发生薄膜干涉的厚度要求

人教社全日制普通高级中学教科书《物理·必修加选修》第三册第二十章第一节是"光的干涉".教材在讲到薄膜干涉的应用时有这样一段话:"光的干涉现象在技术中有重要应用.例如,在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时,可以用干涉法检查平面的平整程度.如图1(a)所示,在被测平面上放一     

观察·观察·再观察

1 明确观察的意义 "观"是看的意思,<韩非子·内储说上>曰:"观听不参,则试不闻"."察"具有详审之意,<孟子·梁惠王上>有:"明足以察秋毫之末"."观察"作为一个概念,其内涵与外延则就宽泛得多了,一般是指人类在一定的条件下进行的有目的、有计划的感觉和知觉活动.     

科学家首次拍摄波粒二象性照片

最近,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的科学家成功拍摄出有史以来第一张光同时表现出波粒二象性的照片。这一突破性成果发表在最近的《自然·通讯》杂志上。当紫外光照在金属表面时,会造成一种电子发射。爱因斯坦将此解释为入射光的"光电"效应,被认为只是一种波,也是一束粒子流。EPFL的一个由法布里奥·卡彭领导的     

Parrondo's paradox for chaos control and anticontrol of fractional-order systems

We present the generalized forms of Parrondo's paradox existing in fractional-order nonlinear systems. The generalization is implemented by applying a parameter switching(PS) algorithm to the corresponding initial value problems associated with the fractional-order nonlinear systems. The PS algorithm switches a system parameter within a specific set of N ≥ 2 values when solving the system with some numerical integration method. It is proven that any attractor of the concerned system can be approximated numerically. By replacing the words "winning" and "loosing" in the classical Parrondo's paradox with "order" and "chaos", respectively, the PS algorithm leads to the generalized Parrondo's paradox:chaos_1+ chaos_2+ ··· + chaosN= order and order_1+ order_2+ ··· + orderN= chaos. Finally, the concept is well demonstrated with the results based on the fractional-order Chen system.     

对现行课本"验证机械能守恒定律"实验要求的一点看法

高中物理"实验修订本·必修"(2000年版)课本"验证机械能守恒定律"的实验中要求:"在实验中从几条打上点的纸带中挑选第一、二点的距离接近2 mm并且点迹清晰的纸带进行测量."*但是在实际操作中很难得到符合上述要求的纸带,而且由于这个"2 mm"的要求,学生要重复打很多条纸带进行挑选,这样既浪费了纸带,又浪费了实验时间.     

对教学中某些实验的质疑(下)

在基础教育教学中,有一些实验设计在原理上存在瑕疵,结果在认知上出现了一些假象.这些实验设计有的出现在教科书中,有的出自第一线教师之手,却在教学中广泛流传.笔者择其显要,加以分析写成此文,供广大教师和专家学者参考.不当之处恳望批评指正.4如此改进"比热容"实验的设计失去控制上世纪50年代初,教科书中引入"比热容"概念     

更正:质子束治疗中非均匀组织的等效水厚度修正研究[物理学报2013,62,068701]

《物理学报》2013年第62卷第6期第068701页《质子束治疗中非均匀组织的等效水厚度修正研究》一文中,因作者疏忽导致几处错误,特此更正,并诚挚地向读者致歉.期刊网上此文的电子版已做相应的更正.将3.1节中三个公式做如下更正:将(1)式:"WET=R介质/R水×b"改成:"WET=R水/R介质×b"将(2)式:"WET=R1/R水×d1+R2/R水×d2+···+Rn/R水×dn"改成:"WET=R水/R1×d1+R水/R2×d2+···+R水/Rn×dn"     

