失重条件下的气泡坍缩

最近位于瑞士洛桑的EPFL实验室的P．Kobel博士和他的同事们对单个气泡的行为开展了一系列的工作，特别是研究气泡在平坦或弯曲表面下的坍缩．他们希望能观察到球形水滴内气泡是如何与球表面发生作用的，但非常遗憾，在实验室条件下无法做到，由于水滴的大小是厘米量级，所以在重力的影响下，液气的界面成为一个平坦的表面．为此他们将实验安置到欧洲空间通讯飞船（European Space Agency aircraft）的船舱内，因为飞船在上升与下降的飞行过程中有将近20s的失重时间．可以利用这段时间进行失重条件下的气泡坍缩实验．     

植物让沙丘停止移动

通常在沙漠里很难见到植物，但植物却对沙地的稳定化和沙丘位置的固定起着很大的作用．所以在沙漠中，植物与沙地的移动存在着剧烈的竞争．几千年来如何有效控制沙丘的移动一直是居住在沙漠地区人民要面对的课题．德国斯图加特大学的0．Durain和H．Herrmann两位教授悉心地研究了这个问题，他们发展了一个方程来描述沙漠地区沙丘的运动规律．他们发现，当植物拓植时，新月形的沙丘可变为抛物形的沙丘，而这恰恰是让沙丘停止移动的第一步．他们在方程中引进了一个“固定化指数（fixationindex）”I，它的物理意义是沙丘被侵蚀的大小与由于植物快速生长而阻止沙丘被侵蚀大小之间的比率．当，的数值小于0．5时，新月形沙丘将会转变为抛物形沙丘，这时植物的生长就战胜了沙丘的被侵蚀．反之，若，的数值大于0．5时，由刮风所导致的沙带侵蚀会让植物的生长停止，同时沙丘将继续移动．     

豌豆大小的磁力计

一种只有豌豆般大小的磁力计已被美国国家标准与技术研究所(NIST)的P．Schwindt博士领导的研究组研制成功．这种磁力计的基本原理是利用铷原子的各个量子能级的能量大小是与其周围的磁场有关的这一事实．他们将一小部份的铷原子压缩在一个胶囊内，并让激光通过原子形成一个可读的记录用来作精确的测量．整个装置的大小只有12mm^3．但是这个小磁力计可以在许多方面对磁场进行测量，     

善用参考系解题

选择不同的参考系，其描述运动就不同，因此适当地选择参考系就可以使问题简化．例１，在光滑的水平轨道上有两个半径都是ｒ的小球Ａ和Ｂ，质量分别为ｍ１和ｍ２，且ｍ２＝２ｍ１．当两球心间的距离大于ｌ（ｌ比２ｒ大）时，两球之间无相互作用力；当两球心间距离等于或小...     

狄拉克方程的单旋量解法以及由此引起的认识上的差异

把狄拉克方程分解成了两个单旋量的联立方程组．指出现行的自旋理论仅考虑了其中的一个方程，是以一个单旋量代替双旋量来描述状态而建立起来的．笔者在认同现行自旋理论可以作为狄拉克方程的一种求解方法，因而同意其中的某些提法外，对于其主要的物理观念：微观粒子存在着独立于现实的位形空间之外的一个自旋空间，在这个自旋空间内禀着角动量S和磁矩μ；这个自旋理论是相对论性量子力学导出的必然结论等等看法予以否定．笔者认为，只有同时考虑两个单旋量的方程，同时计及两个单旋量，才能准确地描述状态，从而正确地描述客观规律．     

约瑟夫逊结电路的相平面解法

当两块超导体之间存在弱耦合时,便形成约瑟夫逊结,近十几年来在物理学的许多领域中得到了广泛的应用．描述它的基本方程是（图１）其中ｉ─—通过结的超流;ｉ０─—超流的临界值;Ｖ─—结两端的电压;θ─—两块超导体内波函数的量子相位差;ｅ─—电子电荷;　─—普朗克常数除以２　;─—磁通量子．此外,我们并已假设结的面积很小,故不必考虑θ的空间变化．在实际应用中,遵守方程（１）,（２）的理想约瑟夫逊结总是?...     

