金屬電子論

良好的导电性和導熱性是金属的特征,这是有所区别于其他的幾种固体的(如鹽類的晶体、共價晶体和分子晶体),金屬还有其它的特征如金屬光澤,顯著的範性等。固態的金屬是由金屬原子所集合成的晶体,其原子排列在有規則的點陣之上根據X射线分析,我們知道金属的点阵可以是面心立方体、体心立方体和六角柱体等。原子结合成金屬晶体主要是依靠原子外层的價電子和部分的內层電子。在通常的情况下,这些價電子完全脱離每個原子而離化,自由地在整個晶体点陣中活动,而构成金屬中的自由電子。在电场的作用下它們可以產生電流,在有温度陡度存在時,它們可以造成導热的現象。在本世紀之初,根據自由電子的概念和經典物     

对“離子移動轨跡实验的一點经验”一文的意见

物理通報1954年6月號登载了陳淑德同志寫的“離子移動軌跡實驗的一點經驗”一文,我們對於其中關於通電后兩極所發生的化學變化的解釋有不同的意見: 作者從實驗中發現陰极在通電後變爲深紅色給予了解釋,並預料陽極如爲铜製的便會有CuSO_4產生,作者這樣寫道:“……在陰極附近,溶液中的鈉離子可以失去電量和水作用,得苛性鈉,而產生氫氧離子,酚酞變紅色。如陽极爲銅製的,在陽極附近硫酸根離子可以失去電量和銅作用,產生硫酸銅,……。”作者認爲在阴极附近溶液中的鈉離子,可以失去電量和水作用得苛性鈉,這種看法是舊的颧點,是不正確的。     

蓄電池的使用和管理

蓄电池是實驗室中普遍應用的直流電源,在許多的實驗中和示教中常常需要它。但往往因為使用不得法或管理不恰當,使蓄電池不能發揮其所能够發揮的作用;另一方面,也影响了蓄電池的使用壽命。今願將個人的點滴经驗介紹如下,供读者參考。蓄電池大致有兩類:一是鉛蓄電池,也称作酸液蓄電池;另一類是铁鎳蓄電池,也稱作鹼液蓄電池。現分别叙述: 铅蓄电池这類蓄電池是現在市面上常見到的,也是较容易購到的。其外殼常是玻璃或其他不舆硫酸起化学反应的非金屬物質做成的。其內部是兩組極板——純鉛極(負極)和二氧化鉛極(正極)——穿插着,其間隔有不怕酸浸蝕的絕椽片,浸在電解液(即稀硫酸液,俗稱为電水)內。由於應用中不同的需要,其區分法通常有二:一是以其端電壓約值区分,分成2伏特、6伏特(三只蓄電池串聯成一组)等;另外一種是以其最大的放電量值區分,如有的是8安培小時、16安培小時等。     

阿基米德定律的簡單实驗

在学校中演示阿基米德定律的实驗,存在着很大的缺點。例如:用所謂“阿基米德小杯”作实驗時,很少能看出演示的現象;在教学法的参考书中,關於進行氣体的阿基米德定律的演示,缺乏明确的說明(說明这定律數量的方面);關於阿基米德定律实際应用的实驗,也设計得很差。早在1918年,波·阿·巴拉諾夫(波·阿·巴拉諾夫1913年著“物理教学法”)就考慮到“阿基米德小杯”的缺點了。考慮这些缺點时,便想到最好把一些簡單的实驗介紹給物理教師們,特別是剛剛開始任課的物理教師。实驗1.液体阿基米德定律的演示实驗小杯应当是透明的(例如用玻璃製成的)。可以利用無色玻璃瓶製成玻璃茶杯或玻璃圆筒。在玻璃圆筒的内壁上塗以机油,將一個一     

