浅谈摩擦学

 在今天科学技术领域里的一些新学科,追本求源其起始点往往可上溯几千年,比如摩擦学。摩擦是自然界最常见现象之一。人类最伟大的两个发明都与之相关。其一是摩擦取火,标志着人类文明史的开端;其二是轮子的发明,创造了自然界不曾存在的事物,显示了人类智慧的力量。这两项伟大发明也代表了人类与摩擦的关系。     

晶体管发明60年

回顾了晶体管的发明,对最早3种晶体管在原理、性能上作了比较,谈了3位发明者肖克莱、巴丁、布拉顿的重大贡献和一些性格特点;并对晶体管诞生后60年来的后续发展如集成电路等作了回顾;总结了这一发明对我们的启示和教训.     

《相对论、宇宙与时空》连载①——人类早期对宇宙的认识

编者按:今年是天文望远镜发明400周年.望远镜的发明彻底改变了人类仅凭肉眼观察天象的历史,使人类的视线得以深入宇宙的深处和遥远的过去.由于光信号的传播需要时间,我们看到的天体都是它们过去的样子,越远的天体图像越古老,因此望远镜不仅在看远方,而且在看历史.     

半导体异质结及其在光电子学中的应用

瑞典皇家科学院2000年10月10日宣布,将2000年度诺贝尔物理奖授予三位科学家,他们是俄罗斯科学院圣彼得堡约飞技术物理研究所的Zh.I.Alferov、美国加利福尼亚大学的Herbert Kroemer和美国德克萨斯仪器公司的JackS.Kilby,以表彰他们为现代信息技术,特别是他们发明的高速晶体管、激光二极管和集成电路(芯片)所作出的奠基性贡献.Kilby由于发明并发展了集成电路技术而获奖,通过这项发明,微电子学成为所有现代技术的基础.Kilby的获奖成果已有另文(见2001年第3期《物理》)评述.Alferov和Kroemer则是由于他们在半导体异质结及其在电子和光电子学中的应用方面的突出贡献而获奖.该文仅就这两位诺贝尔物理奖得主在异质结及其在光电子中的应用方面的贡献进行评述.     

基尔比（Kilby，Jack S，1923-2005）英国物理学家（Physicist，England）

电子学的进一步发展是集成电路的发明，它开辟了微电子学时代。所谓集成电路，就是把多个晶体管和电阻、电容等元件做在同一半导体芯片上，互相连接，每块：占片实现一个单元电路的功能。集成电路的发明者是美国德州仪器公司的基尔比等。1958年夏，基尔比在一块硅片上集成了一个相移振荡器。基尔比选择在绝缘材料上沉积金为连接各元件的导线。由于发明集成电路，他被授予2000年诺贝尔物理奖的三分之一。     

跨越三个世纪的公案——谁先发明了电话?

简单介绍了电话的发明者安东尼奥·缪西(Antonio Meucci)发明电话的经历.经验和教训都说明:科学研究与发明创造都是只有第一,没有第二的竞赛;但是对发明创造而言,创新性和实用性的结合才更有价值,而及时、有效的知识产权保护不仅是对自身价值的确立,也是一种社会责任的体现.一个个案的公正是重要的,更重要的是一个制度的公正,只有社会形成保护首创、尊重第一的氛围与制度,才能鼓励后来者不断创新,保证我们生活于其中的社会的进步.重新确立缪西的电话发明的优先权,体现的正是人类尊重创新的精神和情感及价值标准.     

半导体异质结及其在光电子学中的应用—2000年诺贝尔物理奖评述

瑞典皇家科学院2000年10月10日宣布,将2000年度诺贝尔物理奖授予三位科学家,他们是俄罗斯科学院圣彼得的堡约飞技术物理研究所的Zh.Alferpv、美国加利福尼亚大学的Herbert Kroemer和美国德克萨斯仪器公司的Jack S.Kilby,以表彰他们为现代信息技术,特别是他们发明的高速晶体管、激光二极管和集成电路（芯片）所作出的奠基性贡献,Kilby由于发明并发展了集成电路技术而获奖,通过这项发明,微电子学成为所有现代技术的基础,Kilby的获奖成果已有另文（见2001年第3期《物理》）述评,Alferov和Kroemer则是由于他们在半导体异质结及其在电子和光电子学中的应用方面的突出贡献而获奖,该不仅就两位诺贝尔物理奖得主在异质结及其在光电子中的应用方面的贡献进行评述。     

