新型太阳能电池——染料敏化太阳能电池研制进展

能源问题是当今世界各国共同面临的严重问题;寻求低污染、可持续使用绿色能源是世界各国科学家共同关注的问题.太阳能不仅是地球几十亿年来,推动自然界种种演化的基本动力,也是当今人类实现可持续发展最可靠的能源,但是长期以来人们仅仅靠太阳自然照射状态下,通过植物吸收、风云雨雪变化利用太阳能,物理学的发展,尤其是半导体材料的创造,开创了人类用科技手段进行太阳能发电的道路.     

以太学说的发展和以太内涵的演变

以太是物理学中最古老且最富有争议的一个概念,伴随着经典物理学的发展而发展.以太学说的每一次兴起总是伴随着一些物理学基本问题的提出,而以太学说的衰落也总是伴随着人们对这一基本问题认识的深化和进步.本文论述了以太学说在力学、光学、电磁学等经典物理学领域的发展历史,并阐明随着经典物理学的成熟和现代物理学的建立,以太模型已经被目前主流物理学家眼中更完美的现代物理学理论所放弃,以太存在的土壤也已经消失.     

铁电固态热机的物理机制及应用

能源是当今举世瞩目的重大问题.研制新型能源材料,探索节能新途径是物理学和材料科学研究中的重要课题.早在二十年代就有关于铁磁体作为工作物质的致冷机和热机(热引擎)的设想和实验[1,2],但将铁电体用于致冷机和热机的研究则是近十几年才发展起来的.这种热机的特点是,工作物质是在居里温度附近工作的铁电介质.热机通过温差电效应和热电效应相结合,将热能直接转变为电能,而不要任何普通热机所需的复杂中间机械系统,还可以利用低温能源(如太阳能、地热和工厂废热)来发电.这是一种新的发电方式.人们在对其物理机制和材料问题研究的同时,着重在…     

新科技革命的趋势与对策——惯性约束核聚变(ICF)物理研究的进展与展望

能源科学是当代科学技术的重大课题之一。随着文明社会和生产力的发展,人类对能源的需求日益增长,原子能当然是一种将来最有前途、最受重视的能源。原子核裂变反应堆作为一种能源已愈来愈受到各国政府的重视,原子能电站的发电量占世界总发电最的比例也在逐年增加。从50年代开始,人们又在进一步探索核聚变能的利用问题,     

无序世界与物理学

 我们的物质世界,到处是有序和无序世界.然而,稍细观察不难发现周围世界的无序性是更普遍而有序性只不过是局部的或特殊的.人们对这一无序性的研究历史悠久,但遇到的困难很大,直到本世纪50年代还看不出多大进展.自从量子力学发展以来.物理学工作者就开始对有序的晶体材料进行了研究,并确立了它的物理学基础.但对无规则的无序系统的研究直到1958年安德逊(Anderson)发表他的一篇著名论文开始到1968年才引起了众多科学家的重视.很快就成了物理学中的一个热门课题.     

物理学是能源科学之本

能源是发展生产和提高人民生活水平的重要物质基础,是制约国民经济发展的重要因素,也是决定战争胜负的战略重点。现代社会离不开能源。目前,能源问题已成为世界各国极为关注的重大问题。能源科学亦已成为当今世界激烈竞争的前沿阵地。但是,能源科学从诞生之日起就与物理学结下了不解之缘。 顾名思义,“能源”即能量的来源。在能源科学中,“能源”就是指能够提供某种形式能量的自然资源,它包括提供某种形式能量的物质资源和某种物质的运动形式。例如,燃料、风、水流、太阳能等都是能源。实际上,能源的利用过程就是能量的转化与传递过程。 人类在生产和生活过程中需要各种形式的能源,其中用量最大的是热能、机械能和电能。我们可以按照需要,把自然界中存在的能源转化为各种形式的能量,而这些能量的转化绝大部分都是在物理过程中实现的。因此,能源的开发和利用就不能不受物理学中能量转化与守恒定律的约束。 人类开发、利用能源的历史充分表明,能源科学的创建和发展是以物理学作为其重要理论基础的。离开     

基础物理教学改革之管见

 物理学来自生产和生活中的现象和问题,也对生产和生活起了显著的促进作用。物理学是现代技术和现代工业的科学基础,不少新技术、新产品都是从物理实验室的研究成果中发展起来的。然而,物理学对生产和人们生活所起的这些重要作用,并未被大多数人所认识。物理学本是工科各专业学生的重要基础课,但一些学生对物理课的重视程度明显不如专业课。     

