不同物质吸热升温快慢实验的研究

教材中探究沙子与水升温快慢的实验中,利用酒精灯加热,沙子和水分别通过传导和对流的方式传热,导致实验的初始时间内,水升温较快,与现实中在海边的感受不符.为此,提出了采用白炽灯上加热的方式,使沙子和水的热传递方式相同,实验改进后,沙子升温较水快,即可得出水的比热容比沙子大的结论.该实验还可以采用煤油和水进行对比实验,因两种物质的热传导方式相同,容易比较比热容的大小.     

古埃及利用湿沙建造金字塔

<正>沙子上的滑动对土木工程和地震动力学领域有重要影响。考古学家在公元前1800年古埃及省长杰胡提霍特普墓中的壁画(图中站在木撬前方的人正在向沙子中注水)中发现,把沙子弄湿对古埃及的建筑施工至关重要。荷兰阿姆斯特丹大学(University of Amsterdam)的波恩(Daniel Bonn)和同事做了细致的实验研究,发现     

沙漏超重和失重的数字化实验研究

沙漏是一种常见的计时与装饰仪器.在沙子下落过程中,沙漏受力情况会发生复杂的变化.这里结合牛顿运动定律完整地分析沙子处于沙漏上端静止、下落、空中下降、撞击、下端静止等5个阶段的运动情况.我们通过自制简易装置,并利用Vernier LabPro传感器较好地观测到沙子下落的整个阶段,而且所测数据与理论分析相一致.     

基于形态学4子带分解金字塔的图像融合

提出了一种基于数学形态学滤波的多分辨力图像融合。这种融合方法使用了形态学开闭运算构造了低通与高通滤波器,将原始图像分解为4子带图像金字塔和4子带方向衬比度图像金字塔。然后利用方向衬比度和区域标准差进行图像融合得到融合的4子带图像金字塔,最后应用子带图像重构得到融合图像。融合实验表明,该方法优于传统的形态学金字塔图像融合,衬比度金字塔图像融合和小波分解图像融合。     

新型添加剂对单晶硅表面金字塔形貌的影响

单晶硅表面微结构对晶体硅光电转换性能有非常重要的影响, 晶体硅表面微结构的调节技术一直是半导体、 太阳能电池领域研究的热点之一.利用碱液与单晶硅异向腐蚀特性的刻蚀技术, 在单晶硅表面可以获得布满金字塔的绒面, 但普通碱液刻蚀的绒面, 其金字塔大小、 形貌和分布随机性大, 不利于提高硅太阳电池的转换效率.在普通的碱腐蚀液中加入不同量的特种添加剂, 然后在相同的温度、 时间下刻蚀单晶硅表面, 通过观察样品表面SEM图, 发现在普通碱液中加入适量添加剂后刻蚀的单晶硅表面能形成均匀密集分布金字塔, 金字塔大小在2—4μupm 之间, 棱边圆滑, 表面金字塔覆盖率高; 用积分反射仪测量了样品的反射率曲线, 发现样品平均反射率下降到12.51%.实验结果表明, 在普通碱液中加入特种添加剂, 能控制单晶硅表面金字塔的大小和分布.     

氧化锌纳米线耦合硅金字塔微纳复合结构的制备及其自清洁特性研究

光伏器件粉尘堆积伴随的遮光效应极其严重,可导致太阳能电池的光电转换效率降低一半以上,这是任何其他提高光伏器件性能的高新技术所不能弥补的.本文根据Cassie-Baxter理论构建出一种基于光伏器件应用的超疏水自清洁微纳复合结构,即氧化锌纳米线耦合硅金字塔.通过调控硅金字塔的尺寸和均匀性,使其尺寸效应不被遮盖以符合存在微米构型的疏水要求,同时尽量不破坏硅光伏器件绒面的减反性能.本文采用水热法在金字塔表面生长氧化锌纳米线的方案,通过系统的实验设计,首次成功地制备了符合光伏器件应用的接触角高达154?,且接触角滞后小于10?的超疏水自清洁微纳复合结构.此外,我们不仅发现硅金字塔的刻蚀存在"高温促进硅金字塔刻蚀"的温度效应和硅金字塔顶部有"圆润-方正-圆润"的时间效应,还从物理上对高温促进刻蚀、晶体的各向异性刻蚀导致的硅金字塔和我们所制备的氧化锌纳米线耦合硅金字塔复合结构的陷光效应等进行了比较充分的分析.     