自製單鏡頭顯微鏡的經验

市售复鏡頭顯微鏡是一種精密仪器,構造相當复雜,製造相當困難。我試用普通玻璃燒熔製成小玻璃珠作為鏡頭,再配備一些简單附件,製成單鏡頭顯微鏡,試用的結果效果相當良好。现在介紹自製的經驗如下: (1)燒玻璃珠子: 一、用具:1.鑷子(用薄铁片自製,並做一铁片箍子,箍在鑷子上,箍子向前一移,可使鑷子夾緊,箍子向後一退,可使鑷子放鬆)。2.酒精灯。3.兩頭沒有底直徑約四五厘米的圆铁筒。4.錐子。5.鑽子。6.锉。二、玻璃的選擇:烧直徑在二毫米以上的大珠子,要用易熔的玻璃,如電燈泡的玻璃。烧直徑在二毫米以下的珠子,用硬玻璃(如破了的試管或乾燥管)比較好一些。三、烧珠子的方法:1.酒精燈,火焰不可太大,只要高四厘米左右就成,酒精燈上要罩     

電磁學的演示實验

課堂演示“通過電流的導體在磁場中的運動”和“獲得感应電流”的問題可以分成四組:通過電流的導體在磁场中的運動;說明直流電動磯的構造和作用原理的實驗;演示獲得感應電流和說明直流和交流發電机的構造和作用原理的实驗。 為了演示第一组的實驗,必須具有各種自製的仪器,下列的儀器無論是按照儀器的構造或是按照實驗的步驟都是最簡單的儀器。 儀器1:兩個接线端鈕彼此以100毫米的距離安装在長為200毫米、横截面為10毫米×20毫米的木板上。金屬细线束(金屬薄片所製成的細帶,每条長為300—400毫米)的一     

利用廢物自製物理演示实驗儀器

一、内燃机構造原理演示器取有蓋的油墨罐頭一隻,在旁邊用铁釘打二個直徑約1.5毫米的小洞,二者相距約1厘米。再取一剖開的軟木塞閉住這二小洞,用細鉛絲分上中下三條紥在金屬罐上,使小洞不會漏氣。於是在二小洞中央插入二枚大頭針,插時應留心不要與金屬罐及鉛絲相遇,保持二針互相絕緣,當作發電花的二電極。然後把这罐紥在铁架上,罐底裝一铁絲罩以便實驗時放木炭火(如圖1)。实验步驟:(1)燃料化氣過程。把一、二滴汽油滴入金屬罐内,罐底放入幾塊燒紅的木炭火,使汽油化成氣。(2)壓縮氣體過程。把罐蓋向下蓋緊。(3)發火花爆炸過程。把感应     

我在講“波”時所進行的實物教學

在高二的物理教学中,振動与波这一章是教師和学生都很感到吃力的。因此我創造了一些教具,把一些靜止的示意圖變成可以連續活动的模型,解決了教學上的一些困難。現將这些教具的製法和使用介紹於後。一、示波器在講横波時沒有儀器学生還可以理解,在讲縱波時,若无示波器学生就很难理解。现在市面上出售的有馬哈示波器,但是这種儀器價格較高,使用時还有一些缺點(後面將加敍述)。因此我在1952年根據馬哈示波器加以改裝,做成圖1所示的形式。這一示波器,曾在南京市的自製教具展覽會上展出,並在1953年度的江蘇省中等學校教師進修班上演示過,南京和徐州也有學校倣製了。     

釷的放射性的簡易實驗

放射性元素的實驗普通需要昂貴的原料和精密复杂的仪器,是一般中學不易辦到的。我們為使學生看到放射性現象,想到钍(_(90)Th~(232))是一種放射性元素,又是汽燈(以煤油为燃料)成煤气燈照明纱罩的主要成分。軟纱罩是人造絲織成网袋浸以硝酸钍(Th(NO_3)_4)、硝酸铈(Ce(NO_3)_4)混合溶液製成。硬纱罩是软纱罩燃後生成的氧化物浸以火棉膠製成。我們選用的是发纱罩灰(含氧化钍ThO_299％氧化鈰CeO_21％),这在汽燈用戶都当废物抛棄,所以极易取得。我們存的纱罩灰5.8克。使用软硬纱罩都可以,價钱並不昂贵。實驗钍化合物的放射性,我們選的是它使     