飞秒激光辐照下硅薄膜的非傅里叶能量输运

当激光能量激励时间与能量载子的特征弛豫时间相当时，能量输运不再是建立在温度梯度基础上的扩散方式，宏观输运模型失去其成立的物理基础，需要用更严格的包含电声子相互作用的非傅里叶输运模型来描述。针对飞秒激光作用下100nm厚度硅薄膜内的微观能量输运过程，从弛豫时间近似下的电子Boltzmann输运方程出发（仅考虑电子间的弹性散射），结合电子和声子的能量守恒方程（包含电子和声子之间的能量耦合项），可以得到双曲双步输运方程：     

三维光滑粒子流体动力学程序的并行计算

光滑粒子流体动力学方法，是近20多年来发展起来的一种无网格Lagrange流体动力学算法，它既保留了拉氏计算的描述物质界面准确的优势，又具备欧拉方法的长处，因此适宜计算大变形问题。SPH的基本思想是插值。在SPH方法中，物质被离散为一系列“粒子”，各种宏观物理量（密度、压力速度、内能等）被定义在粒子中心，粒子的物理量及其空间导数可以通过邻近的相互作用粒子的物理量插值得到，这样拉氏流体力学偏微分方程组就变得容易求解，这也是SPH方法实质性优点所在。     

物理学家们如何计算河流的污染

河水的质量可以用化学分析的方法来测定，如果人类的生活垃圾、农业和工业的污染源超过一定的阈值，这时水中的氧会减少，从而影响到水生物的生存环境．水的污染程度常用两个参量来量化，一是生物氧的要求，一是化学氧的要求．工程师们经常用一个线性模型，即一维平流弥散反应方程来描述这些参量，方程中的系数是由河中水的流动及污染物在河中的流动来确定的．     

化学反应中的分形混合

当我们将奶油源源不断在注入到一杯咖啡中时，就会在杯中看到有美丽的漩涡出现，这个现象引起了两位科学家的兴趣．他们是匈牙利布达佩斯大学的Kavolyi G和Tel T博士，他们认为，过去考虑化学反应方程时，只考虑各成分混合的效应．但实际情况并没有如此简单，应该在化学反应方程中充分考虑成分在混合时的反常特性对反应率的影响，因此他们提出了新的想法．他们认为在化学反应发生以前，成分问的混合已经开始，这时两种流体的反应交界面是一个犬牙交错的分形界面，它将对反应率产生影响．在自然界中，大多数实际发生的流体化学反应过程，是一个混沌无序的过程，一般的方程解并不是很适用这类过程，因为化学反应发生在有许多细丝结构的分形界面内．     

不均匀等离子体中孤子的反射与透射

用一种新的方法从理论上研究了非均匀等离子体中孤子在不连续点处的反射与透射波.在低阶近似条件下，反射波与透射波均可由KdV方程来描述，并给出了低阶近似情况下，当入射波为单孤子时，反射孤子与透射孤子的个数及其大小. 关键词：     

微损伤的积累

当有几千辆并没有特别超重的卡车通过铺着沥青的公路后，在路面上将会出现裂缝．工程师们长期以来就观察到公路路面的破坏是由于周而复始的压力积累造成的．     

模拟法在物理实验中的应用

模拟法指的是以相似理论为基础，不直接研究自然现象或过程的本身，而用与这些自然现象或过程相似的模型来进行研究的一种方法．当前物理实验中的模拟基本上可分为以下二种类型：(1)物理模拟．物理模拟就是指两个不同本质的物理现象或过程，当可用同一个数学方程来描述，就可用其物理现象或过程来模拟另一物理现象或过程．例如，静电场的电位与电流场的电位具有相同的数学表达式，故常用稳恒电流场模拟静电场．(2)计算机模拟(数学模拟)．本质上是对某物理现象或过程建立数学模型，再借助计算机技术来模拟物理实验中所发生的物理过程的方法．     

物理研究中的热门课题

为了对发表的科学论文作一个定量的评估，美国加洲大学圣地亚哥分校的J．Hirsch博士在去年提出了h-指数的概念（有关h-指数的介绍，本列发表于2005年第34卷第11期上）．在此基础上，德国Max Planck固体物理研究所的博士研究生M，Banks又提出了一个新的思路，他引进了一个新的h—b指数．Banks认为以前的h-指数主要是统计了一位科学家所发表的论文被其他论文引用的次数，从而利用h-指数的大小来确定出这位科学家发表论文的质量．现在新的h—b指数是对事不对人，例如一个课题或一个组合，它具有h—b指数为10，就表示至少有10篇有关这个方面的论文被发表，同时每一篇论文又被其他论文引用过至少10次．这就意味着有关这方面的研究要比其他方面的研究更热门，更引人注意．     

