科学与魔术

 魔术是一种历史悠久的传统艺术形式。它起源于原始文化,起源于人类的幻想,早在新石器时代,已有魔术活动的踪迹。魔术是一种诚实的艺术,坦率地向人们宣布,它所表现的一切现象都不是真的。然而这一切又都非常地逼真。这就是它的魅力所在。多少年来,魔术以千变万化、神秘莫测的技巧,吸引着万千观众,在人们发出会心微笑的同时,为人们留下了一连串的不解之谜,发人深省。魔术与科学有着不解之缘。许多魔术表演是借助于自然科学的规律,加上巧妙的构思和精湛的演技,制造出似乎违反常规的假象,引起人们的好奇,激发人们揭开谜底的求知欲望。它的创作和表演过程有许多值得借鉴的经验。     

五彩缤纷的物质形态

 “一尺之棰,月取其半,万世不竭。”这是2000多年前春秋时期公孙龙的著名立论。现代科学的发展,正在检验这个立论。这个物质无限可分的思想,也给近代物理学的发展提供了参考。要了解物质的微观运动,就要了解物质的微观结构层次及各层次的粒子运动。众所周知,实体物质是由分子组成,分子是由原子组成。到目前为止,化学上已发现109种元素,数千种同位素。而原子呢,在化学反应里是不能再分的颗粒,但在物理学里,却是可分的。原子是由带正电的原子核和绕核运转的带负电的若干电子所组成。     

穷酸的西南联大与3位诺贝尔奖得主

西南联大的历史。前后不过8年半（1937年9月至1946年5月）。当年的物质条件可够穷酸的：学生宿舍无一砖一瓦,全是夯黄土为墙,堆茅草为顶,窗户没有一块玻璃,仅有几根树枝聊以象征。绝大多数师生经常是食不果腹,衣不蔽体。不时还要在敌机轰炸下逃生。在校学生不超过2000。可是当年的西南联大,在三不管的地方。坚守大学理想,主张“教授是大学的灵魂”,实行“不妄用一钱,不妄用一人”,教师为爱国而教,学生为救国而学,吃红薯干,     

有光的日子——写在2015国际光年

<正>初生,她来到光的世界。光是万物的起源,是生命的分隔线。一声啼哭,一片光明。童年,旋转的万花筒,雨后的七彩虹,周遭是那么的多彩绚烂。她知道,日出前的天际会泛出朦胧的鱼肚白色,落日时的晚霞辉映着靛蓝色的天空;即使是黑夜来临,也有星光阑珊。她喜欢初夏的暮色,窗前旳老椿树随微风摇曳,渐渐枝叶斑驳,     

关于地雷、探雷以及中子探雷

 自19世纪美国南北战争中第一次使用地雷作为防御武器开始,地雷已经发展了近200年。在第一、二次世界大战,越南战争,海湾战争中,地雷作为防御武器和攻击武器,发挥着极为重要的作用。由于战争,世界各地留下了许多余雷。这些地雷使耕地遭受污染,道路不能通行,甚至威胁到人们的生命。目前全球有6千万～1亿枚地雷分布在60多个国家,平均每年约有2万人因此受伤甚至死亡。按现在的技术,每年大约可以排雷10万枚。照这样的速度,大约需要1000年才能完全消除分布在世界各地的地雷。因此,扫雷是必需和紧急的,而且是世界性的。地雷种类繁多,具有各种不同的尺寸、形状     

“诺贝尔物理学奖110年知识竞答”活动优秀感想选登

诺贝尔物理学奖获得者都是经历了千辛万苦之后才荣登讲台的。他们在这个领域都是经历了刻苦钻研几年,十几年,几十年。几十年如一日的坚守,才能换来最终的成功。坚守自己的选择,做下去,一直做下去。我觉得,人都是有共性也有个性之分的。总的来说,作出对全世界有贡献的人是少之又少的,全世界也只有一个诺贝尔啊。那么作为我们平凡的人怎样去实现个人的价值,我觉得就是做好自己的本职工作,像我们就是安教乐教,上好每一     

