物理学史中的四月

 牛顿提出他的万有引力定律和运动方程式,开启了物理学的新时代。牛顿死后300年,薛定谔(Erwin Schrödinger)做出了类似的贡献,他提出了量子方程式,等同于古典物理学中的古典运动方程式和能量守恒律。     

科学和艺术

科学与完美是不是一致的？科学家们是否有权使用完美这个词？至少，对于物理学家和数学家来说答案是肯定的“是”．2002年，温伯格（Steven Weinberg）写道：“近代物理学的一些重要方程式是科学知识的永久部分，甚至比它们较早出现的美丽大教堂还要经久不衰．”1960年代，狄拉克（Paul A．M．Dirac）有句名言：“完整的方程式之完美较之它们适合实验结果更为重要．”1965年诺贝尔物理学奖获得者费因曼（Richard P．Feynman）也坚信他提出的一项理论，即使该理论显得与实验数据有矛盾．1957年，他写道：“理论是优雅和完美的，重大事件是短暂的闪光．”     

质点的相对论式的汉密尔敦运动式与相对论式的哈生堡方程式

在本文中,作者推得一组相对论式的汉密尔敦运动式;并根据此运动式,详细地讨论了一质点之运动;由此还可以很自然地看出,在量子力学中,狄拉克电子方程式似乎是一个必然的波动方程式。在狄拉克理论中的取平方根步骤在这里找到它在古典物理学中的对照。同时根据了上面的理论,作者还推得到一个相对论式的哈生堡方程式,最后则讨论了此方程式在狄拉克电子理论中的一些应用;同时并指出,在相对论的观点上,此方程式可以引导出一些比较对称的及有比较普遍形式的物理的量。     

栗弗席兹

E.M.栗弗席兹是前苏联著名理论物理学家,苏联科学院院土,1915年2月21日,出生于哈尔科夫;1933年毕业于哈尔科夫工学院;1933至1938年在哈尔科夫物理技术研究所工作;从1939年起,在苏联科学院物理问题研究所工作,直至1985年10月29日病逝。 栗弗席兹一生主要研究固体物理、引力理论和宇宙学,取得了一系列极其重要的研究成果。 早期科研活动 1934年,栗弗席兹跟其导师朗道合作研究重粒子碰撞产生电子对的问题,他们采用量子场论中相对论不变性的研究方法,研究了电磁相互作用的滞后效应,并且作了一系列精确的计算。 1935年,栗弗席兹和朗道对铁磁体磁导率的色散问题进行了理论研究。他们提出了有外场以及自旋-轨道相互作用情况下的描述铁磁体磁矩动力学的方程式(朗道-栗弗席兹方程式),此式是现代铁磁性理论的基础。他们合作建立了铁磁共振理论,以及完整的铁磁体磁畴结构理论。 1937年,栗弗席兹研究并提出了有关电子在磁场中的动力学方程式;得到了描述强磁场中等离子体碰撞的库仑积分表达式,为了简化动力学方程式,他首     

没有薛定谔猫态

新近有个超导量子干涉器件的实验,使澄清量子力学基本解释有了可能.分析此实验和相关实验之后,作出断言,抽象量子态没有信息,且波函数是个尚待观察者要去做的实验的几率幅.故用常用术语将量子态或波函数过分具体化,恐怕要招致误解.因而从本质上讲,薛定谔猫态是不存在的.     

