有关潮汐摩擦的探索性研究

本文对天体系统的潮汐锁定问题的一种简化模型进行了研究.本文将中心天体设为由固体球状内核以及外层均匀液体组成,将在引力作用下液体产生的形变近似成椭球形,并说明了该近似的合理性.最后,论文参考“常数几何滞后模型”,在近似条件下计算了当中心天体相对平衡位置具有θ的偏角时所受引力相对其中心的力矩,得出了两天体间潮汐摩擦力矩与绕转天体质量的平方以及中心天体平均半径的5次方成正比,与天体间距离的6次方成反比的结论.     

等温环境中激光惯性约束聚变冷冻靶丸内部液氢层分布（已撤稿）

叙述了低温等温情况下,重力和界面张力平衡的激光惯性约束聚变靶丸内表面液氢层分布的Young-Laplace(YL)方程.为了得到靶丸壳内连续液氢层分布的有效解,考虑了液体与固体(衬底)分子间的London-van der Waals力以及该力的迟滞影响.计算结果表明,只有在靶丸内部引力为零或者固体液体分子间的London常量为无穷大时,才能得到等温环境中有均匀厚度的连续液氢层. 关键词： 温度     

纳米流体分散稳定性的分子动力学研究初探

纳米流体的制备和分散稳定性是纳米流体研究工作的前提。本文利用平衡分子动力学模拟方法,尝试从微观角度研究纳米流体的分散稳定性。以纳米颗粒Cu在液态CO_2中的分散稳定为算例,通过跟踪每个固体分子和液体分子的位置,分别观察了颗粒周围的液体吸附现象和颗粒的团聚现象。通过改变固液分子间的引力和斥力,观察其对颗粒周围液体分子的密...     

怎样解释晶体的热膨胀

正确的回答有关晶体热膨胀性质的问题,与研究晶体中相邻微粒间的相互作用力有关。在学习分子动力学时着重指出:在所有的物体中分子是相互作用着的——其间有引力,也有斥力。这些力是同时作用着的,注意到这一点非常重要。在相反的情形下,物体是不稳定的:组成物体的分子或者飞散到各方或者“粘在一起”。由以上的考虑得出引力和斥力同分子间距离的关系是不同的,在很近的距离,斥力F_1     

分子间存在引力实验的改进

“分子引力”实验是初中物理“分子运动论”教学中的一个重要的验证性演示实验.传统的演示实验存在着实验现象不明显,成功率不高,不便于学生观察等缺陷.利用甘油能增加液体膜韧性的特点,利用液体膜拉动吸管运动可以让学生很直观地观察到分子间的引力,降低学生对于微观现象的理解难度.     

凝聚态物理学简介

一、什么是凝聚态物理学 固体和液体是由原子、分子集聚起来,具有很强内聚力的有一定体积的物体,这类物体称为凝聚态物质.凝聚态物理学就是研究凝聚态物质的物理性质、微观结构、微观运动状态及其相互关系的学科. 从历史上来说,凝聚态物理学是由固体物理学发展而来的.近年来,固体物理学的研究领域有了很大的扩展,研究对象由内部原子(或分子)呈周期排列的晶态固体发展到内部原子(或分子)没有规则排列的非晶态固体;又发展到结构与非晶态固体相似的液体;还有在一些方向上不规则,但在另一些方向上有某种规则排列的液态晶体(简称液晶);在极低温下…     

库仑对电学和磁学的贡献──纪念库仑定律发现两百周年

库仑(Charles Augustin Coulomb,1736-1806)是十八世纪法国著名的工程师和伟大的物理学家.从库仑定律的发现到现在,已经整整两百年了.库仑用他发明的扭力秤测量出静电相互作用和静磁相互作用与距离平方成反比,把牛顿所谓的三种“长程力”(引力、静电力和静磁力)统一了起来.库仑还娴熟地运用扭力秤来研究电漏、电荷沿物体表面的分布、金属的弹性与内聚力和液体对运动物体的阻力等现象,为经典物理学的实验研究提供了一种崭新的方法.他提出的电张力概念,为十九世纪静电学的数学理论的发展,为泊松(S.D.Pois-son,1781-1840)等人的静电学理论奠…     

