碱束斯特恩-盖拉赫实验

利用K束斯特恩－盖拉赫实验装置，通过对束源和表面电离探测器的改进，实现Li,Na,K,Rb,Cs全碱束斯特恩－盖拉赫实验。     

封面说明

1922年,斯特恩和盖拉赫设计并实现了现在以他们两人名字命名的斯特恩-盖拉赫实验(Stern-Gerlach experiment),首次证实了原子磁矩在磁场中的取向是量子化的[1-2].这一实验结果不仅对于电子具有自旋自由度的假设给予了直接的实验验证,而且在量子力学的哥本哈根解释的建立过程中发挥了不可替代的作用.今年是这一具有里程碑意义的实验结果发表一百周年.本刊以他们的实验装置的示意图作为今年的封面,以致纪念.     

将斯特恩-盖拉赫实验引入大学物理教学

本文从最基本的物理概念出发,较为详尽地梳理了斯特恩-盖拉赫实验的基本事实。尝试着在不脱离大学物理知识范畴的前提下,让斯特恩-盖拉赫实验成为大学物理的教学内容之一。     

钾束斯特恩-盖拉赫实验的几个技术性问题

本文结合我们用沈阳教学仪器厂生产的Ｓ—Ｇ装置所得到的一些结果，对斯特恩－盖拉赫实验的几个技术性问题进行讨论并给予理论解释．     

斯特恩-盖拉赫实验历史概述

斯特恩-盖拉赫实验在近代物理实验中的地位举足轻重.就实验方法而言,其核心部分分子束方法影响了后世许多重要的物理实验.就量子力学的基本原理而言,它既是量子态制备的范例,又是一些量子测量的成功典例.通过对大量相关文献的调研和挖掘,立足于物理原理与史料相结合的研究方法,期望尽量真实地还原斯特恩-盖拉赫实验的历史事实,着重理清该实验与电子自旋、角动量空间取向量子化这两个概念之间的关系.     

一个几何引理与抛物型偏转的等效线性不动点

电子在匀强电场中的电偏转与具有磁矩的原子在非均匀磁场中的运动路径的磁偏转实验 — — — 史特恩 盖拉赫( S t e r n G e r l a c h)实验, 是两个典型的抛物型偏转实验. 本文论述抛物型偏转的等效不动点的存在性及其意 义, 并推导其统一的偏转公式     

斯特恩与盖拉赫:一只劣质卷烟是如何帮助重新规划原子物理的

斯特恩一盖拉赫实验的故事揭示了坚韧的品格、意外与运气有时候是如何以碰巧正确的方式组合的．     

复合斯特恩-盖拉赫实验中的量子力学基本原理

从一个复合斯特恩-盖拉赫实验装置的结果分析,逐步引入量子力学的基本知识,包括二维希尔伯特空间中波函数、自旋算符具体形式、态叠加原理,测量理论、不确定关系和波函数随时间演化的薛定谔方程等。     

关于电子自旋的实验验证和理论思考

本文从斯特恩──盖拉赫实验证实电子具有自旋入手,用电子“自旋──轨道耦合”直观地解释了光谱线精细结构的双重线。     

匀强及非匀强磁场中Heisenberg XXX链的纠缠研究

研究了匀强及非匀强磁场中反铁磁体Heisenberg XXX链的近邻和次近邻纠缠.结果表明对基态情形,纠缠随磁场B变化呈现阶梯型结构,这可用来构建量子纠缠"放大器"或量子纠缠"开关".对有限温度情形,引进一非匀强磁场Bi=(-1)iB可以使近邻格点间纠缠在某些区域明显增大,而次近邻格点间纠缠则完全消失;同时引进非匀强磁场Bi=(-1)iB还可以使近邻格点纠缠的临界温度Tcn增大,且Tcn随B的增大而升高,这意味着我们可以通过调节B的大小而在任意温度下得到纠缠.     

