蝴蝶效应

 “蝴蝶效应”也可称“台球效应”,它是“混沌性系统”对初值极为敏感的形象化术语,也是非线性系统在一定条件(可称为“临界性条件”或“阈值条件”)出现混沌现象的直接原因。     

体育运动中的力学原理

 如果你是位体育迷的话,那么对于球类中的“香蕉球”、“勾手飘球”、“上旋球”、“下旋球”等等一定十分熟悉,对于体操或跳水运动中的各种空翻、转体、腾越动作非常欣赏,但这些怪球、好球是如何打出(或踢出)的,这些优美高难度动作是如何设计的?其中可有学问呢!它与力学原理关系密切,下面通过一些具体事例来说明.     

漫话地球

 地球是宇宙中一个尉蓝色的旋转大球,也是我们已知的唯一有生命的星球．她的产生,演变,兴衰和发展从古至今一直是我们不懈探索的重要科学领域之一．一、地球的形成地球是太阳系里的天体,地球的起源是太阳系起源的一个组成部分．太阳是太阳系的中心天体,质量达２０００亿亿亿吨,是地球质量的３３万多倍,占了整个太阳系数以万计的天体质量总和的９９％左右．太阳几乎“主宰”着太阳系的一切：光和热的效应,生命的维持和发展,以及支配着各天体的运动等．据天文学家推算,６６亿年前的宇宙充满了尘埃,星际有机分子和宇宙射线等“原始星云”．由于星云内部物质密度分布不均匀而形成了各个不同的引力中心,其中之一便形成了原始太阳．     

“面包片落地时几乎总是黄油面朝下”的力学原理究竟是什么

 近读《现代物理知识》2002年第5期中“力学原理与墨菲法则”一文(以下简称“原理”),颇感其中疑点甚多。苦思良久之后,作此文以抒己见。“原理”一文在阐述“面包片被碰出桌边掉下去时,几乎总是涂了黄油的一面着地”的力学原理时,把涂了黄油的面包片的下落过程简化为一薄片在真空中的自由下落过程。根据这个简化模型,“原理”一文作者列出方程,并对一个特例(面包片长0.1米,具有竖边的桌子高0.8米且初角速度为0)作了数值计算,结果似乎表明,任意薄片自水平状态从高为0.8米且带有竖边的桌子边滑下而落地时,总会翻转,即说明面包片在桌面上时若黄油面朝上.     

谈谈气体称量定律及其表达式

 从以往的经验或知识中得出来的科学命题,能否进一步被人们认同为科学定律,这决定于对这个命题的证明(常常是数学证明)是否“真”,而在几种证明“同真”时,则又决定于是否存在“美”。“我选择美”是科学家普遍的心理写照,只有既“真”且“美”的证明,才能使科学命题在人们心目中顺理成章、水到渠成地升华为科学定律。由于在物理实验中充了气的黄铜球比真空时的黄铜球重,所以人们不难从力平衡知识中直觉得到这样一个科学命题,即“气体重量等于下方气压减上方气压”,对于这个可以直觉出来的命题,有关教科书是用微分来证明的。     

对称性是物理学的一把双刃剑

 对称性的概念最早源于生活。所谓“对称”,通常是指左右对称。除此之外还有轴对称、球对称等。在近代物理学中,对称性是一个很深刻的问题。在粒子物理、固体物理、原子物理等领域里,对称性问题也很重要。德国大数学家魏尔斯特拉斯(Weierstrass,1815～1897)首先提出了有关“对称性”的普遍定义,即把一个“体系”通过不同的操作达到不同的“状态”,若前后两种不同的“状态”在此操作下不变,我们可以讲这个体系对于这一操作是“对称”的,而这个操作也可以认为是这个体系的“对称操作”。常见的对称操作有空间的平移、转动以及时间的平移。     

饮水鸟中的热力学原理

 古老的中国玩具饮水鸟外形像一只鸟，主体由玻璃制成。它的身体是一根玻璃管，管的上端是一个小球，也就是鸟头，管的下端是一个大球，也就是鸟的尾部。球内装有液体，管的下端浸在液面下。整个鸟身是密闭的，架在一个类似鸟腿的座上。它的头部粘有尖尖的嘴，尾部粘有羽毛。而它的神奇之处就是，在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口后，直立起来。可是直立一会儿它又会俯下身去，等到鸟嘴浸到了水，“喝”了一口，又会直立起来。就这样，它不停地点头喝水，就像是一台永动机。这一点使爱因斯坦都为之吃惊。据资料记载，有人将饮水鸟赠送给爱因斯坦，当他看过并明白其原理后,十分惊叹饮水鸟的设计。因此这个玩具又被叫作“爱因斯坦也吃惊的玩具”。     