穷酸的西南联大与3位诺贝尔奖得主——真正意义上的世界一流大学

西南联大的历史,前后不过8年半（1937年9月至1946年5月）。当年的物质条件可够穷酸的：学生宿舍无一砖一瓦,全是夯黄土为墙,堆茅草为顶。窗户没有一块玻璃,仅有几根树枝聊以象征。绝大多数师生经常是食不果腹,衣不蔽体,不时还要在敌机轰炸下逃生。在校学生不超过2000。可是当年的西南联大,在三不管的地方,坚守大学理想。主张“教授是大学的灵魂”,实行“不妄用一钱,不妄用一人”,教师为爱国而教,     

弯曲的时空

 在牛顿时代给出的绝对时空观中,时间与空间都是绝对的,彼此无关。即时间与空间都是彼此独立的,互不相关,并且不受物质和运动的影响。1905年爱因斯坦建立的狭义相对论时空观中,时间、空间和运动三者相互关联,它们都伴随着物质的存在而存在。但未能说明引力与时空的关系。1915年爱因斯坦建立了广义相对论。它揭示了空间、时间、物质、运动的统一性,几何学和物理学的统一性,解释了引力的本质,也为现代物理学和宇宙学的发展打下了重要的基础。广义相对论的一个重要结论,是我们的时空是弯曲的。广义相对论告诉我们,在引力物体的近旁,空间和时间要被扭曲。     

世纪间物理学发展和思考

 物理学发展到今天,对推动人类文明进步起了很大的作用。回顾过去,展望未来,我们不应该慨叹物理研究之前途渺茫,２１世纪的物理学定会得到突破性发展,物理学又将上一个新台阶。物理学是研究物质的基本结构和物质运动最一般规律的学科。更广泛地讲,物理学是研究自然的科学。物理学发展史实际上是人类探索自然、认识自然及改造自然的过程。当今社会,高度物质文明、高科技生产都是以人类对自然认识程度为基础的。物理学方面每次重大发展,总是把社会生产推到一个新的高度。随着人类实践和认识水平的提高,物理学更趋完善,然而物理学的发展并未走到尽头,也不可能走到尽头。     

原子荧光法测定刺五加不同部位中的砷、锑、汞、硒

采用微波消解处理样品,建立了氢化物发生-原子荧光法测定刺五加不同部位中的As, Sb, Hg, Se的分析方法。在最佳工作条件下,Se, Sb, Hg, Se的浓度与荧光强度均呈现良好的线性关系。砷的检出限为0.068 ng·mL-1,RSD为1.05%;锑的检出限为0.155 ng·mL-1,RSD为1.32%;汞的检出限为0.014 ng·mL-1,RSD为2.03%;硒的检出限为0.052 ng·mL-1,RSD为2.34%。并选用标准物质人发(GBW07601)对测定方法的准确度进行考察,该方法灵敏、快速准确。实验结果表明,刺五加不同部位中As, Sb, Hg, Se的含量有所差异。As, Hg和Se主要在叶中含量较高,锑在根中的含量高于其他部位。     

应用ICP-MS测定苹果中重金属的分布

食品安全已经成为现阶段国际国内重要的社会问题,特别是重金属、农药和兽药残留。以市场销售的红富士苹果为实验材料,借助于ICP-MS对苹果中重金属在果皮和果肉的分布进行了测定。结果显示,同一个果实中重金属(Cr,Sb,Cd,Pb,Sn,Zn,Cu,Co,Ni和Tl)含量主要集中于果皮,果肉中重金属含量显著低于果皮。这些结果说明重金属被植物吸收以后,容易在果皮积累,果肉中含量较少。在目前环境污染严重的背景下,食用水果时应当注意削皮,尽量减少重金属危害。重金属在苹果果实中分配规律的机理需要进一步研究。     

雷电在东西方文化中的差异

 狂风呼啸,云海翻腾。刹那间,电闪雷鸣,暴雨滂沱……雷电,自然界中最惊心动魄,威力巨大的瞬间释放的能源之一,自它远古诞生之日起,就对地球表面大气的形成和氧气的制造,乃至地球上生命的起源及人类的进化都起到了难以估量的作用。一、雷电在东方演绎成历史悠久意义深远的“龙”文化龙,是东方文化的标志,是中华民族的图腾。图腾是集崇拜、敬畏、恐惧和想象于一身的虚拟画像。那么,龙是怎样产生的?它最早的文字记载源于何处?远古时期,人们常常受到雷电袭击,但不明其理,进而产生雷龙的端倪。如《投荒杂录》中就有,一群百姓遇上大雷电,雷鸣电闪中,天上出现一头“豕首鳞身”的怪物,形状奇特,向人们扑来,人们慌忙举刀自卫。     