大尺度有效引力的E(2)规范理论模型

微波背景辐射的低l极矩的各向异性可能不能用微波背景辐射静止系boost到本动参考系来解释,我们推断boost对称性在宇宙学尺度上缺失,又由于单纯结合广义相对论和物质结构的标准模型不能解释星系以上尺度的引力现象,需要引入暗物质和暗能量.而迄今为止所有寻找暗物质粒子的实验给出的都是否定结果,暗能量的本质更是一个谜.因此,我们假设洛伦兹对称性是从星系以上尺度开始部分破缺,以非常狭义相对论对称群E(2)为例,用E(2)规范理论来构造大尺度有效引力理论,并分析了此规范理论的自洽性.从这些讨论中发现,当物质源即使为普通标量物质时,contortion也一般非零,非零contortion的存在会贡献一个等效能量动量张量的分布,它可能对暗物质效应给出至少部分的贡献.我们从对称性出发修改引力,有别于其他的修改引力理论.     

压强对二元溶液相变、费米共振的影响——二元溶液与纯液体压强效应比较

分别测量了CCl4和C6H6二元溶液和纯液体在不同压强下(0～11GPa)的拉曼光谱。结果表明二元溶液的压强效应明显不同于纯液体的压强效应:2种液体混合,由于体密度增加,分子间距离减小,分子间相互作用能增加,拉曼光谱线频移(兰移)速度增大,二元溶液频移速度大于纯液体的频移速度;谱线劈裂(相变)提前和固有频差Δ0随压强增加而加大;苯的ν1+ν6～ν8、四氯化碳的ν1+ν4～ν3费米共振消失压强减小;不同压缩系数的分子频移速度不同,密度较小的CCl4分子,化学键长,力常数小,压缩系数大,容易压缩。密度大的C6H6分子,化学键短,力常数大,压缩系数小,不易压缩。CCl4分子大多拉曼频移速度大于C6H6分子相近频率的频移速度。并对高压下分子谱线归属、认证有参考价值,对不同环境下的高压效应、分子间相互作用、溶剂效应等研究提供了方法和思路。     

寻找轴子的实验现状

一、引 言 从微观到宏观的所有自然现象都可以归纳为四类相互作用,即引力相互作用、弱相互作用、电磁相互作用和强相互作用[1]这四类相互作用的差别可以用表征它们的作用强度的常数来说明.上述四种相互作用的作用强度常数之比是 10-45:10-7:10-2:10.由干这四类相互作用的差别是如此之大,所以到目前为止,还没有厂个理论能够统一地用来描写它们,而只能用各种不同的理论或者模型分别去描写这四类相互作用.其中,只有描写引力相互作用和电磁相互作用的理论比较成功.经典电动力学和量子电动力学可以用于解释在目前实验观测所能达到的极限范围内(从…     

从三个参照系看“地球—卫星”系统

本文将从太阳、地球和“地球一卫星”系统的质心这三个参照系,来分析哪些守恒定律对“地球-卫星”系统是成立的。 “地球-卫星”系统是处在太阳的引力场中的,这是本文始终在考虑着的一个关键问题。 让我们先计算一下太阳对地球和卫星的吸引力(这是外力),以及地球与卫星之间的相互吸引力(这是内力): 万有引力常数(米2/秒2·千克) 太阳的质量(千克) 太阳中心到地球中心的距离 R=1.496× 1011(米) 地球的质量m=5.98×1024(千克) 地球的半径r=6.37×106(米) 卫星的质量产为10’(千克)的数量级 太阳对地球的引力为 太阳对卫星的引力为 (这里,取…     

