球体飞行轨迹异常的探讨

现代的足球运动正朝着全面、快速的方向发展.各国球队都视定位球为一重要的得分手段.在各种定位球中,弧线轨迹的香蕉球更具威力.香蕉球的飞行轨迹呈香蕉形,它是由于脚外侧、内侧和正面与球不同的接触,使球在飞行时产生了不同方向的旋转而形成的.踢得好的香蕉球应是速度快,旋转性强,罚球时能绕过人墙,并以刁钻的角度送球入网.在第十二届世界杯足球赛中,法国队在同奥地利队的比赛中,一个队员踢出的香蕉球绕过了人墙,从球门的远角破网(图1),奠定了法国队的胜利.香蕉球的威力由此可窥一斑. 球体在空气中飞行,受到重力的作用,在竖直面内作抛物线…     

“香蕉球”的奥秘

同学们不会忘记 ,在 2 0 0 0年举行的悉尼奥运会上 ,中国队对美国队的女子足球比赛当中 ,中国队队长孙雯打进的精彩绝伦的一记任意球 .当时 ,以 0　∶1落后的中国队获得前场左路直接任意球 ,罚球点距对方球门 3 0ｍ开外 ,只见孙雯抬脚踢出一记“香蕉球” ,此球在空中划过一道美妙的弧线绕过有七名美国队队员组成的人墙 ,飞入大门左上角 ,让全世界的观众目瞪口呆 ,因为这一进球真是太不可思议了 .由于这种球的飞行路形如“香蕉” ,通常叫做“香蕉球” .“香蕉球”的飞行路线常常出人意料 ,并能绕过障碍 (如人墙 ) ,是足球场上重要的进攻和得…     

微球激光的最新研究进展

 利用回音壁模式微球腔的高Q谐振原理，可以获得微球激光。研究了微球腔的特点和微球激光产生的原理，介绍了单量子点、表面栅耦合和光纤耦合三种微球激光器，讨论了获得高Q值微球腔的方法，提出采用半导体纳米微球及通过旋转电弧或者旋涂方式制成的玻璃微球，给出了微球激光器的几种应用以及当前国内外最新进展。     

微球激光的最新研究进展

利用回音壁模式微球腔的高Q谐振原理,可以获得微球激光。研究了微球腔的特点和微球激光产生的原理,介绍了单量子点、表面栅耦合和光纤耦合三种微球激光器,讨论了获得高Q值微球腔的方法,提出采用半导体纳米微球及通过旋转电弧或者旋涂方式制成的玻璃微球,给出了微球激光器的几种应用以及当前国内外最新进展。     

С�ŵ�ת��������ش����ߵ�����˺��ģ��Ӱ��

利用离子香蕉轨道中心坐标和香蕉轨道平均算符,讨论了磁岛转动引起的沿磁力线电流分布及其对新经典撕裂模演进的影响.结果显示,考虑此电流的影响,当磁岛旋转频率ω=ω*i时,被离子香蕉轨道宽度效应削弱的自举电流驱动项基本恢复;当ω=ω*e时,离子香蕉轨道宽度效应对自举电流驱动项的削弱则加剧.这意味着磁岛转动方向不同时,此沿力线电流能显著增大或减弱离子香蕉轨道宽度效应对自举电流驱动项的削弱作用.     

小磁岛转动引起的沿磁力线电流对撕裂模的影响

利用离子香蕉轨道中心坐标和香蕉轨道平均算符,讨论了磁岛转动引起的沿磁力线电流分布及其对新经典撕裂模演进的影响。结果显示,考虑此电流的影响,当磁岛旋转频率ω=ω_*i 时,被离子香蕉轨道宽度效应削弱的自举电流驱动项基本恢复;当ω=ω_*e时,离子香蕉轨道宽度效应对自举电流驱动项的削弱则加剧。这意味着磁岛转动方向不同时,此沿力线电流能显著增大或减弱离子香蕉轨道宽度效应对自举电流驱动项的削弱作用。     

玩转趣味实验——对回旋飞行球的动力学研究

回旋飞行球掷出后能够自动飞回来.回旋飞行球的工作原理是什么?怎么测量空气对回旋飞行球的推力?回旋飞行球应该调整成怎样的角度，沿什么方向掷出才能飞回来?对上述问题进行了分析与讨论.     

