普物教材中的一个插图

目前我国《普通物理学》教材的几个通用版本[1],[2],[3],[4],在阐述回旋加速器时所用插图,都是把带电粒子在两个D形电极内加速回旋时的两相邻圆轨道半径增量△R,看成是恒量而绘制的.其实粒子圆轨道半径的增量△R不是恒量,而是随着粒子加速次数n的增加而递减的变量.因此它的加速运行轨道应如图所示. 设一质量为m的粒子,经第n次加速后的回旋半径和速度分别为Rn和vn,则两相邻圆轨道的半径增量△R应为式中B为回旋加速器给定的磁感强度,e为粒子电量.显然,(1)式右端的分子,正是粒子经第n次加速后的动量变化.它应为 th(。一,.l)。F’t。 (2式中…     

光纤通信光开关的物理基础(续)

4　热光开关热光开关和电光开关的结构可以相同 ,但是产生开关效应的机理不同 .这里的热光效应是指通过电流加热的方法 ,使介质的温度变化 ,导致光在介质中传播的折射率和相位发生改变的物理效应 .折射率随温度的变化关系为n(T) =n0 +Δn(T) =n0 + n TΔT=n0 +αΔT(6 9)式中 n0 为温度变化之前的折射率 ,ΔT为温度的变化 ,α为热光系数 ,它与材料的种类有关 .表 3是几种材料的热光系数 .表 3　几种材料的热光系数材料 α/ (10 - 4K- 1 )L i Nb O30 .0 4 3Si 2Si O2 1.1聚合物 1　　Δn将引起相位变化为Δφ=2 πΔn L/ λ0 =2 παL…     

光学玻璃的热光常数W与温度和波长的关系

研究了光学玻璃的热光常数与温度和波长的关系.结果表明:热光常数W值随温度上升而线性增加,可用方程式W_(λt)=W_(λ0) θt表示;随着波长(从短波到长波)增大,热光常数W值下降,可用多项式W_λ~2=A_0 A_1λ~2 A_2λ~(-2) A~3λ(-4) …表示.利用上述公式可以计算光学玻璃室温至转变温度范围内任意温度及可见光谱区内任意波长处的热光常数W值.     

O2（^1△g）二聚物激光振荡研究

从理论上估算了O_2 (~1△_g)二聚物激光输出功率,在实验中以微波(2.450GHz)激励高纯氧产生0_2(~1△_g)二聚物,采用平凹稳定谐振腔,首次在波长6561nm处实现了O_2(~1△_g)二聚物的激光振荡,当充入氧气压强为133.3pa,微波激励功率为600W时,激光输出功率可达100μW,此结果在数量级上与理论估算相同.另外还测得激光束散角约37.3mrad.     

非弹性碰撞的二次量子化理论及其在原子光谱中的应用

本文在M.Czaikowski等人及前文工作的基础上,力图在线度为激发态待测原子与基态干扰粒子的碰撞平均自由程的体积元内,用二次量子化理论计算非弹性碰撞引起的各态粒子数的变化。用解平衡时的速率变化方程计算光场中各态粒子数的变化。在一级近似情况下求得原子吸收和原子荧光中猝灭干扰引起的测定信号变化的表达式。在原子吸收三能级系统中,我们求得是常数,εk_2、εk_1、ε1_1为对应态的激发位能,nl_0、N为干扰粒子数和待测原子数,W_(k_2l_0,k_1l_1)为微扰作用耦合矩阵元,△A_(1,2)、I_(1,2)、g_(1,2)、τ_(1,2)为相应的吸光度变化、入射光强度、统计权与寿命。当ε_(k_2)-ε_(k_1)与ε_(l_1)接近时     