試論“力的合成和分解”的教學

关於“力的合成和分解”的教学,茲就個人初步考慮到的一些問题提出幾點不成熟的意見,希望大家在參考之餘,展開討論,並給以批评和指正。 (一)本章的教学目的课本前幾章所講的是关於質點的動力学,從分析直線運动的現象開始,紧接着闡述運動定律和討論運动的合成,最後达到能量守恒定律這一具有普遍意義的结論。本章所論述的,就力学的整個系統而論,則是所谓“剛體靜力学”。但本書並沒有引用“動力学”和“靜力学”等名稱,这是因為本章所給學生的是物理学中的力学基礎知識,内容比較簡單,方法也比較淺易,還不需要作“動力学”和“靜力学”的分類;而更重要的,則是由於這樣就能使学生對力學现象作全面的和聯繫的觀察與了解,把“靜”和“动”的相對意義與依存关系系統地統一結合在本書第一至第六各章之中。試看,在本章第一節(课     

兩個電解演示实驗

一、食鹽的電解食鹽(NaCl)的電解是比較容易的,这裹主要說明兩個問題:(一)碳精电極的使用,(二)石蕊指示劑的使用。因為鉑價值昂貴又很容易受到新生氯的侵蝕,所以電解氯化鈉或其他氯化物,絕对不能使用鉑制電極。在苏联十分重視鈤的節約,如陶里亞赤金编七年制学校物理教学法第二册中,認為電解食鹽交流用碳製電極,可用弧光灯的細碳棒(1948年俄文版第308頁);甚至还提議在電解水所用的好夫曼(Hoffmann)儀器中,只陽極用鉑制(同書第331頁)。我們使用的是废乾電池中取出的碳棒,裝置如圖1。U形管中置飽和食鹽溶液,加入少     

上海一些高等院校物理教研組关于超声波的工作

超声波是一种振动频率在16千赫以上的机械波,可以在各种介質(金屬、液体、空气等)中傳播,遵守各項波动定律(折射、反射等)。当它在媒質中傅播时,由于媒質各点作急驟的膨胀和压缩,因而引起了所謂“空穴作用”(在这个区域里有着极大的压力变化)。我們利用超声波的反射、折射和空穴作用等特性,可以进行金屬探伤、河海测深、机械加工以及化学上和医     

观察等倾干涉環纹的新方法

一、作法: 取一塊一面鍍銀,厚約2毫米至6毫米的普通平面玻鏡,用小針在銀面上輕輕划開一直徑約為0.05毫米至0.10毫米的小孔。然後將此鏡置於跟前,使銀面在外,玻面接目,而自小孔向鈉光燈注視(圖1)。如將眼放鬆,使焦聚於无窮遠處(即用以接受平行光線),則可見 鏡內之等傾干涉图形,其狀為一組以目到鏡面之垂足為中心的同心圓環,明暗相間,細如指紋(图2)。如鈉光燈不易購置,用較强燈光(例如汽車燈泡)為光源,前置紅色濾光玻璃,也可以得到近似的單色光。     

關於中子的放射性

核質點無論是所謂“質子”的形態,或所謂“中子”的形態,那是可以找到的。在核中能够發生質點從一種形態轉變為另一種形態。很自然地會發生這樣的問題:是否在自由狀態下的質點也能發生同樣的轉變呢?能否觀察到質子直接轉變為中子或中子直接轉變為質子呢? 要回答這樣的問題,可以比較一下這兩種質點的質量的數值: 質子質量m_p=1.00756, 中子質量m_n=1.00893。这一比較表明,中子質量大於質子質量。再加上,陽电子質量也不是零而是等於0.00055原子質量單位。可見質子無法自变為中子和陽電子,如要使之轉變,則需消耗的能量应等於 (m_n+m_c-m_p)c~2=1.9兆电子伏特。在具有多餘的能量的核中,質子就能够從其他核質點互相作用的結果取得轉變為中子所必需的能量。但在自由狀態下的質子無處獲得     

热輻射實验

一在講熱的传播時,輻射這一概念是很抽象的,同学接受起來是比較困難的。主要是由於我們难於向同学说明這一現象的本質。因此只有通过實驗來加深同学對這一現象的認識和理解。現在介紹幾種熱輻射實驗如下,以供大家的參考。 1.辐射现象的演示實驗 (一)利用“感热紙”的實驗說明热的輻射現象(感熱紙製法見註)。在做這個實驗前應向同学先说明感熱紙受熱變色的情形,以及如何利用感熱紙來說明受熱的情形。感熱紙是淺黄色的,當它受到熱源的輻射時就變為深黄(橙)色,冷却後又改成淺黄色。可以先在火焰旁實驗使同学觀察它的变化,然後做下面的实驗。 將實驗体膨脹的铁球在火上烧紅,掛在鐵架上把感熱紙依次放在鐵球的前、後、左、右、上、下各面(重點是把它放在非對流區域),不     

