束能技术与定向能武器

 随着现代物理技术最新成果问世,在21世纪未来战场上,可望投入一些新概念兵器,如利用激光、微波、粒子束研究发展的定向能武器,它是利用强束能向一定方向发射,用高能量束杀伤和摧毁目标的武器系统。这一崭新机理的“束能技术”发展很快,军用前景十分广阔,是一种令人瞩目的技术。一、激光武器利用激光束直接摧毁目标或使之失效的定向能武器,称为激光武器。激光武器主要由激光器、精密瞄准跟踪系统和光束控制与发射系统组成。激光器是激光武器的核心,用于产生高能激光束。     

21世纪地面作战士兵武器的发展方向

地面作战士兵装备的武器发展至今，其性能已不能满足未来战争的要求。进入20世纪90年代后，许多国家开始探索和研制21世纪士兵采用的武器。美国率先推出集发射动能弹和高爆榴弹于一体的步榴合一武器系统——理想单兵战斗武器（OICW），接着又推出了发射高爆榴弹的自动榴弹发射器——理想班组武器（OCSW）。这两种武器引领了轻武器的发展潮流，将成为21世纪地面作战士兵配装的武器。可以说轻武器更新换代的时代已经到来。预计在未来发展中，地面作战士兵武器的部件可能采用更新的技术，功能将更加完善，体积和重量将进一步减小。     

微波弹的物理原理

微波弹是利用高能密度炸药作初级能源，通过磁通压缩发电机或磁流体动力学发电机将炸药爆炸释放出的化学能转变为高功率电脉冲，驱动微波发生器向外辐射高功率微波的一种新概念武器。文章简述了一般微波弹的组成结构、技术原理及其物理基础。     

微波技术的发展与应用

 微波是指波长在1mm～1000mm、频率在300MHz～300GHz范围之间的电磁波,因为它的波长与长波、中波与短波相比来说,要“微小”得多,所以它也就得名为“微波“了。微波有着不同于其他波段的重要特点,它自被人类发现以来,就不断地得到发展和应用。19世纪末,人们已经知道了超高频的许多特性,赫兹用火花振荡器得到了微波信号,并对其进行了研究。但赫兹本人并没有想到将这种电磁波用于通信,他的实验仅证实了麦克斯韦的一个预言--电磁波的存在。20世纪初期对微波技术的研究又有了一定的进展,1936年4月美国科学家SouthWorth用直径为12.5cm青铜管将9cm的电磁波传输了260m远,波导传输实验     

束能武器的物理基础及应用前景

 随着激光、新材料、微电子、声光、电光等高新技术的发展,束能武器应运而生了,这是一种能量集中可迅速准确地射向目标的武器系统.该武器系统通过束能向一定方向发射,用高能量射束杀伤和摧毁目标.     

遗传算法设计多层微波吸收材料的结构

本文用遗传算法优化设计多层结构的电磁波吸收材料,通过优化设计和数值计算给出了材料的结构参数,并对优化结果的多种约束条件（总厚度、吸收带宽、反射率大小）进行了加权评估,从而得到了多种介质材料匹配后具有优良吸波特性的吸波材料．     

21世纪的主力大炮——电磁炮

 电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器.与传统的大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同,电磁炮是利用电磁系统中电磁场的作用力,其作用的时间要长得多,可大大提高弹丸的速度和射程.因而引起了世界各国军事家们的关注.自80年代初期以来,电磁炮在未来武器的发展计划中,已成为越来越重要的部分.     

几种新型武器的物理基础

 随着经济的发展和科学技术现代化程度的不断提高,武器装备的现代化也不断地得到加强,陆续出现了一些新型武器。本文就几种正在开发阶段的新型武器的物理基础,作些简要的介绍。一、次声武器利用频率低于20赫兹的次声波与人体发生共振,使共振的器官或部位发生形变或位移而造成损伤的武器,叫做次声武器。     

矩形开口波导天线特性的数值模拟

利用电磁场模拟软件模拟了BJ100矩形开口波导的增益特性,探讨了法兰和波导长度对矩形开口波导增益的影响,得出了开口波导增益随波导长度以半波长为周期振荡的规律。为了减小增益随频率的振荡,抑制法兰对开口波导增益的影响,采用在波导外壁宽边贴覆吸波材料的办法。数值模拟表明:在波导外壁宽边贴上吸波材料后,增益随频率振荡的现象减弱或消失,矩形开口波导方向图的主瓣变宽,中心的增益值最大,满足高功率微波辐射场测量中使用的要求。     

矩形开口波导天线特性的数值模拟

 利用电磁场模拟软件模拟了BJ100矩形开口波导的增益特性,探讨了法兰和波导长度对矩形开口波导增益的影响,得出了开口波导增益随波导长度以半波长为周期振荡的规律。为了减小增益随频率的振荡,抑制法兰对开口波导增益的影响,采用在波导外壁宽边贴覆吸波材料的办法。数值模拟表明:在波导外壁宽边贴上吸波材料后,增益随频率振荡的现象减弱或消失,矩形开口波导方向图的主瓣变宽,中心的增益值最大,满足高功率微波辐射场测量中使用的要求。     

