锦屏深地实验室解开古老恒星钙丰度之谜

<正>目前已知的元素有118种,把它们按照化学性质排列出来,就是我们熟知的元素周期表。这些元素构成了我们周围的世界,包括恒星(比如太阳)、行星(比如地球)。于是就有了一个自然的问题,这些元素是怎么合成的?为什么不同的元素含量相差如此之大?比如地壳中氧和硅含量很多,金银等贵金属含量却很少?它们的含量会随着时间变化吗?研究我们的星空可以在一定程度上回答这些问题,因为绝大部分元素都是在恒星内部通过各种核反应合成的^[1]。     

基于中值滤波和偏振调制的雾天偏振图像快速增强方法研究

针对现有偏振去雾算法难以兼顾去雾效果和实时性问题,提出了一种基于中值滤波和偏振调制的雾天偏振图像快速增强方法。利用中值滤波估算大气光;采取半反法估计无穷远处大气光强,并基于大气散射模型对图像进行恢复;使用场景偏振度对恢复的图像进行偏振调制增强。相比较其他方法,文章通过降采样方法减少图像尺寸,选取小尺度的滤波窗口,在保持足够的大气光估算精度的同时,显著降低了处理时间,并采用偏振调制和直方图均衡化方法提高目标与背景的对比度,较好地解决了去雾效果和算法实时性问题。实验结果表明,经过该方法增强的图像,在信息熵、去雾前后梯度比、目标与背景对比度等三个指标上都有较大提升,达到了良好的去雾效果;对于分辨率为1393×986的图像,处理时间仅为16ms,完全满足实时性要求。     

歌词中的物理知识

 我们常常看到这样的镜头:歌手唱得投入时,往往双目紧闭,做无限投入状;目的是带领听众用心去聆听、去感受,给人的错觉是音乐只和听觉器官有关。实际上如果没有眼睛这个视觉器官在头脑中积累的视觉图景,有很多音乐我们也就不会有身临其境的感觉,也就没有那种真真切切地投入,正如双目失明的人永远不会真正地欣赏《我爱你塞北的雪》《天蓝蓝,海蓝蓝》等歌曲一样。很多歌曲在追求旋律优美的同时,还善于以我们常见的自然景象为题材,比如日、月、星辰、风、云、雨、雪、雾等。在优美的歌声中,你的眼前会浮现出一幅幅美丽的图画。也许我们听得太投入,也许是我们认为物理和音乐永远也不会扯到一块,在欣赏音乐的同时很少能联想到我们学过一些物     

光传播的时间特点

高中几何光学主要是从光传播的轨迹特征来学习和认识光的传播特点的.如果换个角度,从光传播的时间角度去认识光的传播特点,又会是怎样一种结果呢?     

1893年2月2日:爱迪生在影片中记录第一个“喷嚏”

每个周末都有数百万人成群结队地进入戏院观赏最新上映的好莱坞巨片,但很少有人会去思考我们现在习以为常的娱乐业之科技根源。虽然在19世纪后期,有许多科学家和发明家做了电影的实验,但只有著名的美国发明家爱迪生利用他最早发明的电影照相机(他称之为电影摄影机)制作短的影片     

物理教师“自我中心倾向”的表现与对策

自我中心趋向,是一种自然地、过度地依赖自身思维和认识,去指挥行为的一种心理活动．心理学家皮亚杰指出：人从儿童期开始就有一种顽固的自我中心倾向,这种倾向束缚了人的认识能力,阻碍了人从更广阔的角度去考虑问题,阻碍了人对世界的适应．教师身上的“自我中心倾向”同样会限制教师的眼界,形成一些片面的认识．自我中心倾向导致的心理偏差是普遍的问题．本文主要讨论物理教师的“自我中心倾向”问题,的表现及对策．     

关于可能的超子共振态Y_0~(4*)(2120)

近年来,实验上发现了大量的强相互作用共振态。对于奇异数S=-1的超子共振态,在质量M<1850MeV范围内研究得较多,而对质量M>1850MeV的区域则研究得很少。我们从分析现有实验出发,提出在质量M=2120MeV附近可能存在一个超子共振态Y_0~(4*),并结合一些理论考虑进行简单的讨论。     