怀念我的师长王竹溪先生和胡宁先生

 我是１９５６年进北京大学物理系学习的．这一年开学时,适逢国家高等教育部审定颁布《综合大学物理专业教学大纲》．那是一个全面推行“学习苏联先进经验”,并且普遍把这一口号理解为“凡是苏联经验必定先进,必须学习”的时代．在这一份当时被认为具有“法律效力”的大纲里,几乎所有各门数学和物理学的基础课程列出的主要参考书（许多课程是全部参考书）,都是苏联教科书的译本．仅有的两个例外是：“热力学和统计物理”课程的主要参考书是王竹溪先生的《热力学》和《统计物理学导论》,“电动力学”课程的主要参考书是胡宁先生的《电动力学讲义》．     

中学物理中的时间对称性

 时间在动力学中不过是作为一个“几何参数”出现,达朗贝尔早已注意到这个特点.拉格朗日走得更远,他甚至把动力学叫作“四维几何”,这比爱因斯坦和闵可夫斯基的工作早了一百多年.     

光束造型工艺

 1．光束造型工艺原理光束造型工艺(Photoforming Process),是一种用紫外线硬化树脂在光的照射下进行积分式造型的加工方法。这种树脂本为液态,经紫外线等光束照射后便成为固体(这一过程称之为“固化”)。     

物理学与科学美

 日常生活中,“物理学”和“美”这二个术语都是人们非常熟悉的．在辞典中,物理学的定义是：探讨物质结构和物质运动规律的学科．“美”在辞典中的定义具有多样性,在一定范畴内,“美”定义为：各个部分的匀称性和比例性、和谐、形式的适宜性和完整性,形式和内容的一致性等等．当然,这只是静态的看法．在动态的认识中,“美”本身还包含着受历史和社会制约的因素,也就是说,“美”是发展的、变化的．表面看来,这二者似乎关联不多,实际上,若以扩展的眼界观察,从表层研究或深层上思索,二者关系异常密切．诺贝尔物理学奖获得者阿尔芬曾指出：“像画家运用色调,雕刻家利用石膏,音乐家通过音符来表达自己的见解和感受一样.     

悟空的担心是多余的——“天上一日,地下一年”的相对论解释

 西游记中“天上一日,地下一年”的说法很多,而悟空也因此急急忙忙不敢在天上停留,惟恐师傅有失。按照这种说法,“天上”的1秒,就是“地下”的360秒,悟空上天求教,就算在“天上”只过了30秒,“地下”早已过了3个小时,这么长时间,妖怪能等得及?还有,为凤仙郡求雨,悟空在“天上”的时间就算是30分钟,地上已过了一个多星期了!“天上”的时间真的比“地下”的时间过得慢吗?神仙真能因此长寿吗?根据狭义相对论的理论,只有当“地下”和“天上”以某一速度(接近光速)做相对直线运动时,才会出现“天上一日,地下一年”的情况。     

“爱迪生”珍珠及染色处理有核珍珠的谱学特征

颗粒大、圆度高并具有浓郁颜色的淡水有核养殖珍珠（商贸名称为“爱迪生”珍珠）为珍珠市场提供了更高的品质与价值,然而受利益的驱使,染色的有核养殖珍珠也逐渐流入市场,扰乱了消费者的健康消费,在一定程度上阻碍了“爱迪生”珍珠产业的良性发展。本文利用红外光谱仪、紫外-可见分光光度计和光致发光光谱仪对养殖和染色“爱迪生”珍珠进行了系统的谱学研究,并将其与海水珍珠、染色海水珍珠进行了比较。结果表明：（1）染色与养殖“爱迪生”珍珠在红外光谱上均显示1 445,882和725 cm-1处的文石振动峰,其中染色“爱迪生”珍珠在3 800 cm-1处均出现宽缓的弱吸收峰;（2）染色“爱迪生”珍珠的紫外可见光光谱中280 nm处的吸收峰明显弱于养殖“爱迪生”珍珠,染色后的“爱迪生”珍珠整体反射率降低,可能与染剂使珍珠中的蛋白质分子受损有关。染黄色“爱迪生”珍珠缺失养殖橙黄色“爱迪生”珍珠在360～380 nm处的吸收峰,而与染色海水金珠430 nm处的强吸收峰相似。染黑色“爱迪生”珍珠在425 nm处有吸收峰,染色海水黑珍珠在480和645 nm处有吸收峰,养殖海水黑珍珠在702 nm处有吸收峰,三者图谱的差异可能为各自的染料不同所致;（3）养殖“爱迪生”珍珠在光致发光光谱中450～550 nm范围内可见一组吸收峰,染色“爱迪生”珍珠的发光中心向红区偏移且在650 nm附近出现强度不等的与染色剂相关的吸收峰,染色海水金珠也在600 nm处有和染色剂有关的吸收峰。     