Surface states in crystals with low-index surfaces

For most of the conventional crystals with low-index surfaces, the hopping between the nearest neighbor(1NN)crystal planes(CPs) is dominant and the ones from the n NN(2 ≤ n ∞) CPs are relatively weak, considered as small perturbations. The recent theoretical analysis[1]has demonstrated the absence of surface states at the level of the hopping approximation between the 1NN CPs when the original infinite crystal has the geometric reflection symmetry(GRS) for each CP. Meanwhile, based on the perturbation theory, it has also been shown that small perturbations from the hopping between the n NN(2 ≤ n ∞) CPs and surface relaxation have no impact on the above conclusion. However, for the crystals with strong intrinsic spin-orbit coupling(SOC), the dominant terms of intrinsic SOC associate with two 1NN bond hoppings. Thus SOC will significantly contribute the hoppings from the 1NN and/or 2NN CPs except the ones within each CP. Here, we will study the effect of the hopping between the 2NN CPs on the surface states in model crystals with three different type structures(TypeⅠ: "···–P–P–P–P–··· ", Type Ⅱ: "···–P–Q–P–Q–··· " and Type Ⅲ: "···–P=Q–P=Q–··· "where P and Q indicate CPs and the signs "–" and "=" mark the distance between the 1NN CPs). In terms of analytical and numerical calculations, we study the behavior of surface states in three types after the symmetric/asymmetric hopping from the 2NN CPs is added. We analytically prove that the symmetric hopping from the 2NN CPs cannot induce surface states in Type I when each CP has only one electron mode. The numerical calculations also provide strong support for the conclusion, even up to 5NN. However, in general, the coupling from the 2NN CPs(symmetric and asymmetric) is favorable to generate surface states except TypeⅠwith single electron mode only.     

犹太民族为什么科学家多——犹太人特殊的教育体系与成功的教育模式

编者按:2005年,本刊开辟"物理与文化"专栏以来,受到广大读者好评,成为本刊一个特色栏目.从读者与作者的来信来稿中,我们发现"物理与文化"这个限定词其活动空间还是小了一些.为些,本刊从2009年开始,将"物理与文化"专栏扩大为"物理·科学·文化"专栏,读者与作者可以在物理、科学、文化三个层面及其相关领域讨论交流科学与人文的各种问题.     

谈“千人震”自感现象实验

在我市的一次物理教学观摩活动中,有一位教师上普通高中课程标准实验教科书(鲁科版)《物理·选修3-2》第二章第二节"自感"时,为了创设教学情境,做了一个千人震自感现象演示实验,实验电路如图1所示.     

复习教学中“一题多解”策略的运用

"一题多解"不是盲目地追求物理问题的多解,更不是学生或教师炫耀自己的解题能力.在笔者看来,"一题多解"作为高中物理总复习期间的一种复习策略,如果运用恰当,对夯实学生物理基础知识和方法,提高学生分析解决物理问题的能力大有裨益.在复习的不同阶段,应该采取不同类型的"一题多解"策略.在第一轮复习中,我们更关注学生对基础物理知识和基本方法的掌握,不急于要求学生从整体上把握高中物理知识体系.所以,针对第一轮复习的特点,我们应多采取"知识点"内的"一题多解"策     

“光的干涉”教学设计

1教学背景新一轮课程改革的基本理念之一是在课程实施中倡导以"主动·探究·合作"为特征的探究性学习方式.在湖北省目前新课程改革全面实施之际,本文就人教版《物理·选修3-4》第十三章第三节"光的干涉"为题设计了一堂探究式教学案例.笔者在设计(包括教学)中力图体现以下教学理念:一是以学生发展和体念为本;二是比知识更重要的是知识的     

导电纸的制作及重复使用

全日制普通高级中学教科书<试验修订本·必修加选修>高二物理教材中,学生实验"用描迹法画出电场中平面上的等势线",在使用等势线描绘实验仪时,要用到导电纸.做此实验的关键就是看导电纸上涂的碳粉是否均匀,是否有良好的导电性.     