非线性动力学方法在气候突变检测中的应用

快速、准确的检测气候突变, 对于我们认识气候系统的变化和对未来气候系统演变趋势的预测有着重要的现实意义和社会经济价值. 本文主要回顾了近年来非线性突变检测技术的主要研究进展及其在实际观测资料中的应用, 其中包括基于气候系统长程相关性的检测方法, 如滑动去趋势波动分析方法、滑动移除去趋势波动分析方法、滑动移除重标极差方法和指纹法等; 以及基于时间序列复杂性的检测方法, 如近似熵方法, Fisher信息和小波Fisher信息等. 此外, 本文还指出发展针对空间场的突变检测技术是未来一个可能的发展方向. 由于空间场所包含的气候系统的演变信息远高于单点时间序列, 空间场的突变检测技术将会使得对气候突变的检测时间大大缩短, 从而使得人们有足够的时间去采取行动, 以便为适应气候突变所带来的新挑战做好准备.     

雪花消融时白色到哪儿去了?

 这个问题像谜一样诱人。如此洁白照人,怎能去无踪影?我们会很快得到答案,并将看到厨房中的一些趣事。首先问,“白是颜色吗?”某种意义上说,是。是所有颜色的合成。这使它成为独特的颜色,并遵守颜色的加减规则。早期有些很好的实验,如用“光柱”可以说明这些规则,白色表现出两个独特的结果:白色物体在任何色光照射下,能带上该色光的颜色;白色可以淡化合成白色的任何颜色,但不能创造新色。     

有限时间尺度内分子指向相关的不对称扩散研究

传统的经典扩散理论常常将分子和物体假设为球形,这些分子和物体的扩散是无偏移各向同性的。然而,当我们在纳米尺度去看分子和物体时,这些分子和物体呈现出各种不对称的结构。进一步,当我们观察的时间有限到小于几十纳秒时,我们会看到这些分子和物体的自由扩散表现出与它们的初始方位相关的特性。对于像甲醇分子这样的小分子,在约100 ps的有限时间内,常温下,不对称扩散能占到总扩散的10%左右。这样的不对称扩散丰富了分子的扩散理论,对生命和其他自然界现象的理解具有重要的意义,同时也可能提供一种通过控制分子的方向来驱动分子的方法。     

太阳的故事——光子大逃亡

 在前面几期中,我们介绍了发生在太阳核心区里的太阳能量产生机制。这一机制不仅在理论上可行,而且经过对太阳中微子的细心探测,以及对太阳中微子问题的艰辛求解,在观测上也得到了很漂亮的确立。从某种意义上讲,隐藏在太阳最深处的那个最远离经验的“恐怖核心”,反而可以说是成为了整个太阳结构中被我们了解得最可靠的部分。
如果说迄今为止我们的太阳故事所展现的大都是太阳研究中的坚实大地--那些被观测或实验牢牢确立了的事实或理论--的话,那么从本节开始,我们将会更多地去欣赏太阳研究中的绚烂天空--那些尚在云端里的谜团。我们将会看到,那样的谜团简直是层出不穷,而且在绝大多数谜团面前,我们再也没有像解决太阳能量产生机制或太阳中微子问题那样的好运气了,因为那些谜团中的绝大多数直到今天依然是未解之谜。当然,这本身未尝就不是一种好运气,尤其是对于正在从事或有志于从事太阳研究的人来说更是如此,因为生在一个有许多未解之谜可以探索的时代里,要远比生活在一个只能在“小数点后第六位数字”上做文章的时代幸运得多。     

2893年2月2日:爱迪生在影片中记录第一个〝喷嚏〞

每个周末都有数百万人成群结队地进入戏院观赏最新上映的好莱坞巨片，但很少有人会去思考我们现在习以为常的娱乐业之科技根源。虽然在19世纪后期，有许多科学家和发明家做了电影的实验，但只有著名的美国发明家爱迪生利用他最早发明的电影照相机（他称之为电影摄影机）制作短的影片，由他同时发明的“电影放映机”播放出来，取得了专利。     

在地层探测中应用互补码脉冲压缩技术的研究

一个为海洋地层探测而设计的互补码信号发生和处理系统已经研制成功。其实施方案是:声源交替地发射一对互补码信号中的两个互补部份,接收机相应地进行回波信号的实时相关处理,然后再在时间上一一对应地把相继两次的相关处理输出实时相加,就得到无旁瓣的终端输出在地层探测图上显示。波浪起伏会对回波到达时间和信号码元间隔进行调制,由此产生的“去互补”和“去相关”效应会降低互补码信号处理的性能。本文着重研究了这个问题,并通过计算机模拟预测了在实际的海洋地层探测中应用互补码脉冲压缩技术的有效性。     