普通物理中光学课程现代化的问题的思考

光学的发展历史几乎和人类历史一样悠久。自二十世纪六十年代，由于激光器的发明和激光技术飞速发展，以及它与电子技术和其它技术的拼合，使光学获得了迅速的发展，并形成了一系列分支学科。     

氧化物表面与界面的新奇性质研究

 基于量子力学能带理论发明的晶体管奠定了整个现代电子工业的基础,引领人类进入信息时代。传统微电子工业的持续发展,依赖于器件功能单元的微型化和集成化,著名的摩尔定律描述了微电子产业的发展趋势。集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18 个月就翻一番;但是电子器件的尺寸趋近材料的某种量子特征长度时,整个器件将显现出崭新的激发、弛豫和输运等行为。     

集成电路中的物理问题讲座 第十讲 集成电路技术的一些物理限制

1958年第一个平面型晶体管的诞生,为集成电路的发明奠定了坚实的技术基础.翌年,集成电路问世,其后集成规模以每年翻一番的高速度迅速发展.现已有能在几毫米见方的小硅片(又称芯片)上集成包含百万只元器件的超大规模集成电路.这二十多年中,一个芯片中集成的元器件数增加了几十万倍,而芯片的面积仅扩大了一个数量级左右.因此集成技术的发展主要是依靠缩小芯片中每个器件的尺寸来实现.实际上器件的线度缩小了近三个数量级,并已采用1-3微米宽的线条尺寸作为器件制造的设计规则.人们指望着进一步缩小器件的尺寸以获得超超大规模集成电路,这种努力…     

适应创新教育的“3＋1”大学物理实验教学模式的探索与实践

分析了我校大学物理实验教学现状和民族院校学生特点,提出了针对不同层次、不同专业学生的＂3＋1＂大学物理实验教学模式,在实验教学中注重创新教育,培养学生科学实践能力和科技创新精神。     

Blind alleys and fruitful pathways in the comparative study of cultural cognition

A mere few decades ago, culture was thought a unique human attribute. Evidence to the contrary accumulated through the latter part of the twentieth century and has exploded in the present one, demonstrating the transmission of traditions through social learning across all principal vertebrate taxa and even invertebrates, notably insects. The scope of human culture is nevertheless highly distinctive. What makes our cultural capacities and their cognitive underpinnings so different? In this article I argue that in behavioural scientists' endeavours to answer this question, fruitful research pathways and their ensuing discoveries have come to exist alongside popular, yet in the light of current empirical evidence, highly questionable scenarios and even scientific blind alleys. I particularly re-evaluate theories that rely on the centrality of a supposed uniquely human capacity for imitative copying in explaining the distinctive capacity for massive cumulative cultural evolution (CCE) in our species. The most extreme versions of this perspective suffer logical incoherence and severe limits on scientific testability. By contrast the field has generated a range of rigorous observational and experimental methodologies that have revealed both long-term cultural fidelity and limited forms of CCE in non-human species. Attention now turns to directly investigating the scope, limits and underlying cognition of non-human versus human CCE, with a broader approach to factors additional to cultural transmission, notably the role of invention, innovation and evolved motivational biases underlying the scope of CCE in the species studied.     

望远镜：一件开拓知识疆域的利器

文章探讨了望远镜作为一件科学仪器,从其在400年前被发明以来,在扩展人类的宇宙视野、开拓人类的知识疆域方面发挥了极其重要的作用.文章首先论述了伽利略利用其亲手改进的望远镜作出了全新的天文发现,对哥白尼学说给予了决定性的支持;其次阐述了随着望远镜的不断改进,人类获得越来越多的关于天空的新奇知识,这些知识帮助和推动人类掌握最基本的自然规律;最后论述了望远镜在帮助人类探索宇宙尺度之大小的过程中发挥的重要作用,并进而让人类认识到其自身在宇宙中的真实位置.     