无扩散相变中界面动力学的唯象理论及其应用

固态相变中相界面或畴界面的平均运动速度V与有效相变驱动力△G＇(相变驱动力△G与相界面运动阻力△G_R之差)之间的关系可表示为V=φ(△G—△G_R)。当有单向变化的外场(场强为ξ,变化速率为ξ)作用于相变系统并能诱导相界面运动时,就会产生母相/新相间的转变。在相变过程中同时叠加一个交变应力时,则可计算得界面动力学关系V=φ(△G—△G_R)与相变过程内耗Q^-1、相关的模量亏损(△M/M)、相变速率dF/dξ、相变应变ε₀间的关系为 [d lnφ(△G-△G_R)/d(△G-△G_R)]= Q^-1ω/n²M(dF/dξ)ξ = (△M/M)ω/nMε₀(dF/dξ)ξ, 以及 (△M/M)/Q^-1=ε₀/n。此处ω为交变应力的圆频率,M为与振动模式有关的弹性模量,n为应力与界面运动的耦合因子。因此,界面动力学关系式的通解为 V = ∑(±n)/(α≠-1) A_α exp{[(△G-△G_R)/△G_α^*]^{α+ 1}/(α+ 1)} +∑(m)/(β₀) A_β[(△G-△G_R)/△G_β^*]^β 此处n,m为正整数。上式中的各项参数可由实验数据确定。此外,(△M/M)/Q^-1的等式还可用于判别相变过程的模量亏损中有无声子模软化的贡献。 关键词：     

当n=4或3时肖维涅准则无效

假设有4个测量值,分别为x、x+△、x+c△、x+m△。其中x和△取任意值,c和m取大于1的任意值。又设m(?)c,则显然x+m△应判为坏值。但是当用肖维涅准则为判据时,无论m如何大,也不能将x+m△判为坏值。     

弹簧串、并联略谈

如图1所示，已知弹簧A的劲度系数为k1，弹簧B的劲度系数为k2，如果把两弹簧串联使用，在弹簧末端挂一个重为G的物体，弹簧A，B所受的拉力均为G，设弹簧A的伸长量为△x1，弹簧B的伸长量△x2，则有     

吸能核反应中阈值的计算

原子核被一个粒子轰击后放出一个或几个粒子而转变成另一个核的过程,称为核反应。设原子核A被粒子P轰击,A核嬗变为B核,、并且放出粒子q,则核反应可用下式表示: A +P → B+q 静质量: M0 M1M3 M2 动能: E0 E1E3E2根据能量守恒定律,反应前后的总能量应该相等即 (M 0c2+F0)+(M1c2+E1)=(M3c2+E3)+(M2c2+E2)在一般情况下,A核(即靶核)是静止的,即E0=0,故 (E3+E2)-E1=(M0+M1)c2-(M3 + M2) c2此式左边表示反应后总动能同反应前总动能之差,我们用Q代表,称为反应能。它表示输出的净能量,且在数据上等于反应前的粒子总静止能减去反应后的…     

边界形状的变化对偏微分方程本征值的影响

我们考虑下列方程和边界条件: 在区域V中:(~2十E)φ=0, (1) 在V的边界上: φ=0 (2)所定解的最低本征值E,简称为区域V的本征值。 例如V为半径为R的无穷长圆柱,则 E=a~2/R~2,φ=J_0(E~(1/2)r)=J_0((ar)/R)。 (3)此处a=2.405为Bessel函数J_0的最小根。设由于形状变化而使得V改为 r≤R(θ)=R[1+ sum form n=-∞ to ∞ s_ne~(inθ)) (4)其中 s_(-n)=s_n~* (n≠0),s_0=0. (5)我们用(4)的本征值 E=a~2/R~2f(s_n) (6)与等面积圆柱的本征值 a~2/R~2[1+ sum form n=-∞ to ∞ |s_n|~2]~(-1) 的比值 F(s_n)=[1+ sum form n=-∞ to ∞ |s_n|~2]f(s_n) (7)来表示边界形状的变化对柱的本征值的影响。 我们用边界微扰法计算(6)及(7)。为计算方便起见,我们选长度单位使得R=a;     

如何做好导体和电介质增大电容演示实验

一、实验分析电容器中插入导体板和介质板增大电容的实验是通过静电计指针的偏转角a的大小变化来说明电容器电容C的变化的（图1）．Q一定时，若α大，则C／小；反之则C大、本实验的目的有两个．图1（1）在电容器中插入电介质板时，α的减小量α1要较大；（2）在电容器中插入导体板时，α的减小量凸a。要大，而且凸α2要明显地大于α1．在电容器中插入电介质板时（图2），设极板面积为S，两极板相距为d，插入厚度为t1、相对介电常数为的电介质板．则电容器的电容由变为电容增量为若插入厚度为t2的导体板，则电容由C0变为电容的增量为根据…     