波与粒子

光与物质都具有波粒二象性，这在现代物理观念中已成定论．那么，对于光子为什么没有经典的粒子描述，对于电子为什么没有经典的波场描述？这样的问题经常会在教学中遇到．本文从几个角度分析并回答了这个问题，有助于我们深刻地认识光与物质的相似性及其波粒二象性．     

磨小了的长方体还能继续使用

对于角度要求高的棱镜大多采用长方体光胶后进行加工。可是在大量生产中,长方体尺寸会较快的变小,以致长方体不能继续使用,此时就要换一套新的长方体。这样不仅需要大量的玻璃材料,而且加工长方体需要较长的时间,不能适应大量生产的需要。对这个问题,我们的解决办法是:根据     

膀胱的生物钟

 在8小时工作时间内, 你必须至少去卫生间小便一次。那么为什么我们在夜间睡眠时却几乎不去卫生间呢?最近研究人员发现原来膀胱有自己的生物钟, 一种分子定时器在控制着一天的睡眠清醒周期。     

宽带相干反斯托克斯光谱显微成像技术的实验研究

由于该成像系统采用的超连续谱光源,可以满足所观测样品本源分子在0～4 000 cm-1内的所有拉曼振动活性模式同时共振增强,在探测光的作用下,同时产生宽带相干反斯托克斯拉曼散射信号。然后,根据不同的化学键进行光谱图像重构,可以获得反映不同化学键在样品中的分布的图像。对110 nm的纯的聚苯乙烯珠所形成的具有一定厚度的薄膜,通过改变探测激光与超连续谱脉冲之间的时间重合度,测量形成的相干反斯托克斯拉曼散射信号的时间分布迹线图,通过其中的1 000 cm-1的化学键强度信号进行指数衰减曲线拟合,得出具体的退相时间,与文献中已报道的三色CARS的退相时间相比,判断是否属于三色CARS。为了检验系统在实际生物学成像中存在的问题,我们开展了活体小鼠组织生物学应用成像实验,对记录的数据在2 940 cm-1的CARS信号进行图像重构,获得CH化学键在组织中的分布,然后,对重构图像直接使用小波变换的去噪方式进行图像去噪,去噪后的图像具有比较清晰的轮廓,结果表明,对于对比度比较强的CARS共振信号,直接使用小波变换的去噪方式就可以获得比较好的图像效果。但是,对于信噪比比较差的共振信号,使用这种处理方法是不合适的,需要使用别的方法,先获取好的信号对比度,再根据感兴趣的化学键进行图像重构,然后,再经过小波变换对图像去噪,图像不仅会变得清晰平滑,而且,具有较好的视觉感官效果。     

以中国人名命名的物理学名词

 42年前,周培源先生在中国物理学会首届全国会员代表大会开幕词中指出:“在旧社会里,我们受到帝国主义文化侵略的影响是很深的,许多人可以说出外国物理学家生平的小故事,但很少知道墨子在几何光学上的发现,也很少知道指南车和火箭的发明……要肯定我们祖先在物理学上有伟大的贡献.”“中国物理学工作者的业务努力是有成果的;在整个物理学的发展中,中国物理学工作者的贡献也有它一定的地位,值得我们感觉到骄傲.”     

主体间性：拓展物理教学宽度的法宝

重点知识、重要知识都来源于基础知识,对于各章、节的重点知识和重要知识都要求学生深刻理解、牢固掌握、灵活运用。学生在学习过程中,往往只埋头“题海”,轻视基础知识,不重视课本中有关物理学的基本概念和原理的各种表述,很少去思考处理问题的基本方法。这就要求教师要改变教学观念,重过程和方法,用师生互动的主体间性方式拓展物理基础知识的宽度。     

一种新型的教学手段——学具

一、什么是学具在物理教学中出现了一种新型的教学手段,叫做“学具”.国内已有某些学校在研制物理学具.从来只听说有教具,怎么又出来“学具”呢?众所周知,传统的教学法偏重于研究教法,而对学生怎样去学却研究得较少.课堂教学中一般只有演示实验,很少有让学生亲自动手去探索的实验.而学生实验往往因为班级多,仪器设备少,实验时间紧张,学生匆忙地按既定步骤,以填充方式完成任务,很少有耐心观察、独立思考、自由探索的