采用抑泡孔板的沸腾传热

液体沸腾时泡底微层液膜的导热蒸发热阻低,在一定热流密度范围内,采取措施适当延迟汽泡的脱离就可能强化沸腾传热。本文据此提出了一种强化核沸腾传热的新方法——抑泡孔板法,并对采用抑泡孔板的池沸腾传热进行了实验研究。实验结果表明,采用抑泡孔板可以使沸腾传热系数增加几倍乃至十几倍。同时也得到了采用抑泡孔板时沸腾传热的准则方程式和最佳板距的准则方程式。     

用样条函数表示非球面方程式的光线追迹

提出用样条函数来表示非球面方程式,它优于一般的非球面方程式表示法,便于计算。     

实验条件不完美对薛定谔猫态制备的影响

薛定谔猫态是一类重要的非经典光场,实验上可以通过真空压缩态减光子的方案获得.本文从理论上研究了实验条件对制备薛定谔猫态的影响,主要考虑了包括压缩态的压缩度和纯度、单光子探测器的效率及噪声以及零拍探测器的效率等诸多因素的影响.理想情况下通过减光子方案制备得到的薛定谔猫态为奇光子数态,其相空间原点的Wigner函数为负值是其非经典特性的重要判据,而保真度可以度量制备态与理想猫态之间的相似程度.在压缩态为非纯态以及单光子探测器为商用低效率阈值探测器的情况下,计算了制备猫态的保真度、Wigner函数及其相空间原点处W（0）的表达式,分析了实验条件对薛定谔猫态制备的影响,为制备高质量的薛定谔猫态提供了理论指导.     

腾空运动:从猫空中转体谈起--物理与体育系列专题之八

从高处下落的猫总是四肢先着地的现象很早就引起注意．1894年法国科学院的Marey用当时的摄影技术记录猫的下落过程，发现猫能在1／8秒钟内从四足朝天姿势自动翻转过来．这一事实使物理学家陷入困惑．根据牛顿力学的动量矩守恒原理，腾空的猫处于无力矩状态，在下落过程中应维持初始状态的零动量矩不变，不可能产生实现180度翻转所需要的动量矩增量．1894年法国科学院另一位物理学家Guyou对此提出一种解释．他认为猫分两阶殷实现前后半身的转体，     

相位型三头薛定谔猫态的量子统计属性

本文详细研究了一种相位型三头薛定谔猫态的一些量子统计属性,包括光子数分布、平均光子数、亚泊松分布、压缩效应以及Wigner函数等.我们发现,三头猫态的Wigner函数都可以出现负值,与二、四头猫态一样,说明它们都可以体现出非经典特性.与二头猫态不同,三头猫态在一定参数范围内可以呈现亚泊松分布,这点与四头猫态相类似,但弱于四头猫态.另外,三头猫态和四头猫态都没有压缩属性,但二头猫态具有压缩属性.     

平面交叉玻璃波导型微透镜阵列光学性能研究

介绍了平面交叉玻璃光波导型半球形微透镜阵列的制作方法.利用积分形式的光线方程式讨论了半球形微透镜的光学特性,得到了半球形微透镜的光线轨迹方程式和焦距表示式,理论结果与实验数据是一致的.     

薛定谔之超导量子干涉器件

 大家知道,量子力学的奠基人之一,奥地利物理学家薛定谔（ＥｒｗｉｎＳｃｈｉｒｏｄｉｎｇｅｒ１８８７－１９６１）曾通过他建议的一个假想实验：薛定谔之猫,把适用于微观世界的量子力学概念推广应用到宏观世界．想象有一只猎和一瓶氰化钾一起被关在一个封闭的箱子里．装氰化钾的瓶子位于一个锤子下面,锤子的状态由一个放射性源（如铀）所控制．当第一个铀原子蜕变时,锤子下落打碎玻璃瓶,氰化钾的毒气放出来,猫被毒死,但按照量子力学原理,我们不能准确地说出第一个铀原子在什么时候蜕变,只能用概率来表达;例如,在一分钟里,铀原子发生或不发生蜕变的概率各为５０％．     