二水合丙氨酸复合体内的质子迁移和氢键迁移

采用B3LYP/6-31++G**方法研究了二水合丙氨酸复合体的结构和性质.找到3个质子迁移反应,相应的反应物都比产物稳定.质子迁移方式有"直接式"和"水桥式"两种.由于"直接式"质子迁移的逆反应是无垒过程,所以产物不能稳定存在,即"直接式"质子迁移反应难以发生;"水桥式"质子迁移反应能够存在,正逆反应能垒分别为6.47和1.43kcal·mol-1.体系中存在着水链参与的氢键迁移,正逆反应能垒分别为2.60和1.63kcal·mol-1.     

用数码相机和计算机绘制简谐运动的位移-时间图像

人教版《高中物理选修3-4》第十一章"机械振动"的第一节"简谐运动"中[做一做]用数码相机和计算机制作小球运动的x-t图像.书本上介绍的方法较简略,具体操作时还是遇到很多问题.下面是笔者制作这一图像的具体过程,供参考.(1)首先为气垫导轨上运动的弹簧振子拍摄一段录像.如图1,注意应使弹簧振子位于照片的上端.     

夫兰克-赫兹实验的改进

对传统的测量氩原子第一激发电位的方法进行了改进,利用示波器光标"cursor"功能,在示波器上直接读出波峰或波谷的电位.该方法减小了读数时的误差,提高了测量精度,并且锻炼了学生对示波器的使用,收到较好的教学效果.     

2007年国际物理学进展要闻

2007年在全世界物理学家的努力下,在暗物质、超固体、材料科学、粒子物理和对宇宙的探索等诸多领域有了令人惊叹的进展.万众瞩目的2007年度诺贝尔物理学奖花落于发现"巨磁电阻效应"的法国科学家A·费尔和德国科学家P·格鲁伯格名下.下面回顾一下物理学家们在2007年给我们带来的惊喜.     

固相硝基甲烷相变的第一性原理计算

研究极端条件下固相分子晶体含能材料的相变机理,对于人们认识固相含能材料的爆轰反应有着重要的意义.采用基于校正密度泛函理论的第一性原理方法研究固相硝基甲烷在静水压下的行为.分析晶格参数a,b和c轴随压强的变化,发现在1 GPa到12 GPa时晶格参数出现不连续的变化,表明体系发生相变.在相变时最大的二面角从155.3?增加到177.5?,二面角的增加限制CH3官能团自由旋转,使得C-N和C-H键的键长发生变化.在相变之前,体系主要存在由C-H···O组成的分子间的氢键,而在相变之后存在分子内的H···O和分子间C-H···O组成的氢键.此外通过对硝基甲烷体系的电子结构进行计算,发现相变会影响带隙随压强的变化,而且还会影响费米能级附近的态密度结构.     

促进学生主动参与学习的课堂教学策略研究——以苏科版“牛顿第一定律”第一课时为例

以"牛顿第一定律"第一课时教学为例,讨论了促进学生主动参与学习的教学策略.     

大气中硫酸生成反应势能面的量子化学研究（英文）

本文运用密度泛函理论和高水平分子轨道从头计算理论,研究大气中由OH+SO_2反应生成硫酸的一个新的势能面.新的势能面集中考虑自由基络合物SO_3·HO_2与H_2O直接反应的一个通道,其主要原因是SO3·HO2的高度稳定性,其后续反应的最终结果与文献中流行的反应机理的结果相一致,但避免了产生与释放SO_2.整个反应通道由三个连续的基元反应组成,(1)HOSO_2+O_2→SO_3·HO_2,(2) SO_3·HO_2+H_2O→SO_3·H_20·HO_2,(3)S0_3·H_20·HO_2→H_2SO_4+HO_2.这三个基元反应都只有很小的能垒,小于10 kcal/mol,并且都是放热反应.因此,这一新的反应通道在动力学及热力学上都是可行的.反应(3)是关键的一步,其中H02作为一个桥梁分子促成了低能垒氢迁移过程而使S03水解成为硫酸.这一研究结果主要有两个方面的大气化学意义.第一,大气中OH自由基氧化S02并不产生SO_3.第二,大气中SO_2转化为硫酸受空气湿度的影响较小.