孤立子简介

 早在1834年8月,26岁的英国科学家、造船工程师约翰·斯各脱·罗素在勘探连接爱丁堡和格拉斯哥的运河河道中偶然发现了一种十分奇妙的自然现象.1844年,他在《英国科学促进协会第14届会议报告》上发表了“论波动”一文,对这一现象作了极为生动的描述:“1834年秋,我观察过一条船被两匹马拉着沿狭窄的运河迅速前进.突然,船停了下来.     

演绎"人船模型",提高思维能力

在中学讲授动量守恒定律的应用涉及到一个重要的模型——“人船模型”．该模型的常见题目形式为：“长度为L质量为m1的小船静止在静水中。质量为m2的人站在船头，若不计水的黏滞阻力，当人从船头走到船尾的过程中，求船和人对地面的位移各是多少？”这类题目的特点是以人和船为一系统，而且在运动过程中水平方向的总动量守恒．由动量守恒定律列关系式m1v1-m2v2=0，分析得出“人走船走，人停船停，人匀速走则船匀速走，人加速走则船加速走”的结论．但这仅限于公式分析，     

基于激光雷达的内河无人船障碍物识别方法

无人水面船(简称无人船)在内河航道环境中具有广阔的应用前景,对障碍物的智能感知是实现内河无人船自主航行的关键。针对内河无人船对近距离障碍物的感知需求,分析了内河环境下主要障碍物的激光数据特征;在对激光数据进行模式分析、数据滤波、去除聚类孤立点等预处理基础上,提出了一种基于SVM的内河典型障碍物识别方法;在所搭建的基于激光雷达的无人船环境感知系统上,进行了实验水池环境下的障碍物识别实验。实验结果表明提出的SVM障碍物感知算法识别率达到85%以上,基本满足无人船自主航行要求。     

另类渡河问题

怎样渡河航程最短?有人会不加思索地回答,船垂直河岸渡呗.而且振振有词:因为渡河点到河对岸的垂线为两者间的最小距离.其实这个结论不完全正确,它只有在船的静水速度大于水的流速时才成立.那么,当船的静水速度小于水的流速时,又怎样渡河航程才最短呢?下面我们来讨论这一问题.     

玻璃纤维中的孤粒子

孤粒子(Soliton)是像一个单独的鼓包那样的定域化的波,它在非线性的和有色散的介质中传播.“非线性”一词系指描述这种波的运动规律的方程中含有波幅的平方项或更高次项.在很早之前,Korteweg和DeVries就推出了一个水的表面波所服从的方程(即所谓KdV方程),并且证明了这一方程允许有一个稳定的孤立波存在,这是非线性和色散二者达到一种平衡的结果.这种特殊的波,即孤粒子并不扩散,即并不逐渐变宽,这一性质使得孤粒子对于通讯具有潜在的重要性. 孤粒子这一名称是 Zabusky和 Kruskal在1965年提出来的,那时他们用数值计算方法发现了 KdV方程所…     

电子静电计及其在中学物理教学中的应用

一、基本原理 1.图1为电子靜电计基本电路。图中V为真空三极管,其板极孤立起来作为测试(电)极。所谓“孤立”,是说测试极和外界——被测体除外——沒有电荷交换。这样的测试极能保     

Theoretical Study on Reaction Mechanism of Aluminum-Water System

在B3LYP/6-311+G(d,p)和QCISD(T)/6-311++G(d,p) 水平上,对气相中铝与水的反应进行了计算. 理论计算结果表明,铝水反应经过了三条可能的反应通道并且涉及了四个异构体、七个过渡态和两种产物. 其中两条反应通道所涉及的中间物和产物已被实验测得. 同时,在298 K和2000 K计算了铝水反应的焓变和吉布斯自由能,一些计算结果与以前的计算和实验结果吻合较好.     

一种演示正弦-高登方程孤立波的新方法

正弦-高登方程对应的孤立波在非线性物理学中占有重要地位,但它不像孤立水波那样容易产生,它通常发生在微观领域.本文通过一种宏观装置近似演示正弦-高登方程孤立波,在理论上证实了该波为孤立波,研究了该孤立波的稳定发生、波速与碰撞等方面的性质.     

