邮票上的物理学史⒂--光谱学的建立

光的波动说确立之后,人们知道光谱中的不同成分对应于不同的频率(波长),并且测量了不同色光的波长.整个可见光光谱的宽度,从红光到紫光,大约一个倍频程.图1为西班牙1969年发行的纪念在马德里召开的第15次国际光谱学会议的邮票,画面是可见光谱.发现天王星的英国天文学家W.赫舍尔首先指出光谱超出可见光的范围,1800年,他用水银温度计做接收器,证明了红外线的存在.图2是英国1970年发行的纪念皇家天文学会成立150周年的邮票,左边手中拿星图的是W.赫舍尔,他是皇家天文学会的创始人和第一任会长,右边是他的儿子J.赫舍尔,中间是F.Baily,都是著名的天文学家.紫外线则是1803年J.Ritter发现的.     

给有志献身科学的青年们的一封信

 自治界有许多未知事物等待着你们去探索和发现.许多新技术有待你们创造和发明.为真理而奋斗是责任,为人类作奉献是幸福.科学研究中实验第一、创新为贵·实验是认识自然规律的创造性活动,要独立思考、自己动手、仔细观察、勇于创新.青年人不要受狭窄的专业分工所限制,应该自由思考,积极进行交叉学科的研究.在逆境中顽强奋斗,在顺境中埋头苦干.困难是科学研究中常事,困难是科学工作者用武之地.     

一个膨胀的热核物质的双轻子谱

本文研究了膨胀的热核物质的双轻子谱.将它与来自热夸克物质的谱相比,人们可以发现它们是十分不同的.特别是,前者随初始温度或粒子密度的变化是单调的,后者则是非单调的.这可为实验上判断夸克相变的发生提供理论上的预言.     

做功与内能变化的关系

1 几种误解 物质是由分子组成的,分子在不停地运动,所以分子有动能.分子之间有分子力.所以,分子有势能.温度是物体内大量分子平均动能的标志.分子势能的变化,可由物体的体积及形状变化表现出来.物体的内能的绝对值无法测定,也没有意义.物体内能的变化则是可以量度的.     

邮票上的物理学史39--电子的发现

19世纪末,经过玻尔兹曼等人的努力,原子论刚刚得到科学界的普遍承认."原子”的本意是"不可分割的”,人们认为,每种元素由一种原子构成,氢原子是自然界中最小的粒子.对于自然界中还存在质量和线度比原子小得多的粒子,人们完全没有思想准备.在这样的背景下,可以想像,在当时提出电子的概念并确定其存在,是多么具有革命性. 电子这个名称,原是英国物理学家斯通尼(G.J.Stoney)于1874年提出的.从法拉第电解定律可以推出,1 mol任何原子的单价离子永远带有相同的电量,即法拉第常数F.但1 mol任何原子的数量都是N,N是阿伏伽德罗常量,这就使人想到,电荷的基本单元应当是e=F/N,斯通尼称之为电子.不过,当时N的测量值很不准确,因此斯通尼只能推算出e的大概数值.     

孤立的带电导体的拉普拉斯方程解

一、前 言 解静电问题,常常是在一定的边界条件下,求解泊松方程或拉普拉斯方程.求孤立的带电导体的电场问题,就是求解满足已给定的边界条件的拉普拉斯方程.因为拉普拉斯方程是偏微分方程,所以求解边值问题往往是很困难的,在很多情况下甚至是解不出的. 本文提出一个解孤立带电导体的拉普拉斯方程的方法.这个方法是对导体外的电势的函数形式作一定的假设.从而把求解过程由解复杂的偏微分方程转变为解一般的积分,因此使求解过程变得简单得多了.如果这样求出的解满足一切给定的边值条件,那么从唯一性定理就可得知它代表真空的解. 二、方法的提出…     

诗人的物理学

 在哥伦比亚大学物理系的黄金时代--那是在1968年学潮之前的五十和六十年代--教书上课是很认真的.在拉比的严格指导下,教授们努力为深浅不一的所有课程下功夫,把大班分成适当的小班,并开始将基础物理学分成五六类:为未来物理学家的是一类,为理科学生的是一类,为医预生的是一类等等.有一类是拉比保留的,只托付给讲课最有本事的教员.这门课程叫做为诗人而设的物理学.诗人的物理学实际上是一门选修课,文科学生可以用它去得到他们必修的理科学分.我们当时猜想选这门课的人不都是诗人.     