利用MATLAB模拟带电粒子在非匀强磁场中的运动

利用MALTLAB GUI设计开发实验仿真平台,对带电粒子在非匀强磁场中的运动轨迹进行模拟。在该平台上用户可以通过输入不同的参数来模拟不同情况下带电粒子在非匀强磁场中的运动,得到不同情况下带电粒子的运动轨迹,为大学物理教学提供了有效的辅助手段。     

对斯特恩-盖拉赫实验的新认识

斯特恩-盖拉赫实验是20世纪的重要物理实验.斯特恩因为这个实验的成功而获得了诺贝尔物理学奖.最近笔者得到的若干关于这个实验的文献,其内容与过去的说法有很多的不同.把这些文献内容与以前人们对这个实验的认识进行比较、分析,对于这个实验由设想到成功的过程都有新的认识.     

应用朗威D I S L a b研究通电螺线管 内部的磁感应强度分布规律

一般认为, 在忽略边缘效应时, 通电螺线管内部是个匀强磁场. 然而, 教材中所呈现出来的通电螺线管 内部磁场分布图像却未能予以充分证实. 本实验换用自行绕制的内径较小、 长度较长的线圈进行实验, 得到的实验 图像较为准确地证实了这一结论. 并基于真实的实验操作过程, 改进了实验装置, 以便更加便捷高效地得到实验数 据和图像     

带电微粒在电磁场中的四种简单运动状态分析

1问题提出 地面上某实验装置里的真空区域里有匀强电场E和匀强磁场B,且场强的大小、方向可任意调整,调整后仍是匀强场.将一带电量q、质量m的带电微粒以初速度v0射入该实验装置的真空区域,射入的带电微粒可控制为哪些简单的运动状态?     

带电微粒在电磁声中的四种简单运动状态分析

地面上某实验装置里的真空区域里有匀强电场E和匀强磁场日，且场强的大小、方向可任意调整，调整后仍是匀强场．将一带电量q、质量m的带电微粒以初速度v0射入该实验装置的真空区域，射入的带电微粒可控制为哪些简单的运动状态?     

带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的单元教学思路与框架

立足于大概念教学理念,以培养学生的核心素养为目标,通过分析带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律,结合高考对这部分内容的考查特点,总结了带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的模型构建思路,绘制了以"弦"为分析问题核心和以"半径"为解决问题核心的框架,解决了带电粒子在匀强磁场中运动教学结构分散问题.用几道典型的题例证了用...     

“闪光二号”5 T脉冲强磁场装置

为了满足闪光二号加速器材料热力学效应研究的新需求,设计了一套电容器储能型脉冲强磁场装置。装置主要由储能电容器、半导体放电开关、磁场线圈及高压恒流充电源组成。磁场线圈中心处最大磁感应强度可达5 T,并且可以通过调整磁场线圈与二极管的相对位置实现磁透镜比的调节。通过理论计算和数值模拟相结合的方法对脉冲强磁场的关键参数进行了分析,然后进行了脉冲强磁场的工程设计,最后使用该强磁场装置进行了实验研究。强磁场实验中,当储能电容器充电21 kV时,在磁场线圈中心处获得了5.3 T脉冲强磁场。     

20T混合磁体超导线圈的研制和性能试验

我国第一个稳态强磁场装置——合肥20T 混合磁体系统正在建造中.装置中的超导线圈已经绕制完成并作了性能试验.这是一个口径为320mm 的密绕线圈,其中心磁均高于8.3T,储能超过2MJ.本文报道了线圈的设计,绕制和实验结果.     

考虑辐射时带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹

当考虑辐射时，带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹已不再是一个半径恒定的圆周，而是一条旋转螺旋线．本文对此作了详细的推导和讨论．     

对"等效重力加速度"的质疑

单摆做简谐运动时，其振动周期T=2π√l/g.其中l、g分别为单摆摆长和单摆所处位置的重力加速度．在高中总复习阶段复习单摆时，很多教师经常会为学生讲解或布置诸如单摆放在固定光滑斜面上、竖直或水平加速的装置中、匀强电场或匀强磁场中等一些变形题目，来求解上述新情景下单摆的振动周期，以加深学生对单摆振动规律的认识，并培养学生的知识迁移能力．然而，有很多复习参考书为学生提供了一种解答方法，即在求解上述新情景下单摆的振动周期时，只需用新情景下的等效重力加速度g’代替原来单摆周期公式中的重力