电量非瞬时引起冲击法测磁场误差的分析

从理论上进行定量分析冲击法测磁感应强度的实验，指出了脉冲电流的作用时间是影响测量结果的主要因素，给出了修正实验结果的方程式。     

麦克斯韦电磁场理论的建立

麦克斯韦(1831—1879)是继法拉第之后,集电磁学大成的伟大科学家.他全面地总结了电磁学研究的全部成果,并在此基础上提出了“感生电场”和“位移电流”的假说,建立了完整的电磁场理论体系. 一、《论法拉第力线》──麦克 斯韦的物理类比,电紧张态的 数学描述和感生电场的提出 在大学期间,麦克斯韦就阅读了法拉第的《电学实验研究》.1856年2月,他在剑桥哲学学报上发表了他的第一篇电磁学论文《论法拉第力线》.麦克斯韦环顾了当时电磁学研究的现状,指出虽然已经建立了很多实验定律和数学理论,但未能揭示各种电磁现象之间的联系.他写道:“电科…     

伦琴对电磁理论的重要贡献

提到伦琴，人们往往想到的是他对X射线的发现，而对他在电磁理论方面的重要贡献则较少提及．文章详细叙述了伦琴为论证“位移电流”存在而做的实验，此实验曾被誉为是19世纪最重要的物理实验之一，在当时广受赞誉，但今天却被人们渐渐遗忘了．希望该文能够使人们对伦琴为构建19世纪物理学宏伟大厦而取得成就的重要性有更深入的认识。     

叠加多模薛定谔猫态纠缠光场的不等幂次高次差压缩

利用多模压缩态理论研究了由多模复共轭相干态、多模复共轭虚相干态和多模真空态的线性叠加所组成的三态叠加多模薛定谔猫态纠缠光场的广义非线性不等幂次高次差压缩特性.结果发现:①真空场对此猫态光场的不等幂次高次差压缩效应没有影响;②在一定条件下,此猫态光场的两个正交相位分量可分别呈现出不等幂次高次差压缩效应;③而在另外的条件下,此猫态光场的两个正交相位分量则可同时出现上述的不等幂次高次差压缩效应,这是一种与测不准关系相悖的现象,称此种现象为"双边差压缩"效应.     

纠缠态--物理学中最奇异的现象

1926年，薛定谔在考察杨(Thomas Young，1773～1829)所进行的双缝干涉实验时便觉察到从双缝衍射后的光子纠缠在一起的问题．1935年，爱因斯坦(A．Einstein)、波多尔斯基(B．Podolsky)和罗申(N．Rosen)合写了一篇论文，提出了著名的EPR悖论：指出量子理论的完备性与物理实在性不相容．想由此否定现有量子理论的完备性．纠缠态的概念是在薛定谔讨论EPR佯谬和他本人提出的“猫佯谬”的理想实验中(1935年)提出的：     

忆玻恩、海特勒、薛定谔与我的几段谈话

 一、理论与实验的关系玻恩曾和我谈道:哥廷根大学物理教授过去是一个人兼挑理论与实验;只是到聘请他时,才应他的建议与推荐,将此职位一分为二,由他与弗兰克分担理论物理与实验物理教授.其实玻恩本人很懂实验,自己家中备有车床,他博士论文的演示仪器便是亲自设计并加工的.     

对《研究弹性碰撞》实验装置的一点探讨与改进意见

高中物理课本(甲种本)第一册实验十四和乙种本上册实验七,都使用了相同的一个装置,定量地研究了弹性碰撞时的动量守恒.因为此实验需定量研究,就应对实验装置提出尽可能高的要求.但现行实验装置从     

光子扣除(增加)压缩真空态与压缩猫态的保真度

解析推导了任意光子扣除(增加)压缩真空态与压缩猫态的保真度. 研究表明,无论是光子增加还是光子扣除,最大保真度都随光子增加或扣除数目的增加而增加,且最大保真度对应的叠加态振幅也增加;此外,对于相同数目的增加和扣除光子数,光子增加后的最大保真度所对应的叠加态振幅比光子扣除所对应的叠加态振幅要大,而最大保真度略小一些. 尽管目前从实验上实现光子增加比光子扣除困难较大,但光子增加也可以成为获得大振幅猫态的一个有力手段. 关键词： 光子扣除压缩真空态 光子增加压缩真空态 压缩猫态 保真度