令人惊寄的来自天空的中子

在克什米尔的Bhaba原子中心,印度科学家发现了在闪电中产生中子的证据.目前,研究人员尚无法确切地了解这些中子是怎样产生的.但一种可能是,由闪电诱发的核聚变所产生. 七十年代初,研究人员就发现,当使得沿聚合物纤维产生强烈的放电时会有中子产生.其理论上的解释是,中子是由含有一个质子和一个中子的氖(或“重氢”)核的聚变过程中释放出来的.在温度和密度足够高时,两个氘核可以融合为一个氦-3的核,并释放出一个中子.既然如此,在闪电里中子能否也这样产生出来呢? G.N.Shah 等人曾用一台中子探测器在Gulmarg的一个海拔2743m的喜马拉雅山麓的…     

各种晶体界面上的全反射

本文研究了晶体界面上的全反射.我们如何计算迅衰波的复折射率、复折射角和复电场矢量.还研究了全反射时的反射和透射系数.这一方法既能应用于晶体-晶体界面,也能应用于各向同性媒质-晶体界面.晶体可以是双轴的,也可以是单轴的.晶体主轴的方位可以是任意的.所以它是研究晶体界面上全反射的一般方法.     

人工孵化的自动控制

在社会主义建设总路线的光辉照耀下,农业生产大踏步地向前迈进.为了提高孵化率,迫切地需要电气自动控制. 鸡蛋在一定条件下,经过一个相当的时间,胚胎渐渐发育成小鸡,我们称这种从蛋到鸡的过程叫“孵化”.蛋的孵化方法分两类,一是“天然孵化”,一是“人工孵化”.这两类孵化只是形式不同,过程原理是相同的. “天然孵化”是利用母鸡进行自然孵化,一次能孵20只左右,如果养鸡场要孵一万只鸡蛋,那么得需要500只母鸡.这种孵化方法孵化量少,母鸡容易踏碎蛋,管理上也困难.为了克服上述缺点就采用人工孵化方法,这种方法是模仿母鸡孵化过程,人为地对蛋…     

维纳的哥廷根情缘及其与玻恩的彼此评价

维纳是20世纪著名的数学家、控制论创立者.哥廷根大学对维纳的学术生涯影响巨大.玻恩是20世纪伟大的物理学家.维纳与玻恩有过一段合作的经历.在维纳看来,这是值得骄傲的研究,但是在玻恩看来这一合作充满遗憾.维纳一直对于玻恩评价极高,但是玻恩对维纳的评价,正如他自己所说,存在偏见、有失公允.     

审稿者的心声

《大学物理》创刊已经五年了.近一两年由于广大作者和读者对这个刊物的热情支持,投稿件数不断增加,稿件质量也有提高.然而稿件的发表率比较低,特别是实验物理部分.每当我拿到一批稿件时,心情总是很高兴,觉得我们的刊物又将有新鲜的内容.但是审读结束,却又往往变为惋惜,因为很多稿件都不能写上“建议发表”这几个字.什么原因使得不少稿件通不过呢?是水平不够吗?是有错误吗?都不是主要原因.主要的在于许多作者对本刊的性质不够了解或考虑不够. 首先,《大学物理》的对象是大学生及大学教师,即读者的水平起码是大学生.他们的物理概念已有一定的…     

N_2O_4的状态方程——有分解反应的非理想气体状态方程的讨论

N_2O_4是一种沸点较低(21℃)的物质,使用中常以气态出现.气态N_2O_4的分解温度距临界点不远,它是一种伴有分解反应的非理想气体.在现有状态方程序列中,对此讨论尚不多见.本文将结合N_2O_4予以初探.计算结果与文献[1]数据比较,证明方法是可行的.     

