作为基础的量来描述,这就是我们现在称之为基本物理常数的八个量(见表1)。     

铀的弹性、能带结构和光学常数的第一性原理计算

采用密度泛函理论,赝势平面波方法计算了金属铀a相的晶体结构,弹性常数,体模量,电子能带结构和光学常数(折射率n和消光系数k)等.其中,铀的晶格参数,弹性常数和体模量等与实验及其它第一性原理计算结果十分吻合.计算得到了铀的光学常数,与实验结果作了对比并进行了分析说明.     

KAP单晶不同位错密度区域点阵常数变化的“就地”双晶测量

本文报道用X射线双晶衍射的(n,-n)几何排列对不同位错密度区域点阵常数的测试结果。从一对(001)晶片的(001)晶面的对称反射的测试结果表明,不同位错密度区域的点阵常数变化的最大范围为3.8～1.92×10~(-4)nm。     

利用固体物理LED发光原理测量普朗克常数

普朗克常数是物理学中一个重要的常数,利用二极管的量子特性探讨运用发光二极管来测量普朗克常数。通过测量二极管的伏安曲线,确定其阈值电压,根据相关量子理论,间接得出普朗克常数,通过与光电效应法测量普朗克常数的测量结果相比较,结果表明此误差略大,但作为一种新型的实验方法探索,对于开拓学生的综合素养还是非常有益的。