原子核動力学

1954年6月27日在蘇聯,第一個原子能工業電力站開始供電了,這個電力站的功率為5000仟瓦。現在正在著手建立更大的、功率為50000—100000仟瓦的電力站。 1954年或者應該叫做原子核動力学實際建立的一年。 蘇聯的科学家和工程師在這個領域中的工作較之美国和其他國家的工作超過了好幾年,實現了科学舆技術史上最重要的事件,这個事件标誌着真正的科學技術革命的開始。最近在道個對於國民經济具有很重大的意义的新的技術領域中,毫無疑問,得到了很顯著的成就。原子能電力站的主要優點是:只需極少量的“燃料(топливо)”就可以得到大量的能。功率与德聶伯水電站相同的原子能電力站每年只消耗大約70仟克的原子核燃料。在地球上普通燃料(煤、石油)的貯量是很有限的,而核能在原則上是取用不盡的,因此很明顯地可以看出:原子核动力学的開闢對於人類有着多么重大的意义。     

幾個物理實驗的問答题

1.在離心實驗上固定一個驗音器的圆盤,在圆盤上放置燃點的臘燭,並且蓋以漏斗或從“巴斯加怪现象”儀器上取來的圆錐形容器。當旋轉圆盤的時候,臘燭的火焰偏向圆盤的中心(圖1)。解释這個现象。答:火焰偏向圓盤的中心,是因為火焰的密度較空氣的密度小。學生們都知道,當旋轉的時候,密度較大的物質,離中心要遠些。 2.兩個玻璃瓶從斜面上滾下來,一瓶完全裝水,另一瓶裝滿鋸末和砂的混合物,兩瓶具有同樣的質量(圖2)。完全裝水的玻璃瓶,滾下的較快。解釋這個現象。     

“轉動”中幾個問題的教学

“轉動”這個課题從教學法方面來說是最困難的課题之一。困難首先在於作匀速圓周運動的質點的向心加速度的論證。教師一般是用下列的方案來講述這個問題的: (1) 速度是一個矢量,因此只有在它的大小和方向都不改变的情形下才是一個定值。例如,在匀速直线運動中速度就是一個定值。 (2) 在質點的匀速圓周運動中,速度只是大小保持一定,方向則在不断变化着,因此,匀速圓周運動是一個变速運動。 (3) 任何變速的運動,都是有加速度的運動,這就是說,質點的匀速圆周運動是有加速度的運動。 (4) 質點在匀速圓周運動中的加速度在任何時刻都是指向圆心並可用下述公式來計算:     

自製感应起電机和電共振試驗器的經过

感应起電机是一具高電压的電学儀器,在电学实驗中,用到它的地方很多,但是它很容易發生故障。我校於一九五一年間向杭州儀器文具社购得一具。用了一個学期,就發生毛病,当時找不出根源,寫信給儀器公司,也没有結果。後來發觉高電压放電的物体,很容易氧化,產生氧化物不易導電;即用弱酸(稀鹽酸)将锡箔、放電刷、電梳等一一洗刷,再用清水洗过晒乾,試驗後与新買來時无異。经过了这次的經驗,心想自製一具,後來在物理通報上也看到某校介紹这儀器的做法,我就依照他的方法採用舊的留声机膠片進行製造,試驗時起不出電來,一點小火花也没有,当時想将膠片換用玻璃片,但中心的鑽孔有困难,没有採用(後用驗电器檢查,有些玻璃的绝缘性不高)。以後想到利用驗電器来檢查起電机     

交流电路

由於交流电在电能的產生、傳輸和利用上具有一系列非直流电所可比拟的主要优點(例如,交流电机比直流电机經济、簡便、容易製造;交流电可以利用变压器,很方便地獲得电压的变換等等),目前90％以上的用电都是用交流电。交流电不僅为工業生產單位所利用,而且一般城市中的公共場所及家庭用戶所用的电也都是取自交流电源。因此研究交流电路不僅只是为獲得科学上的知识,同時也是一般应具备的普通常识。因为交流电是瞬息变動的电流,因此它比之直流要稍稍複雜些,本文的目的就