线状晶体的生长和单轴应力光谱的研究

自威斯康星大学转到乔治亚大学之后,严懋勋教授最得意的工作之一是建立了线状晶体(Single Crystal Fibers)生长实验室.为了生长发光材料单晶,多晶制备系统也因此建立起来.在此之前,严教授研究组使用的样品多是来自其他实验室合作者.而在此之后,多数样品都是自己制备的,并向合作者提供样品.这就增强了研究效率,提高了追赶前沿研究的速度.     

巧妙的游标卡尺

游标卡尺是一种精密的测量仪器,其读数规则和构造原理更使每个学生都感受到其巧妙.近10年来,高考中游标卡尺的读数几乎年年考,但2009年得分率很低.对于其读数规则,我们的学生往往是一学就会,一会儿就忘;或者是遇到稍微有些变化的题就无从下手,关键是没有真正掌握其原理.下面通过几例来看一下.     

等离子体与聚变物理的新进展

受控热核聚变是有长远意义的大型综合性的研究课题,其最终目标是获取轻核聚变释放的能量,从而根本解决能源问题.受控热核聚变是在高温等离子体状态下进行的,热核等离子体物理是当前等离子体物理的主要研究领域.现阶段聚变研究的中心任务,是掌握高温等离子体的规律.以寻求实现热核点火的方案.目前主要通过两种不同的途径进行探索:一种是磁约束方法,这是主要途径,其中最重要的是托卡马克型装置;另一种是惯性约束方法,利用激光或高能粒子束实现聚变.等离子体物理的另一个重要研究领域是空间及天体等离子体物理. 一、新型托卡马克与通向点火之路…     

对光的本性的新认识

在用量子理论描写光和电子等微观客体时,什么是最根本的概念?对这问题曾经有过几种不同的回答:N.Bohr认为是波动-微粒H象性,Heisenberg和 Dirac都认为是对易关系,后来Feynman则认为是几率幅[1].值得注意的是,Dirac到了晚年却勇敢地改变了观点[2],实质上同意Feynman的主张. 激光技术的发展,使人们有可能实现两支独立光束之间的干涉.1970年前后,双激光低强度(单光子)干涉实验的成功[3],使我们加深了对于几率幅描写的理解.看来,认为光束就是光子流的看法,已经陷入了难以摆脱的困境.这是本文要介绍和讨论的第一个问题. 另一方面,由于快速光…     

人类对于物质微观结构的认识及其在生产实践上的意义

一、人类对物质结构的认识史 毛主席教导我们:“事物都是一分为二的”.1)“没有什么事物是不包含矛盾的,没有矛盾就没有世界”.2)这是辩证唯物主义的一个基本观点.按照这个观点去认识物质结构,就要肯定每一层次的物质都由两种不同的对立面所组成.如此不断分析下去,物质就呈现出层次性的结构.辩证唯物论认为,宇宙,从大的方面说,在太阳系外面有千千万万个太阳,在银河系外面还有千千万万个银河系,它是无穷无尽的.宇宙,从小的方面说,也是无穷无尽的.伟大领釉毛主席更明确指出:“你看在原子里头,就充满矛盾的统一.有原子核和电子两个对立面的统一…     

冰量热计的建立及高温热焓的测定

比热是一个重要的物理参数.准确测定高温下热焓及比热值,对有关学科的研究及工程设计都是很有意义的. 在高温热焓测定中,最常用的方法是落入法.它的优点是除样品及样品容器要求承受高温外,其它量热设备均在常温下工作,这就大大简化了仪器设备,方便了操作.同时,测量的温度范围可     

谈功的计算

功实质上是力对空间的累积效应.本文谈谈功的计算途径.1 功的定义式计算功 功的公式W=Fscosα,式中α是力F和位移s之间的夹角,F是恒力.对于Fscosα,可理解为在力的方向上物体发生的位移和力的乘积,也可看成是在位移方向的分力和位移的乘积,此公式适用于恒力做功.