15W光子晶体光纤激光器的研究

利用光子晶体光纤在原来输出功率3 4W的基础上,研制成功了激光输出15W的光子晶体光纤激光器,实验装置为典型的F P腔结构,分别采用二色镜和光纤端面作为高反射腔镜和激光输出腔镜 一端二色镜紧贴光纤的入射端面,它对1 0 5 μm～1 1μm波段信号光的反射率大于99% ,对976nm泵浦光透射率为93% ;另一端利用光纤端面4 %Fresnel反射作为输出端反馈与二相色镜构成了线形谐振腔 实验采用掺Yb3+ 双包层光子晶体光纤,长度为2 0m 内包层为2 0 0 μm ,外包层为380 μm ,Yb2 O3浓度为1 5mol % 当泵浦功率为6 0W时,获得了15W 1 1μm的激光输出 15W光…     

运动电荷周围的位移电流

相对于观察者来说,电荷运动时要引起周围空间各点的电场发生变化,而变化的电场就是位移电流,因此,运动电荷的周围是有位移电流存在的。那么,空间里任一点位移电流密度的方向如何确定?大小如何确定?下面准备针对这两个问题谈一谈自己的一些看法。 一、位移电流密度的方向 设电荷q以速度υ向右运动,拿运动方向上任一点p来说,由于运动电荷q距p点愈来愈近,p.点的电位移在△t时间内由D1增至D2,增加了△D(△D=D2-D1),其增量△D的方向,与υ一致,向右。从位移电流密度的定义式jc=来看,位移电流密”“”’“““”““”””‘’ gi”’””””“…     

高功率千瓦级(N+1)×1光纤级联泵浦耦合器

分析了泵浦光纤不同锥区长度对(1+1)×1耦合器效率的影响,相同锥区长度不同泵浦臂数量对(1+1)×1耦合器与(2+1)×1耦合器效率的影响,结果表明泵浦光纤锥型区域越长,通过泵浦光纤进入信号光纤的泵浦光越多,泵浦耦合器的耦合效率越高和相同锥区长度下,泵浦臂数量越多,泵浦耦合器耦合效率越低.根据分析结果制作了(1+1)×1耦合器与(2+1)×1耦合器,通过两个(N+1)×1耦合器级联方式形成级联泵浦耦合器.测试了由两个(1+1)×1耦合器组成的级联泵浦耦合器,在总注入泵浦功率602W的情况下输出泵浦功率564W,级联泵浦耦合效率高达93.6%.由两个(2+1)×1耦合器组成的级联泵浦耦合器,在总注入泵浦功率1 210 W的情况下输出泵浦功率1 120 W,级联泵浦耦合效率高达92.5%,实现了千瓦级泵浦功率输出,且两种级联泵浦耦合器信号光损耗均小于0.4%.利用此方法将耦合器形成级联结构可有效提高光纤激光器系统泵浦输出能力,实现千瓦级高功率输出.     

Xe8+离子双电子复合速率系数的理论研究

利用基于全相对论组态相互作用理论的FAC程序包, 详细研究了温度在0.1~1650 eV范围内Xe8+离子的双电子复合(DR)过程。 通过比较4s, 4p和4d壳层电子激发的双电子复合速率系数, 发现温度在10 eV以上时, 内壳层4p电子激发的双电子复合速率数对总双电子复合速率系数有很重要的贡献, 而4s电子激发对总双电子复合速率数贡献小于7.5%。 给出了△n=0, 1和2 三类芯激发对总双电子复合速率系数的贡献以及自由电子俘获到不同主量子数的双电子复合速率系数, 发现△n=2的芯激发和n′＞15的DR速率系数对总DR速率系数的贡献也很重要。 进一步给出了△n=0, 1和2 三类芯激发和总DR速率系数的拟合参数, 拟合结果和计算值符合, 偏差小于1%。 通过对双电子复合、 辐射复合以及三体复合速率系数的比较得知, 在温度高于1 eV时, DR过程是Xe8+离子的主要复合过程。Based on the fully relativistic configuration interaction method, theoretical calculations are carried out for the dielectronic recombination (DR) rate coefficients of Xe8+ ions in the temperature region from 0.1 to 1 650 eV. The comparison of the DR rate coefficients from 4s, 4p and 4d subshell excitations shows that 4d subshell excitation dominates in the whole temperature region. The contribution from 4p subshell excitation is very important at temperature above 10 eV and the contributions from 4s subshell excitation is lower than 7.5% in the whole temperature region. Similarly, the comparison of the DR rate coefficients through △n=0, 1 and 2 core excitation shows that the contribution from △n=2 core excitation can not be neglected, the contributions from n′＞15 can also not be neglected. The DR rate coefficients of △n=0, 1 and 2 core excitation and the total DR rate coefficients are fitted with some parameters, which are in good agreement with theoretical calculations values (within 1% difference). The total DR rate coefficients are greater than radiative recombination (RR) and three body recombination (TBR) rate coefficients at temperature above 1 eV. Therefore, the DR process can strongly influence the ionization balance of laser produced xenon plasmas.     