重视实验物理学史的研究——评介《著名经典物理实验》和《近代物理发展中的著名实验》

物理学,按它的本质来说,是一门实验科学,也是一门量的科学.由此决定,物理学的基本研究方法是实验和数学相结合.这是350多年前,伟大物理学家伽利略(1564-1642)所创造的,已形成物理学的一个优良传统.从物理学的发展来看,也是一个最明显的事实.郭奕玲、沈慧君编茗的《著名经典物理实验》(北京科学技术出版社,1991年1月出版)和郭奕玲、林木欣、沈慧君编著的《近代物理发展中的著名实验》(湖南教育出版社,1990年12月出版),对帮助人们了解这个明显的事实,并进而认识到它在物理学发展中所起的作用,都提供了直接而可靠的资料. 这两本书介绍的近代物…     

高压物理讲座 高压下物质的一些物理性质

自布里奇曼(P.W.Bridgman)卓有成效地进行高压研究工作以来,随着静态超高压技术和动态超高压技术的发展,科学家们开拓了一个新的重要的研究物质性质的领域——高压物理学.它是一门研究处于超高压条件下物质性质的学科,目前已受到人们广泛的注意和重视.布里奇曼本人也因为这方面     

物理学与现代生命科学

 二十世纪五十年代以来,随着物理学理论、技术的发展和取得的辉煌成就,特别是生物学研究从现象的描述进入了现代生命科学新阶段,物理学参予和渗入生命科学的研究已成大势所趋,一门新兴的边缘学科——生物物理学也应运而生,并得到了迅速成长和发展.生命科学研究为什么受到人类的普遍重视?物理学对生命科学研究能发挥哪些作用?生物物理学研究些什么问题?这些都是物理学者感兴趣的问题.生命科学对人类科技、经济和社会发展的作用本世纪五十年代,对遗传物质DNA双螺旋结构的阐明,开创了分子生物学,被认为是二十世纪自然科学的重大突破之一.三十年来,分子生物学取得许多重大进展,如已阐明了许多蛋白质和核酸的一级和立体结构,揭示了生物的遗传、生长、分化、神经传导、肌肉收缩、免疫功能等生命现象的奥秘.     

物理学的方法论与发展前沿研究

随着物理学研究的进展,物理学的方法论与前沿问题越来越受到人们的关注.在剖析物理学的常规研究方法和非常规研究方法的基础上,阐述了物理学的发展前沿问题和新理论,所涉及的物理学研究思维和方法,不仅有助于物理学的研究,而且对其他学科的研究也具有较好的借鉴作用.     

一个新的多常数状态方程

一、引言 由于常规能源储量有限,无法长期满足人类日益增加的能量需求,因此开发新能源和节约常规能源已成为世界各国普遍重视的课题。在现阶段在低焓能源的转换和利用中,人们注意到了低沸点工质。然而开发并利用低温热能,在现阶段还存在着工质热物性数据缺乏等问题。为编制低沸点工质热力性质图和表,本文提出了一个精度高、实用范围广的状态方程。     

粒子物理学和核物理学的相互交叉

 自从1911年卢瑟福用α粒子作为炮弹轰击金属薄箔发现了原子核,核物理学发展为物理学的一个重要分支.进入20世纪50、60年代以后,由于高能加速器的迅速发展,人们对物质结构的认识又深入到更深层次,基本粒子的种类多达几百种,粒子物理学成为探索微观世界的最前沿的一个学科.粒子物理学的诞生和发展深受核物理学的影响,而粒子物理学的发展反过来又影响着核物理学的某些基本问题的研究.一、原子核的新自由度1932年查德威克发现了原子核内除了有质子外还有中子,接着海森堡提出了原子核是由质子和中子组成的,质子和中子一直是组成原子核的基本组成成份.原子核内的质子、中子结合很紧,那么是什么样的核力使它们聚集在一起.     