Study of moisture sorption behavior of urea inclusion compounds with aliphatic guests and with linear polymers

Urea is known to form stable inclusion compounds (IC) with a wide variety of guests, which include aliphatic organic substances as well as linear polymers. Urea in its native form is also known to undergo deliquescence when exposed to an atmosphere of higher water activity. The purpose of the present study was to determine and compare the moisture sorption profiles of the uncomplexed urea as well as ICs of urea with different guests. Urea ICs with two types of guest moieties were prepared, that is, either monosubstituted unbranched alkane derivatives possessing an anchor length of 16 carbons or linear polymer poly (ethylene glycol) of different molecular weights. The formation of ICs was confirmed through thermal analysis and powder X‐ray diffraction/single crystal diffraction. The ICs were exposed to environment of varying water activity in dynamic water sorption analyzer, and the rate and extent of moisture uptake were determined. Critical relative humidity of urea and representative ICs was determined by two techniques. Urea ICs were found to demonstrate greater resistant to deliquescence as exhibited by increase in critical relative humidity in comparison with uncomplexed urea. Thermodynamic considerations involved in the process of deliquescence are discussed. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

实验物理中的创新意识与能力培养

本文主要介绍了在军队技术院校的基础教育中开展创新教育的意义及一些具体的措施     

芯片-系统电磁脉冲耦合的高性能全波电磁模拟

目的是研究高性能的电磁场仿真软件,对真实的芯片-系统电磁脉冲耦合过程进行高分辨率、高置信度的电磁仿真。研究重点是针对多尺度问题,突破算法的并行计算瓶颈。基于自主软件平台快速研发出仿真软件,在高性能计算平台上完成对真实复杂问题的全波电磁仿真。通过对某真实机箱内部芯片的电磁脉冲耦合仿真分析,验证了本文提出的算法的高性能、高效率的特性。     

Interacting branching process as a simple model of innovation

We describe innovation in terms of a generalized branching process. Each new invention pairs with any existing one to produce a number of offspring, which is Poisson distributed with mean p. Existing inventions die with probability p/τ at each generation. In contrast with mean field results, no phase transition occurs; the chance for survival is finite for all p > 0. For τ = ∞, surviving processes exhibit a bottleneck before exploding superexponentially-a growth consistent with a law of accelerating returns. This behavior persists for finite τ. We analyze, in detail, the asymptotic behavior as p→0.     

Detailed optical characterization of three-dimensional visible-frequency polarization-independent carpet invisibility cloak

The invention of the three-dimensional woodpile photonic crystal by Costas M. Soukoulis and coworkers in 1994 has stimulated much further research—excellent research stimulates further research. Here, we report on using spatially inhomogeneous polymer woodpile structures in the long-wavelength limit as artificial graded-index structures. After briefly reviewing previous work on carpet invisibility cloaks designed by transformation optics, we present new experiments for various focus planes of the inspecting microscope as well as for different inspection angles in three-dimensional space. Numerical ray-tracing modeling is also provided. These data confirm our previous assessment that three-dimensional cloaking is quite robust for these structures.     

考虑通孔横向热传输效应的三维集成电路热分析

考虑横向热传输效应,构造一种包含通孔结构的叠层芯片三维热传输模型.在具体的工艺参数下验证叠层芯片层数、通孔密度、通孔直径和后端线互连层厚度对三维集成电路热传输的影响.结果显示,采用该模型仿真得到的各层芯片温升要低于不考虑横向热传输时所得到的温升,差异最大可达10%以上,并且集成度要求越高,其横向热传输效应的影响越明显.该模型更符合实际情况,能够更准确地分析三维集成电路的各层芯片温度.     

一种实验室专用浸没式管式陶瓷电阻液体加热器

管式陶瓷电阻作为一种电阻元件都是用于电子电路之中。将其作一定技术处理后,专用于实验室中的液体加热,收到极好的效果。该加热器已获国家专利授权。