光孤子原理及其通信技术

光孤子通信属于光纤通信的一种,但它将光纤的应用范围从线性扩大到非线性．和现有的光纤通信相比,无论是传输距离还是信息容量,都有极大地飞跃． 一、何谓光孤子 所谓孤子,就是一种“孤立”的波。它具有十分诱人的特性,即在传输和反复碰撞的过程中,其形态完全不改变;始终保持着自身特有的性质,就像“粒子”的行为一样．孤子（Ｓｏｌｉｔｏｎ）这一术语,最早可见于Ｚａｂｕｓｋｙ和Ｋｒｕｓｋａｌ发表于１９６５年关于求Ｋｄｖ方程数值解的论文中．但是,孤立波的发现却可以追溯到１８３４年．在那年４月的某一天,有两匹马拉着一条…     

微结构固体中的孤立波及其存在条件

根据Mindlin理论,考虑宏观尺度非线性效应、二次和三次微尺度非线性效应以及微尺度频散效应,建立了描述一维微结构固体中纵波传播的一种新模型.用动力系统定性分析理论,分析了微结构固体中孤立波的存在条件及其几何特征,证明了当介质参数和孤立波传播速度满足适当条件时,在二次微尺度非线性效应的影响下微结构固体中可以形成一种非对称孤立波,在三次微尺度非线性效应的影响下微结构固体中可以形成一种对称孤立波.最后,用数值方法进一步验证了上述结论.     

力学问题

惯性.牛頓第一定律1.被絆的人為什麼摔倒?倒向什么方向? 2.當電車的運動狀態突然改變(當加速、閘住、停止和轉彎的時候)時,乘客就失掉平衡。解釋這個現象。3.為什么當汽車突然閘住的時候,它的前部要向下壓? 4.在起初是匀速前進的汽車里靠右壁坐着的乘客曾覺得緊壓在座位的侧壁上嚨倪\動發生了什么樣的變化? 5.在火車車廂的小桌上放着一個皮球。如果皮球,對火車的運動方向说,向前、向後、向兩旁滾動時,那么火車的運動有了怎樣的變化? 6.一列火車在水平的路上行駛着。如果     

激光加速质子束对电磁孤立子的照相模拟研究

激光在次稠密等离子中传输, 由于频率下移而被俘获, 从而产生电磁孤立子. 根据先前理论及PIC 模拟给出的孤立子的演化过程, 对不同阶段孤立子的电磁场分布进行了建模. 使用Geant4蒙特卡罗程序, 模拟研究了激光加速产生的能量为几个MeV的质子束对后孤立子的照相. 分析了质子能量, 质子源尺寸等因素对照相结果的影响, 并利用了TNSA加速产生质子束的分幅特性, 开展了时间分辨的孤立子照相模拟研究. 模拟给出的质子照相结果验证了文献中给出的孤立子静电场模型, 为以后在实验上探测孤立子提供了理论依据. 关键词： 超短激光 质子照相 孤立子 蒙特卡罗方法     

光孤子与光纤通讯

孤子(soliton)1)现象的发现与孤子概念的提出,可以追溯到上个世纪三十年代.1834年一位英国造船师Scottrussell首先发现一个有趣的现象:当他所乘坐的驳船在狭小的河道快速行驶并突然停止时,船头出现了一股水柱滚滚向前,水柱形状不变、速度不变,一址传播到很远很远.十一年后这位造船师才报道这一发现,并首先引入孤子的概念来描述这一现象.其后在一段较长的时间里,Scottrussell发现没有引起人们的注意.直到1895年Kortewy等人研究浅水波中的非线性问题时导出并命名为KDV的方程,该方程的解即为描述Scottrussell发现的孤子解.其后又相继建立了…     

考虑次近邻相互作用下一维单原子链中的孤立波

利用多重尺度法结合准不连续性近似,研究了涉及次近邻相互作用下的一维单原子链中的波动问题,得到了其新的色散关系.结果表明,在同时考虑次近邻相互作用和非谐相互作用的情况下,一维单原子链中不仅存在包络孤立波、扭状和反扭状孤立波,而且存在另一种孤立波形式的元激发——呼吸子. 关键词： 一维单原子链 非谐相互作用 孤立波     