90年代物理学：原子,分子和光学物理

一、原子、分子和光学物理的实质 原子、分子和光学物理(简称AMO物理学)旨在阐明物理学的基本规律,认识物质的结构及物质在原子和分子水平上的演变,认识光所有的表现形式以及发明新技术新设备等.AMO物理学向其邻近学科如化学、天体物理、凝聚态物理、等离子体物理、表面科学、生物学、医学等提供了理论、实验方法及基本数据.AMO物理学还促进了国家安全系统和核聚变、定向能源、材料研究等国家项目的发展.AMO物理学的发展使激光以及光加工和激光同位素分离等先进技术成为可能,并且由此出现了新型工业如光纤通信和利用激光进行加工.这些…     

物理学与发展中的航天能源技术

 在人类开发太空、利用太空资源的航天活动中,航天能源是不可缺少的。无论是航天器的发射,在空间进行的姿态控制、轨道修正,还是航天器上各种电子设备的正常运行,都需要能源。由于航天器的特殊工作环境和工作性质,军事航天能源必须具有重量轻、无振动、寿命长、性能稳定等特点。物理学为航天能源的发展奠定了重要的理论基础。目前,人们正在不断地提高航天能源的利用效率,开发新的航天能源。一、火箭发动机火箭发动机是利用反作用推进原理产生推力的,是运载火箭的动力系统。可根据航天器在不同的运行过程需要的不同推力和工作环境,选取不同类型的火箭发动机。     

物理学中的唯象方法与唯象理论的认识论意义

布莱克（Paul J．Black）在谈到物理教育问题时提出：“如果物理教育是为更多学生的全面发展服务的,那就应当重视物理学家的工作成果在社会上、技术上的应用;应当重视物理学的哲学和物理学的历史;应当重视蕴含于我们文化之中的物理学方法;应当重视物理学家这个专业群体的特点,如支持、贡献社会的方式等。”本文就物理学认识论的一个课题谈一点认识,也算是对布莱克先生的响应吧。     

快离子导体的核磁共振研究

近几年来,快离子导体的基础和应用研究都发展很快.这主要有两方面的原因:一方面因为快离子导体是一种具有液一固二象性的异常物态,通过对它的研究,有可能揭示出一些新的物理现象,所以凝聚态物理学家对它很感兴趣;另一方面,快离子导体可以作为各种电池的固体电解质,它是解决能源问题的一个重要途径.同时还可以用它做成一些离子器件或电化学器件,这引起其它领域的科学家对它的注意.随着研究工作的进展,可望形成凝聚态物理的一个重要分支──快离子导体物理学. 目前,研究快离子导体的方法很多,如电导率测量、核磁共振、X光衍射和中子散射、光…     

超声生物物理学

一、引 言 近几十年来,由于物理学和生命科学的迅速发展和相互渗透,一门年轻而具有强大生命力的边缘学科──生物物理学已经形成.在国外一些著名大学中已创办起生物物理学系或开设生物物理学专业[1]. 超声生物物理学是生物物理学的一个重要组成部分. 七十年代以来,医学超声取得了异乎寻常的进展[2],特别是对人体脏器实时超声断层显象技术的发展和普及以及超声计算机辅助断层显象(即超声CT)技术的崛起,使得人们对超声在活性组织中传播规律的了解变得十分迫切.就是在这种情况下,超声生物物理学应运而生.目前,这门新的边缘学科已成为某些大学…     

计算机代数与物理学

一、计算机代数 随着计算机性能价格比的日益提高,它在物理学各部门中的应用也日渐增多.来自不同领域的物理学工作者,从不同的角度使用计算机,逐步积累了大量的知识.这就形成了计算物理学.现在公认,计算物理是独立于理论物理与实验物理之外的第三物理学.它对物理学发展的重要性,逐渐为人们所认识.虽然如此,但目前对计算物理迄今尚无一个公认的定义.在欧洲物理学会计算物理分会的一篇工作总结中,D.Biskamp[1]定义计算物理为:“涉及在物理学中应用计算机的一切方面”. 通常,计算机在物理学中主要用于:进行数值计算和数值分析Z物理过程的计算…     

实验在物理学理论发展中的作用

任何学科都有它的研究方法，物理学也不例外.物理科学方法是物理学发展的灵魂，在物理理论发展过程中，人们用过许多研究方法，其中实验方法是最主要的方法之一.所谓物理实验，就是"人们根据研究的目的，利用科学仪器、设备，设法控制或模拟物理现象，排除次要因素，突出主要因素，在最有利的条件下研究自然科学的一种方法"[1].实验在物理理论的产生、形成、发展和完善中，起着重要作用.一、物理学足从实验产生的著名物理学家丁肇中先生说："事实上，自然科学理论不能离开实验的基础，特别是物理学是从实验产生的"[2].物理学发展史就有力地…