纳观接触角的确定方法

对纳观接触角的确定曾有过许多研究工作, 本文对各种理论进行分析评论, 指出其各自的优缺点甚至错误, 认为最为简单实用的理论是朱如曾于1995年在《大学物理》((Vol. 14(2))) 的文章中对前人的宏观接触角的错误理论采用澄清接触角概念的方法所得到的纳观接触角的近似理论及近似公式α = (1-2E_PS/E_PL)π (其中E_PL和E_PS分别表示液体内部一个液体分子的势能和固体表面一个液态分子与固体的相互作用势能, 并可用分子动力学(MD) 模拟得到), 此理论属于纳观接触角的分子动力学理论的近似简化形式, 值得进一步发展. 为此, 本文根据物理分析假设Gibbs张力表面上位于非三相接触区的一个液体分子的势能为E_PL/2x, 三相接触线上一个液体分子与其余液体的相互作用势能为(1+kE_PS/E_PL)α E_PL/2xπ, 其中x和k 为优化参数. 根据Gibbs分界面上处处势能相等条件, 得到改进的纳观接触角的近似公式α = π({1-2xE_PS/E_PL)/(1+kE_PS/E_PL)．对固体表面的氩纳米液柱, 在温度90K下对液体分子之间采用林纳德－琼斯(L-J) 势, 液体分子与固体原子间采用带有可变强度参数a的 L-J 势, 对0.650< a <0.825 范围内的8种a值进行了MD模拟．得到了相应的Gibbs 张力面．将其纳观底角视为近似纳观接触角, 结合物理条件(当E_PS/E_PL=0时, α = π)用最小二乘法得到优化参数值x=0.7141, k=1.6051和相关系数0.9997. 这一充分接近于1的相关系数表明, 对于不同相互作用强度的纳米液固接触系统, 优化参数x和k确实可近似视为常数, 由此确认我们提出的利用MD模拟来确定纳观接触角近似公式中优化参数的可行性和该近似公式的一般适用性.     

行星面积定理与宇宙速度的初等数学推导

质量为m的卫星(或行星)在质量为M的天体引力作用下运动,若忽略其它作用,则M应处于卫星轨道的焦点,如图1所示,m在P点连续两秒内的位移,即该相邻两点的瞬时速度v_1及v_2,由于m所受引力方向沿着矢径指向M,与矢径MP垂直的方向上m不受力,故速度的垂直分量相等,即v_1=v_2;显然m的矢径在连续两秒内扫过的面积△P′MP=△PMW″。这就是我们熟知的开普勒第二定律,亦称行星面积定理。 设卫星m在椭圆轨道上运动,如图2,轨道的半长轴为a,焦距为2f,在轨道上运动的每一时刻卫星的总机械能守恒,则有 mv~2/2+mgr=mv_t~2/2+mg_t(a+f)式中v为卫星在轨道上任一点的速度,r为该点与M的距离,g为卫星在该点的引力加速度,v_t表示卫星在远地点l处的速度,g_t为该点的引力加速度。由万有引力公式:     

范德瓦耳斯方程中的b和斥压强

普通物理中讨论范德瓦耳斯方程时,从气体分子的刚球引力模型出发,考虑了实际气体分子的体积引入了改正量b。同时认为确切地讲,b是分子间斥力所引起。[1]但是,究竟改正量b和分子间斥力有什么关系,则没有说明。本文从分子的刚球引力模型出发定量的讨论了b和分子间斥力引起的压强的关系,并导出范德瓦耳斯方程。证明范氏方程中的b约等于一摩尔气体分子体积的四倍。最后用刚球引力模型对范氏气体的内能作了说明。 (一)从一个思考题谈起[2] 题目:在讨论理想气体的压强时,设想在气体内取一小截面 dA,则两边气体通过截面 dA互施压力,试从分子运动论…     

二粒子共振态的质量公式

近年来在实验上发现了不少共振态。有人研究了二粒子共振态的质量,得到了一个经验公式 M=(v_e+m_1~2)~(1/2)+(v_1+m_2~2)~(1/2),(1) v_1=/P/~2=l(l+1)/b~2;(2)式中P为二个粒子在质心坐标系中的动量;l为相对轨道角动量量子数;b的物理意义相当“瞄准距离”,对于确定的m_1和m_2,b为一确定的常数。在原来的考虑中,对于不同     