物理学家约翰·惠勒

从三岁起,约翰·惠勒(John Wheeler)就常常提出一些使他的母亲难以回答的问题,如“如果我不断地走向太空,我能够走到底吗?”在他10岁时,一天他拾到一粒小枪弹,他划燃一根火柴,烧它,砰然一声,他的一个手指的指尖被炸掉了.但是这件事,并没有使他对“爆炸”感到畏惧,反而使他更感兴趣.后来他父亲送给他一本机械设计图册.夜里,惠勒躺在床上,盘算着机械设计,怎样把机械装配在一起,又怎样把它突然炸开. 约翰·惠勒对“爆炸”的研究和探索,在许多方面,震撼了世界科学界.在最近五十年中,他提出一系列光辉的思想和富有启发性的问题,使科学家们跟着他…     

玻耳兹曼统计法与吉卜斯系综统计法的关系

玻耳兹曼统计法与吉卜斯系综统计法是统计物理中两种重要方法。我们对这两种统计法进行了总结、对比了它们的异、同点,阐述了二者的联系,希望这一短文能对同学们的学习有所帮助。 一、两种统计法的差别 1.对系统的要求 玻耳兹曼统计法(以下简称玻氏方法)只适用于由近独立粒子组成的孤立系统;而吉卜斯系综统计法(以下简称系综方法)适用于粒子间可以有相互作用的孤立系统、封闭系统或开放系统。 2.描述系统微观状态的方法 为简单起见,设系统由N个全同粒子组成,且每个粒子的自由度数为r。 在玻点方法中,系统的微观状态由μ空间(它是由粒子的r…     

俄歇电子谱及莫应用

1925年俄歇(M·P.Auger)研究威尔逊云室中被x射线所电离的惰性气体的光电效应时,发现双径迹现象.这两条径迹从同一处出发.其中一条是被x射线照射后原子内壳层释放出一个光电子所引起的,它的长度随照射的x射线能量的增加而拉长.另一条径迹的长度却并不随着照射的X射线的能量变化而变化,仅同被照射的原子的种类有关.俄歇对后者作了正确的解释,认为它是由一个外壳层电子填补内壳层空穴释放出来的能量,激发外壳层另一个电子所引起的,后来称这种电子为俄歇电子.长期以来,这种物理现象未能找到应用.直到 1953年,兰德(J.J.Lander)[1]才首次提出…     

物理上册期中测试样卷练习题

C .6.75m/s　　D .7.5m/s4.两人在公园乘甲、乙两只小船 ,甲船及人的质量正好是乙船及人的质量的两倍 ,两人用一条绳子同时拉对方时 (　　 )A .两人用力不一样大 ;B .两船的加速度不一样大 ;C .两船相遇时动能一样大 ;D .两船相遇时速度一样大 ;5 .如图所示的二物体的v-t图 ,从图中可知 (　　 )A .aA=aB　　B .aA>aBC .vAO=vBO　D .vAO相似文献   

二维红外光谱

文章对二维红外光谱的历史、实验设备、方法原理、具体应用进行了简要的介绍,并对它的前景进行了展望.二维红外光谱是一种通过多束超快(10-15s(1fs)—10-12s(1ps)、中红外(400—4000cm-1)激光对分子的化学键的振动模式进行顺序激发,从而获得关于分子动态及静态结构信息的方法.它的原理非常类似于二维核磁共振,但要快上大约6个数量级.现在它已经开始被应用于研究平衡态下快速的分子变化,分子间相互作用(如氢键,偶极-偶极相互作用等)在常温液体里的动态变化,水氢键网络的演变过程,小分子、多肽和蛋白的静态或瞬间结构变化.     

浅水体系中的多孤立波

形式分离变量法被推广应用于寻求不可积模型的多孤立波解.特别地,应用形式分离变量法于三个描述浅水体系的非线性方程:推广WhithamBroerKaup(WBK)方程、2+1维耦合KortewegdeVries(KdV)方程和1+1维耦合KdV方程,给出了这些体系的明显的解析的多孤立波解 关键词： 浅水体系 多孤立波 形式分离变量法 不可积模型