多种确定性广义Farey组织的网络金字塔

提出复杂网络的另一类家族的确定性金字塔,它是由确定性的不同连接方式构造的广义Farey组织的网络金字塔(GFONP),理论推导了该类金字塔网络的拓扑性质及其转变特点,发现三种GFONP网络的度分布都服从指数分布形式,随着时间t的不断演化网络金字塔群聚系数不断减小并趋于一个常数,同时网络金字塔从异配向同配转变,度-度相关系数也趋于一个正的常数.结果显示这类型网络的新特性具有应用潜力.     

新型添加剂对单晶硅表面金字塔形貌的影响

单晶硅表面微结构对晶体硅光电转换性能有非常重要的影响, 晶体硅表面微结构的调节技术一直是半导体、 太阳能电池领域研究的热点之一.利用碱液与单晶硅异向腐蚀特性的刻蚀技术, 在单晶硅表面可以获得布满金字塔的绒面, 但普通碱液刻蚀的绒面, 其金字塔大小、 形貌和分布随机性大, 不利于提高硅太阳电池的转换效率.在普通的碱腐蚀液中加入不同量的特种添加剂, 然后在相同的温度、 时间下刻蚀单晶硅表面, 通过观察样品表面SEM图, 发现在普通碱液中加入适量添加剂后刻蚀的单晶硅表面能形成均匀密集分布金字塔, 金字塔大小在2     

复杂系统的一大类典型的自组织形式——网络金字塔研究进展

 人类社会是复杂性现象的最大王国和百花园。古代世界八大奇观之首的埃及金字塔结构精巧、外形宏伟, 其最高大最著名的胡夫金字塔的神奇远远超过了人类的想象。它在近5000 年以前就巍然耸立于开罗以西荒砂遍地的吉萨高原, 显示出无比坚固和稳定!至今金字塔神秘的面纱还远未揭开!     

氧化物金字塔

文章作者利用原位电子显微镜技术实时地观察在（100）Cu氧化过程中氧化亚铜金字塔的生长过程。观察结果表明，这些氧化物最初具有正方形结构，随着生长的继续，这些正方形结构转变成台阶状金字塔，原子力显微镜观察表明，这些氧化物金字塔具有中空结构。文章作者提出了一个简单的弹性-塑性变形机理对该新颖结构的形成进行了解释。     

经典力学与相对论力学概要

經典力学,又称牛頓力学,或簡称力学,是物理学中最早發展的部分,也是物理学最早系統化的部分。力学的發展是从观察靜力現象开始的。古代埃及金字塔和我國万里長城的建筑,是在力学發展过程中早期运用靜力学知識的具体例子。在墨經上我們也看出墨子对杠杆原理已有初步認識;他对力的概念也作出了定     

薄膜微结构的近红外透射诱导增强特性

在SiNx薄膜中引入微金字塔结构,综合利用包含界面的薄膜光学微结构的折射、衍射与干涉现象,实现透反射的调控.通过单点金刚石切削与纳米压印、等离子体各向异性刻蚀技术相结合,将大面积、高效率、低成本的微结构制备方法推广至光学薄膜中,实现了多种尺寸的金字塔薄膜微结构的制备,结构单元尺寸可以在1.5～10μm之间进行调控.光谱特性检测结果表明,SiNx薄膜微金字塔结构阵列在近红外至长波红外波段,表现出超宽波段的减反射特性;在0.8～2.5μm的近红外波段,反射率低于1.0%;在3～5μm的中红外波段,反射率小于2.5%;在10～12μm长波红外波段,平均反射率低于5%;与传统的四分之一波长抗反射膜系相比,SiNx薄膜微金字塔结构阵列的减反射效果的实现,无需膜系设计时的折射率匹配,简化了膜系结构.研究发现SiNx薄膜微金字塔结构阵列的近红外透射诱导增强特性,高度为2～4μm的SiNx薄膜微金字塔结构阵列,均在2.1μm波长处出现明显的透射诱导增强效应,且高为4μm,底宽为8μm的微金字塔结构阵列的透射增强作用最为明显,透射率达到了96%以上.实验检测与仿真分析证明,透射增强的位置和强度由微结构的形貌尺寸及其结构比例关系决定.     