物质的形态

 一、导言
我们生活在一个丰富多彩的物质世界中,对物质现象的理解是物理学的根本目的。传统的物质状态指的是气体、液体和固体三种状态,因为人类,当然包括所有的生命,发生的基本前提是水的存在,水的三态早为人类所熟悉。大致说来,传统的固液气三态是依据物质中分子(对一些物质来说是原子)之间空间关系的不同来划分的。固体中的分子之间有固定的空间关系,固体有维持其体积和形状的能力;液体中的分子有一定的短程序,液体有固定的体积,却不能保持其形状; 气体分子间作用力很弱,气体总是充满空间。换个角度思考,传统物质可以根据其中组成单元之间的特征距离x_ij同距离的变化δ_ij 之间的比较来定义。对于气体, 不管分子间距多大,分子的活动空间由限制它的容器的尺寸L 决定,δ_ij≡L;对于固体,则有δ_ij～0,这也是研究固体的力学性质时可以当作弹性体处理的原因。物质第四态等离子体,虽然在自然界中大量存在,如太阳的一些部分、闪电引起的气体放电等,但人们并不知道。人类最早认识到的等离子体是在实验室人工实现的。其实,物质的形态远比这所谓的四态要复杂,宇宙形成初期的物质状态：一些星体内部的物质,烟、雾、泡沫与泥沙等胶体物质,反物质与暗物质等,都无法纳入固液气加等离子体式的物质状态划分,更不用说生命这种能够自修复、自复制的神奇物质体系。本文拟就物质的形态作一个尽可能全面的,因而难免是浮光掠影式的介绍,希望能带给读者关于物质形态的一个粗略轮廓,激发起读者研究物质形态的兴趣。物质世界比我们能想象的要复杂得多,有趣得多,认识物质的形态和形态间的转变为物理学的研究和学习提供了一个非常自然的角度。     

基于固有型内聚力模型模拟双层夹胶玻璃冲击断裂行为

为了研究双层夹胶玻璃(LG)在冲击荷载作用下的裂纹扩展规律,采用零厚度固有型内聚力单元裂纹扩展方法建立了球形锤头冲击下两边支撑的LG动力响应的计算模型,内聚力单元使用最大主应力失效准则,探讨玻璃罚刚度K值和厚度对裂纹形成路径、范围和数量以及下面板位移的影响。结果表明:(1)冲击荷载作用下,上玻璃板中心首先产生大量细小裂纹和玻璃颗粒,随后径向裂纹不断向外扩展,同时产生大量环向裂纹;(2)随着玻璃K值的增加,LG裂纹扩展范围缩小、数量减少,下玻璃板中心位移减小;(3)随着玻璃厚度的增大,LG裂纹范围缩小、数量减少,下玻璃板中心位移减小。研究结果为LG抗冲击设计和安全防护提供了直接依据。     

金属氢的高压合成机理

 从氢原子间及氢分子间的相互作用入手，提出了固体氢中氢分子在高压作用下解离为氢原子，并以氢原子相互结合成金属氢的微观转化过程的机理。用这样的转化机理，可以解释毛河光等关于固体氢的拉曼光谱频率随高压变化规律的实验结果。     

引力的速度

大多数的科学家们都明确地认为 ,引力作用应该与电磁力作用相似 ,不是一种瞬态作用 ,而是有一定的速度的 .例如我们看到的太阳 ,实际上是它 8分钟以前的状态 .一般来说 ,要用实验的方法来确定引力的强度还比较容易 ,但要用实验方法来测定引力的速度却比较困难 .那么我们能否用引力透镜效应的监测直接地测量引力的速度呢 ?2 0 0 2年 9月 8日 ,土星巡弋在类星体JO84 2 +1 835的附近 ,虽然土星没有一般恒星的质量大 ,但它仍有相当大的引力 .按照广义相对论的推测 ,在天空中类星体的位置在土星引力的作用下 ,将在若干天内完成一个小小的回路 .…     

内迁移现象中一个关于自由程的问题

一、问题的引起在高等工业学校物理学编写组所编的三本物理学第一册中,推导扩散系数的一节中有一个简化:“来自△S左右两边并穿过△S的分子,都分别地在离开△S的距离为平均自由程(?)的两个面S_1和S_2的附近经过一次碰撞即通过△S面,即S_1与S_2面中间没有碰撞”。对此简化假设的解释,几年来在教学当中一直是个比较困难的问题。因为,既然S_1与S_2间没有碰撞,为什么其距离不是(?)竟是2(?)?据