辐射与发光 发光与发光器件

TN312.820060100071W级大功率白光LED发光效率研究=Lumen efficiencyof1W-level high power white LED[刊,中]/李炳乾(佛山科技学院物理系.广东,佛山(528000))∥半导体光电.—2005,26(4).—314-316,361研究了1W级大功率白光发光二极管(LED)发光效率随功率变化的关系。实验结果表明,功率在0~0.11W的范围里,发光效率随功率迅速增加;功率达到0.11W时,发光效率为15.6l m/W;当功率大于0.11W时,发光效率随功率增加开始减小;功率继续增加时,发光效率降低的速度越来越快。在器件额定功率1W附近,发光效率为13l m/W。发光效率随功率增加而下…     

关于静电体系总能和相互作用能的几点讨论

在阐明静电体系总能和相互作用能的基础上,利用电动力学中得到的静电体系总有量公式W总＝1／2∫ρdV,在电荷体分布的情况下,当电荷分割为n个体电荷元时,可以严格证明：limW互＝W总。     

热力学第一定律能证明能量守恒吗?

不是发对能量守恒,是说教科书上的热力学第一定律中缺少一项位能△P,不能证明能量守恒,我是补充上位能△P,来证明能量守恒. 学习物理,对《物理学》课本中的热力学第一定律有一个认识. 教科书上的热力学第一定律的数学表达式是:Q=△U+W(1) 文字表述为:物质系统从外界吸收的热量等于物理系统的内能增量与物质系统对外做的功之和.     

飞秒激光在玻璃材料中制备光波导和微反射镜

飞秒激光脉冲与物质相互作用会产生多种非线性现象，会引起材料结构的改变和材料折射率n的变化。我们利用波长为800nm，脉宽为120fs，频率为1kHz的飞秒激光脉冲，在不同玻璃材料中制作出了横截面直径在5μm—10μm，长度为1.5cm的柱状区域。用He—Ne激光器的632.8nm激光进行光耦合，观察到光波导效应。由NA=（2n^*△n^1/2）粗测△n为0.001—0.008。在K9玻璃中制作出厚为2μm，长为1.5cm的片状区域，发现全反射现象，表明n变小，变化量大约为—0.006。这些现象可为在集成光学上制备光波导、光栅、光反射镜、三维集成光路等微结构制做提供崭新的方法。同时，利用光谱和原子力显微形貌（AFM）对结构变化引起n变化的物理机制进行了讨论。     

物理奥林匹克竞赛实验专题

第 2期试题解答电路如图 1所示 .由全电路欧姆定律得I=ER+r A+r0或1I=RE+r A+r0E图 1　电路图多次改变电阻箱阻值 R,测得相应电流 I,作 1I-R图 .图中直线的斜率为 1E,纵轴的截距为r A+r0E ,r A 为已知 ,r0 可求 .注意 :一般电池内阻较小 ,毫安表内阻也不大 ,为保证毫安表安全使用 ,R值从 1 0 0 Ω 开始为宜 .设 r0 =0 ,r A=0 ,电池电压约 1 .5V,则 I≤ 1 5m A.若电流太小 (如不到半量程 ) ,再逐渐减小R值 .在制流电路中 ,制流电阻应从较高阻值开始 ,而毫安表读数从满量程逐渐减小 .第 3期试题对于摆线质量 m相对摆球质量 M不可忽…