量子宇宙——21世纪粒子物理学的革命

 本文编译自美国高能物理顾问委员会(HEPAP)出版的《量子宇宙(QuantumUniverse)》一书。它是根据美国能源部和国家自然科学基金委的要求编写的科普读物。微观量子世界和宏观宇宙学研究的交叉对21世纪的粒子物理学提出了严峻的挑战,正孕育着一场深刻的革命。此书论述了粒子物理学面临的9个重大问题,并结合美国高能物理实验研究计划进行讨论。     

21世纪最具潜力的新型带隙材料——声子晶体

半导体发展中遇到的极大障碍,使许多研究人员开始研究光子晶体。然而,声子晶体比光子晶体具有更丰富的物理内涵,它是一种新型声学功能带隙材料。研究声子晶体的重要意义在于其广阔的应用前景,而且在研究过程中,还可能发现新现象和新规律,进而促进物理学的发展。一、什么是声子晶体声子晶体的概念诞生于20世纪90年代,是仿照光子晶体的概念而命名的。我们都知道,具有光子禁带的周期性电介质结构功能材料称为光子晶体,光子能量落在光子禁带中的光波将被禁止,不能在光子晶体中传播。通过对光子晶体周期结构及其缺陷进行设计,可以人为地调控光子的流动。     

飞机和导弹的隐身技术浅议

 隐身技术实质上是目标特征信号的控制技术,通过各种技术途径控制,实现降低飞机、导弹和其他武器装备所产生的特征信号,使其难以被发现、识别,免于遭受攻击或大大降低被敌人攻击的概率,提高飞机、巡航导弹等武器系统的突防能力、生存能力而发挥作战效能。飞机、导弹等武器的主要特征信号有可见的几何形状信号、机载雷达特征信号、热力学上的红外特征信号、磁特征信号、声频特征信号和电磁辐射等方面的特征信号等。降低和减少这些特征信号主要用设计技术、材料技术、信息技术、电磁场理论和物理、化学中消除或减小声、光、电、热、力学方面所产生的信号特征。     

21世纪最具潜力的新型材料——光子晶体

 21世纪是信息技术广泛普及的时代。在过去的50年里,对半导体技术的深入研究和广泛应用直接推动了信息产业的迅速发展。但当前半导体的发展遭遇瓶颈问题,半导体集成电路在速度、效率的提高上受到量子效应及电子自身之间相互作用的限制,半导体器件的能力已接近极限,而光子技术则是突破这些限制的有效手段之一。不过传统的光学器件与电子集成器件相比,要笨重成千上万倍。如果光学器件也能像电子器件一样集成化,那么光电集成线路就将使信息技术产业发生巨大变革。解决这个问题的关键,在于开发和研究一种新型的人工材料---光子晶体。它将成为21世纪最具潜力的新型材料,半导体的第三代突破很可能就在光子晶体这条路上。     

超导体的军用前景

 从目前的研究情况来看,超导技术的应用基本上可分为两类:一是用超导材料制作磁性极强的超导磁铁,用于磁约束核聚变研究和制造大容量储能装置、高能加速器、超导发电机等,以解决人类未来的能源问题;二是用超导材料薄片制作约瑟夫逊器件,用于制造高速电子计算机和灵敏度极高的电磁探测设备。 军事家们历来就是科学技术新成果的酷爱者,科学技术发展的最新成果往往首先被应用于军事。     

21世纪最具潜力的新型带隙材料——声子晶体

半导体发展中遇到的极大障碍,使许多研究人员开始研究光子晶体。然而,声子晶体比光子晶体具有更丰富的物理内涵,它是一种新型声学功能带隙材料。研究声子晶体的重要意义在于其广阔的应用前景,而且在研究过程中,还可能发现新现象和新规律,进而促进物理学的发展。一、什么是声子晶体声子晶体的概念诞生于20世纪90年代,是仿照光子晶体的概念而命名的。我们都知道,具有光子禁带的周期性电介质结构功能材料称为光子晶体,光子能量落在光子禁带中的光波将被禁止,不能在光子晶体中传播。通过对光子晶体周期结构及其缺陷进行设计,可以人为地调控光子…     

纳米固体——结构像气体的新型材料

 80年代中期联邦德国和美国的一些材料科学家们在实验室里首先制造出了一种新型的固体材料.它是由尺寸仅为几个纳米(10^-9米)的超细微粒压制而成的人工凝聚态固体,通常称之为纳米固体材料或纳米尺度材料.对这种材料的研究发现,它具有全新的“类气态”（gas-like）结构,性能十分奇特.如纳米固体铁的断裂应力比常规铁材料一下子提高了近12倍;纳米固体铜又比一般铜材料的热扩散增强了近一倍.更为奇怪的是,普通状态下呈脆性的陶瓷,在纳米固体材料中却能被弯曲,其塑性形变竟然高达100％.这使得长期为增强陶瓷韧性而费尽心血的科学工作者们大为振奋.纳米固体材料的一系列特性,引起了科学家们的浓厚兴趣,并积极开展了对这种材料的结构特点、制造方法、特性和应用的研究.     

庆祝《现代物理知识》创刊十周年——迈向21世纪的《现代物理知识》

 “现代物理知识”创刊于1989年,它的前身是《高能物理》,创刊于1976年.自1989年更改刊名以来,《现代物理知识》已走过了10年历程.