物理学史上失踪的中国人

李复几,原名李福基,字泽民,江苏吴县人。李复几是第一位出国学习物理学并获得博士学位的中国留学生,是中国近代物理学先驱者之一。他早年就读于长沙习武学堂,后入上海南洋公学。1901年,李复几南洋公学中院毕业,获该校奖学金资助,去英国留学,1904年从伦敦大学毕业。1906年,李复几赴德国波恩皇家大学学习,在著名物理学家、大气中氦的发现者H.Kayser指导下,进行光谱学研究。李复几的博士论文完成于1907年1月,题目是《关于勒纳碱金属光谱理论的分光镜实验研究》,主要内容是通过拍摄钠的火焰光谱图来验证P.勒纳(Lenard)提出的火焰中心发射说。为了验证勒纳的理论,李复几在其导师凯瑟尔指导下,在波恩大学物理研究所做了实验研究。他将钠放入两根碳棒电弧之中,用摄谱仪拍下火焰照片。其摄谱仪是当时最好的光谱仪,可以在百分之一秒的曝光时间内拍下清楚的铁弧光谱。李复几拍摄了大量照片,即使以高倍放大镜在毛玻璃上观察,也没有看到中空火焰的形状,甚至连一丝痕迹都不存在。李复几又进一步采用加大光圈或延长曝光时间的方法,通过反复实验发现:"加大一倍光圈,第一副线系谱线的图像和正常光圈时主线系一样大;再加大光圈,第一副线系的图像还可以大于最小光圈时主线系的图像。"因此,李复几得出结论:火焰图像大小实际上是与其强度相关的。最后,李复几在论文中断言:"我相信,这足以证明勒纳关于光弧由大量相互包裹的中空火焰组成、每一个都是一个发射中心,每个中心发射一个线系的假说是不正确的。"同时他也分析了勒纳假说产生错误的原因。波恩大学认为李复几的论文做得非常优秀。勒纳因阴极射线的实验研究于1905年获得诺贝尔物理学奖,是当时德国物理学大权威,后来成为20世纪科学领域的主将的爱因斯坦曾于1903年提出申请要做他的助手,被他拒绝。这样一位物理大师所建立起来的理论,却被一个年仅25岁的中国青年人所推翻,足见我国第一位物理学博士出手不凡。然而,令人遗憾的是,除了其博士论文扉页上关于求学经历等少量信息外,其余关于李复几的生平鲜有人知。李复几回国后从事何职业,何年而卒?没有人知道他的行踪。就连他的儿女,也不知道父亲是一位怎样的人。在上海交大发掘出的历史材料基础上,2007年起,李复几的儿子——82岁的李正修决定寻找父亲的踪迹。他凭着自己对父亲的一点记忆,并综合亲属访谈,进行了调查研究。李复几(1881-1947年)几年来,李正修分别给武汉、萍乡、南京、自贡等有关单位和人士写信,请求帮助查找有关父亲的情况。他参照相关历史档案,文字资料等等,补充了父亲在四川自贡盐井工作和生活直到病逝的大致情况。他深深感谢给予各种帮助的单位和个人。虽然李复几回国后没能继续在国外的研究工作,但他与其他几位中国早期物理学者首开中国人研究物理学之先河,一定程度上影响了后来者,成为中国近代物理学发展史的"起点"人物。本刊转载杨东晓记者于2012年第8期在《看历史》上发表的《物理学史上失踪的中国人》,让更多的物理学者了解我国第一位物理学博士李复几的生平和对物理学的贡献。     