基于圆锥曲线参数方程的渐进多焦点镜片设计

在渐进多焦点镜片（PAL）的直接设计法中,光焦度轮廓分布对镜片的光学性能至关重要。在子午线上同一曲率变化的基础上,引入不同圆锥曲线方程来描述镜片光焦度轮廓分布。利用椭圆、双曲线、抛物线和圆的定义设定镜片内表面子午线上每个点曲线的离心率以及开口大小。根据圆锥曲线分布情况加入偏移量,实现远近视区视配点可视区宽度调整。设计、仿真和加工了4块镜片。结果表明,基于双曲线方程计算得到的渐进多焦点镜片的周边最大像散大于1倍加光度（ADD）,而基于椭圆方程、圆方程和抛物线方程计算得到的渐进多焦点镜片周边最大像散小于1倍ADD,光学性能更好。当定焦区较大时,基于椭圆方程设计得到的镜片定焦点可视区宽度最接近理论值;当定焦区较小时,基于圆方程设计得到的镜片定焦点可视区宽度最接近理论值。所提方法可为渐进多焦点镜片的优化设计提供新的方案。     

激光入射孔径对柱形腔靶辐照不均匀度的影响

 研究了激光入射孔径对柱形腔靶中 l=2阶靶丸辐照不均匀度的影响，计算得到了激光入射孔径对辐照不均匀度随时间变化的影响可以用源于某一固定点的一族曲线来描述。此固定点是由与激光光斑的位置决定的，与腔靶的半径和入射激光束的入射角有关，而与激光入射孔径的大小无关。辐照不均匀度随时间的变化是由激光光斑的辐射温度的变化和腔壁辐射温度的变化决定的，激光入射孔半径的大小影响着辐照不均匀度随时间变化的曲线的梯度，入射孔越大，曲线的梯度就越大。激光入射孔对l=2阶靶丸辐照不均匀度的影响与入射孔半径近似呈线性关系。     

水下声音可冲出表面

简单的声波理论曾预言，任何在水下产生的声音都会在水-气交界面处发生反射，而不会发射到空气中去．因此长期以来科学家们相信在海下产生的声音是不可能被水面上探测到的．但最近美国Colorado环境科学联合研究所（Cooperative Institute for Research in Environmental Science，简称CIRES）的0．Godin博士发现简单的声波理论不能描述在水面附近产生的低频噪声波的行为，他利用最新的声波理论计算得出，当声波波长可与声源与水面的距离相比凝或更长时。声源发出的声波可全部发射到空气中．     

压缩真空场与运动巨型三能级原子作用系统的光场压缩效应

采用求解Sehroedinger方程和数值计算方法，研究了单模压缩真空场与运动巨型三能级原子相互作用过程中系统的动力学行为，讨论了系统参数对系统光场压缩效应的影响．数值计算结果表明：原子运动速度的大小决定了光场的压缩性质，当原子运动速度取较大值时，单模压缩真空场的初始压缩因子变化对光场的压缩性质产生明显影响．如选取适当的系统参数，就会产生完全压缩的光场．     

激光散射研究聚甲基丙烯酸烷基磺酸钠／氯化钠水溶液的性质

本文用激光散射技术研究了具有不同长度烷基侧链的聚甲基丙烯酸烷基磺酸钠（ＰＳＳＲＭＡ）在０．１ＭＮａＣｌ水溶液中的性质。用静态光散射测定了这一系列聚合物的重均分子量Ｍ＿ｗ，均方半径Ｒ＿ｇ以及第二维利系数Ａ＿２．用动态光散射测定了光强的时间相关函数，运用Ｌａｐｌａｃｅ反演得到线宽分布Ｇ（Г）。当高聚物溶液的浓度大于１０￣（－３）ｇ／ｍＬ时，特性平均线宽〈Г〉迅速增加、表面张力降低；在２５℃－４７℃的范围内，〈Г〉随温度增加；烷基侧链越长，在０．１ＭＮａＣｌ水溶液中ＰＳＳＲＭＡ的分子排列更紧密。静态与动态光散射的结果建立以下方程：Ｄ＝ｋ＿ＤＭ￣ａ＿Ｄ，当α＿Ｄ～０．５６，对应于不同侧链，Ｋ＿Ｄ在１．５４×～１０￣（－４）－２．０７×１０￣（－４）（ｍＬ／ｇ）时，从线宽分布Ｇ（Г）得到ＰＳＳＲＭＡ的分子量分布。     

鹅卵石之谜

从亚里斯多德时代开始，人们一直不能确切地描述出鹅卵石的形状，过去大多数学者都是用“纵横比”来表征鹅卵石的形状，所谓“纵横比”就是一块鹅卵石的长轴与短轴之比．但这个参数并不能区分各个鹅卵石之间的差别，也不能为地质学家们提供任何有关鹅卵石被侵蚀变化的信息。地质学家们感兴趣的是在湖中、河中、海岸边和沙漠内的岩石是如何被侵蚀和演化成为鹅卵石的。