关于“104-109号元素的最新定名”一文的说明

 感谢《现代物理知识》编辑部,为１０４-１０９号元素的命名问题给了我发表个人看法的机会。在“１０４-１０９号元素的最新定名”一文（发表于本刊１９９９年第６期）寄出不久之后,笔者获得如下信息：１．１０８号元素“ｈａｓｓｉｕｍ（Ｈｓ）”来源于德国ＧＳＩ的所在地黑森州（Ｈｅｓｓｅ,Ｈｅｓｓｅｎ）,不是用来纪念Ａ．Ｅ．Ｈａａｓ的。全国科学技术名词审定委员会确定译名为“”是妥善的。２．关于１０７号元素“ｂｏｈｒｉｕｍ（Ｂｈ）”,过去有些书籍曾用“”的译名．全国名词委鉴于汉字中“王”旁居于中间位置者没有先例,故未采用．由此可知,全国名词委对于该词的译名是经过斟酌的．关于“104-109号元素的最新定     

为什么与为什么的为什么……

 江向东先生送我这本《迷人的科学风采──费思曼传》的时候,面容透着诚恳与兴奋,只说了一句话：“交稿后５个月就拿到了书．”朋友又有新译问世,我自然很高兴,当晚我们一起忙着开会,无暇顾及会议以外的“风采”,那本可爱的新书在我办公桌上寂寞了一宿．次日晨捧起它,顿觉相读恨晚．读书引发的共鸣,让人激动,这心情,源自那位受人爱戴的物理学家理查德·费恩曼的散文诗：“我想知道这是为什么．我想知道这是为什么．我想知道为什么我想知道这是为什么．我想知道究竟为什么我非要知道我为什么想知道这是为什么！”读到这里,我几乎喊出来：洋洋３０万言的“风采”,尽可用这几行文字来概括了！     

磁悬浮技术与磁悬浮列车

 随着上海磁悬浮线的全线开通,“磁悬浮”技术成为当前热点话题之一,并受到媒体的重视。磁悬浮列车的原理并不深奥。简单说是运用磁铁“同性相斥、异性相吸”的性质,使磁铁具有抗拒地心引力的能力,即“磁性悬浮”。科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上,使列车完全脱离轨道而悬浮行驶,成为“无轮”列车,时速可达几百千米以上。跟飞机差不多了!这就是所谓的“磁悬浮列车”,亦称之为“磁垫车”。一、“磁性悬浮”原理磁悬浮技术的研究源于德国,早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理,人们称之为磁悬浮之父,并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。     

警惕伪科学

 1992年10月16日,在北京的民族文化宫举行了一个“科学发现低温新能源新闻发布会议”,邀请各方面人士及记者参加。会上,“中国低温新能源开发研究制造中心（筹）”的主任向全世界公布了一个“喜讯”:“中国人科学发现以低温深冷冷量为能源,人类可以拥有任有（原文如此）尽有、廉价无害的能源。中国人完成了大规模、高效率、廉价开发低温差热能与自然常温热能作功发电的产业发明。”他指出:“历史将永远记住今天这个不寻常的日子,历史将记住今天在座的每位先生、女士的名字,你们是历史的见证者,你们今天的新闻稿将是人类文明进化史上的重要文献。”     

北京现代物理研究中心介绍

 北京现代物理研究中心(Beijing Institute ofModern Physics,简称BIMP)是由李政道教授倡议,并经国务院批准,于1987年10月14日在北京大学成立.国家教委聘请李政道教授担任“中心”主任兼“中心”学术委员会主任,中国科学院院长周光召教授担任“中心”学术委员会副主任,北京大学副校长陈佳洱教授担任“中心”常务副主任和学术委员会副主任.设立北京现代物理研究中心的目的,是为了在我国建立良好的学术环境,促进国内科学研究的横向联合,和国内外的学术交流,使“中心”逐步成为培养现代物理方面的高级人才的开放型教学和科研基地.“中心”主要活动方式是,按精选的题目,组织国内精干的学术队伍,与国外著名学者一起,就现代物理的前沿问题进行探讨,组织力量突破.     

巴基管研究的新进展

 以C₆₀为代表的巴基球是纯碳的第三种稳定的同素异型结构,具有许多独特的物理化学性质,显示出了广泛的应用前景。为此,巴基球的发现和深入研究,被科学界誉为开创碳化学领域的一场革命。 当巴基球这颗“科技明星”刚刚升起之际,又一个熠熠生辉的新名词跃入了人们的眼帘,这就是目前鲜为人知的“巴基管”。     

“文化模式”的教学实践

 物理学是研究自然界规律的科学．物理教学具有科学教育的功能,这是人所共知的,但物理学同时也是人类文化的一部分,物理学家的思想、精神被“内化”在物理学丰富的内容中,物理学被深深地打上了人类的烙印．因此,物理学还具有人文教育的功能,但是,在目前的物理教学中,过分强调的是其科学教育功能,人文教育功能则被割裂和忽视了．这是物理教学的误区和遗憾．“文化模式”就是为了突出物理学的人文精神,强调物理学与社会的相互联系和相互影响而产生的一种教学模式．它代表的是这样一种教学观：物理学的文化价值也应是教学的重点．因此,模式的特点是;“以文化为中心,历史地学”．