避雷针的发明与发展

 历史上关于避雷针的发明,有一段广为人知的故事。1752年,46岁的美国科学家富兰克林用绸子做了一个风筝,并在一个风雨交加的天气里用麻线把风筝放上天空,麻线下端系了一把金属钥匙,当雨水把麻线浇湿以后就变成了导电体。这时,他把手靠近钥匙,突然看到电火花在钥匙和手指之间跳过,同时,手指感到一阵刺痛。这个实验证明了天空中打雷实际上就是一种大规模的放电现象。由此,使富兰克林想到,如果在高大的建筑物上装一根金属导线,导线下端接地,根据尖端放电的原理,就可避免建筑物遭到雷击的危险。这就导致了避雷针的发明。     

世界著名实验室－卡文迪许实验室

卡文迪许（Cavendish）实验室是当时担任剑桥大学校长的卡文迪许私人捐款兴建的,它既是剑桥大学的物理系,又是研究实验室。它的建立,顺应了19世纪后半叶工业技术对科学发展的要求,促进了科学技术的发展。它很快便成为世界科学研究中心之一。随着科学技术的发展,科学研究工作的规模越来越大,社会化和专业化是必然趋势。现在回过头来看,当年卡文迪许的做法是很有远见的。     

让爱因斯坦的精神永存

 在靠近德国柏林一个名叫卡普士的渔村,有一幢爱因斯坦生前住过的别墅。60年前,当他在这里思考宇宙本质的问题时,时常喜欢穿着便鞋,到这幢别墅后面幽静的树林中散步。如今,这幢房屋及松林依然存在。但是上个月,在靠近爱因斯坦过去常去散步的地方,一辆隆隆的推土机清出了一块用作停车场的空地。     

浅谈如何提高学生学习物理的兴趣

浓厚的兴趣将是人们刻苦钻研、勇于攻关的强大动力。孔子曰:"知之者不如好之者,好之者不如乐之者。"爱因斯坦说:"兴趣是最好的教师。"杨振宁博士也说过:"成功的真正秘诀是兴趣。"学生只有对物理感兴趣,才想学、爱学,才能学好,从而用好物理。因此,如何激发学生学习物理的兴趣,是提高教学质量的关键。     

磁单极子之谜

 在历史上,人们最初认为磁现象是正负磁荷产生的。但是,长期以来,从没有人发现过单独的磁北极或磁南极。因此,传统上认为磁是一种固有的双极现象,即任何一块磁体无论怎样细分,最后每一小块磁体总是显示出两个相反磁性区--磁北极和磁南极,这就是两磁极的不可分性。在安培提出分子电流是物质磁性的基本来源之后,这种不可分性得到了完满的解释。此后又断言,单独的磁荷或磁荷的基本单元--磁单极子是不存在的。这一论断构成了宏观电磁理论的基础,例如磁场的高斯定理就是自然界不存在磁单极子的数学表述。然而,这并不妨碍探索微观领域中是否存在磁单极子成为物理学家很感兴趣的一个课题。     

一生简朴 一生发光——记恩师徐叙瑢先生EI北大核心CSCD

今年的4月23日马上就要到了,这是让我听起来都感到振奋和骄傲的日子,我的导师徐叙瑢先生九十华诞。总能忆起1988年第一次见到先生的场景。我大学毕业后第三年决定继续深造,便考取了中国科学院长春物理所的研究生,成了徐先生的学生。当时先生在天津,我便背着行李去找他。当年先生已66岁,却仍是健硕硬朗,神采奕奕。“做研究生不容易,要做好吃苦的准备啊!”这是导师给我的第一句教诲,在我心里响了很多年。     

引力波和引力透镜

 引力是物质世界的一种客观属性。大科学家牛顿以精确的数字形式表达了万有引力定律,建立了人类对引力认识的第一座里程碑。后来,牛顿引力理论对解释一些天体物理问题却遇到了困难。爱因斯坦于1916年提出了著名的广义相对论,其中预言宇宙中存在着“引力波”。引力波即引力的波动,它与引力的强弱变化有关。引力波可由加速运行的物质产生,其传播速度应等于光速。在理论上,任何运动的物质都会产生引力波。比如,如果你把一只台球悬挂起来,使它像打秋千似的荡来荡去,当它荡到比较靠近你时,其引力作用比离你较远时更为大些,就形成引力波。换句话说,球的摆动,使它的引力发生一种像波那样起伏的变化。