单晶硅表面均匀小尺寸金字塔制备及其特性研究

表面织构是一种通过有效的光俘获增加短路电流从而提高太阳电池效率的主要途径之一.在加入间隙式超声和NaClO添加剂的碱性四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液中对单晶硅表面进行织构化处理,研究超声与NaClO在织构过程中对金字塔成核和生长的影响,以及金字塔大小对高温工艺之后的单晶硅少子寿命的影响.研究表明,通过在织构溶液中加入间隙式超声控制气泡停留在硅片表面的时间和脱离硅片表面速度,增强了小尺寸金字塔的均匀分布.织构之后硅片在AM1.5G光谱下的加权平均反射率能够达到12.4%,在高温扩散和氧化之后少子寿命的大小与金字塔大小之间存在近似于指数衰减函数的关系. 关键词： 表面织构化 反射率 少子寿命 单晶硅太阳电池     

单晶硅表面金字塔生长过程的实验研究

在普通碱液中添加一种特殊的添加剂,在不同时间下对单晶硅表面进行刻蚀.用扫描电子显微镜观察样品表面形貌,结果显示：单晶硅片放入加入添加剂2 mL的刻蚀液中,经过10 min刻蚀后晶体表面零星出现大小不一的金字塔,并有大面积的平滑区|刻蚀15 min后金字塔大小趋向一致,平滑区面积缩小|刻蚀20 min硅片表面形成平均尺寸为2～4 μm金字塔绒面结构,并且均匀性好、覆盖率高|刻蚀25 min后,进入过腐蚀阶段,金字塔出现变大的现象.研究表明：与传统碱腐蚀相比,添加剂可以缩短单晶硅刻蚀时间,并获得较为理想的绒面结构,在工业上应用可以降低生产成本和生产时间,提高生产率.     

多种形式的加权广义Farey组织网络金字塔的复杂性

构建了三类确定性加权广义Farey组织的网络金字塔.理论推导并数值计算了网络金字塔的拓扑性质(度分布、平均最短路径、平均聚类系数和相称性系数等),进而将Farey序列作为网络节点的确定、随机和混合的三种权重值,以此为基础计算并拟合了三类网络金字塔的点的强度分布和边的权重分布.计算结果初步揭示了加权广义Farey组织的网络金字塔的复杂性特征,有助于了解一些实际网络的复杂性和多样性.     

辐射对称金字塔型剪纸的力学行为

通过在弹性薄板上引入切口,构建了多边形辐射对称金字塔型剪纸结构.利用伽辽金法求解的悬臂梁形变公式和悬臂梁组合的方法,创建了用于解释形变过程的"梁模型",得到n个模块的正N边形金字塔结构的弹性系数与结构参数的关系公式,并求出弹性系数线性阈值的表达式,解释了该结构产生平面外扭曲的原因.利用推导的"梁模型"公式,并通过有限元仿真和实验的方法,系统研究了辐射对称金字塔型剪纸结构的力学响应特征,验证模型的准确性,并用于已有报道的石墨烯剪纸结构的力学特征分析.这项工作系统解释了竖直拉伸的金字塔型剪纸结构的力学响应.     

物理学史中的二月

考古学家于2017年证实他们在一座埃及金字塔内发现了一个隐密的埋葬室,这在某些方面来说是20世纪60年代所从事此计划的巅峰。有一位名叫阿尔瓦瑞兹(Luis Alvarez)的物理学家想出了利用宇宙线来绘制如吉萨大金字塔(Great Pyramid of Giza)这样密实结构的图像。     

沙漏流动过程中重力变化现象

对沙子流动过程中沙漏重力变化现象进行了理论与实验研究.通过将重力变化过程分为6个阶段,对各阶段沙粒与沙漏作用过程进行详细理论分析,并且从沙漏孔径、沙子粒度、沙漏高度三方面进行了实验探究,得到以上3个因素对沙漏重力变化的影响.     

基于小波变换的视差图像全局几何配准新算法

为了解决视差图像的快速、鲁棒配准问题,提出了一种基于小波近似图像和垂直细节图像由粗到精的加权全局配准策略.首先利用小波变换的多分辨率特性,对图像进行小波变换生成一个基于灰度的金字塔,从金字塔顶层到底层对每一层的近似分量进行由粗到精的配准.为了进一步提高配准可靠性,在金字塔次底层分别对近似图像和垂直细节图像进行加权相关配准,得到稳定的最优配准.     

物理学史中的二月 1970年2月6日：阿尔瓦瑞兹在《科学》杂志上讨论宇宙线和金字塔的论文

正考古学家于2017年证实他们在一座埃及金字塔内发现了一个隐密的埋葬室,这在某些方面来说是20世纪60年代所从事此计划的巅峰。有一位名叫阿尔瓦瑞兹(Luis Alvarez)的物理学家想出了利用宇宙线来绘制如吉萨大金字塔(Great Pyramid of Giza)这样密实结构的图像。