乒乓球发球中的欺骗

在乒乓球比赛中，常见运动员发出各式各样的旋转球来，这些旋转，大致可分为上旋、下旋、左旋、右旋以及侧上旋和侧下旋等。对运动员来说，接发各种各样的旋转球，都有一种以上专门的拍法，但如果发球的运动员发球时手法一致，却能发出各种各样的旋转球来，而接发球的运动员由于无法正确判断来球的旋转方向，而使用了错误的拍法，其结果当然是可想而知了。     

从空气阻力墙理论到足球的“电梯球”技术

现代足球不但在规则和比赛阵型等技战术层面有了长足的发展,而且在技术上也有许多改进和创新。“香蕉球”和“电梯球”就是两个极具魅力和美感的踢球方式,并经常在足球比赛的实战中发挥威力。“香蕉球”是指足球飞行中在与地面平行的方向发生偏转,偏转运行的轨迹呈弧线形,可以绕进球门。其物理原因在于球的侧向旋转,从而出现马格努斯效应,产生对足球的侧向推力,其运行轨迹类似香蕉形。在2008 年第7 期《物理》发表的阎守胜论文《趣谈球类运动的物理》[1]中已经做过讨论,孙葆洁和葛惟昆在清华大学开设的慕课(MOOC)《足球运动与科学》中也有过详述。这里我们专门从物理原理上介绍在2008 年以后发展的一种新的足球任意球技术,即所谓的“电梯球”,即指大力踢出的足球,下落很快,像是从电梯上下坠。它实际上是高速飞行的足球受到重力和大雷诺数阻力下的运动轨迹。2012 年,意大利人首次把它称为“电梯球”,用来形容他们的中场核心皮尔洛在波兰踢出的一个任意球(图1 中足球正在从最高点急速下落)。     

物理学教授葛惟昆为你讲足球

正足球运动包含物理,科学可以解释和帮助足球。足球富有哲理、包含文化、融汇教育、拉动经济,足球极具魅力!本期特别约请葛惟昆教授从科学的角度讲解足球,从人文的角度阐述足球——详细内容请参阅《足球的魅力与科学》。足球物理学用空气动力学阐释足球在空中的运动香蕉球:旋转的足球在飞行中会根据马格努斯定律朝旋转的方向偏转;在香蕉球运行的末尾时刻,会有更剧烈的偏转,使守门员防不胜防。     

弧线球运动规律的探讨

弧线球在球类运动中有广泛的应用，在足球比赛中已作为锐利武器使用．本文以上旋乒乓球、侧旋足球为例，探讨了马格努斯效应和空气阻力对球飞行的影响，给出弧线球的运动规律．     

基于空气动力学的旋转球体飞行轨迹的计算模拟

文章介绍在考虑空气阻力和马格努斯力的情况下,将飞行球体简化成受力质点并建立其动力学方程,利用Matlab软件中的龙格库塔法函数对方程进行求解。以足球为例,分别计算模拟足球在上旋、下旋和侧旋时的飞行轨迹,并进行对比分析,发现空气阻力和马格努斯力对足球的飞行影响都很大。     

多孔球层内核态沸腾过程特性的实验观察

本文以水为实验工质,对从底部加热多孔球层内核态沸腾过程进行可视化观察。通过高速图像采集系统;拍摄和观察了孔隙内汽泡的成长过程,在实验观察的基础上,对多孔球层内核态沸腾过程的一些基本特性进行了分析和讨论。     

非对心碰撞与旋转问题

讨论了两小球的非对心碰撞,对碰撞后两小球的旋转问题做了详细的讨论,并给出了计算结果,引入了碰撞角和碰撞临界角的概念。     

两个同心带电球壳体系电磁场角动量的研究

电磁场的动量和角动量是经典电磁学有趣而又基本的问题。根据标准电磁理论,电磁场角动量可表示为L_(em)=ε_0∫_vr×(E×B)dV,对恒定电磁场,角动量还可以用L_(em)=∫r×ρAdV来计算,文章对此进行了分析。通过一个简单的模型,即一个固定的绝缘带电球壳处在另一个旋转的绝缘带电球壳中心,分析了该体系电磁场从建立到稳定,再到撤去的过程中,整个系统角动量的变化情况。验证了在建立稳定电磁场的过程中,外力提供的冲量矩一部分转化为电磁场角动量储存在电磁场中,一部分提供体系的转动机械角动量,当撤掉磁场后,电磁场角动量转换成机械角动量,整个过程角动量守恒。     

航空光电侦察平台内藏式扫描系统像旋分析及补偿

为了解决传统光电侦察平台外露球形结构增大飞机雷达散射截面的问题,提出一种采取双反射镜绕俯仰轴和方位轴旋转实现大角度扫描的方法,该扫描方式的外露尺寸小,可与载机进行共形设计以保证飞机隐身性能。基于光反射矢量理论,对扫描系统成像特性进行了研究,对双反射镜绕俯仰轴和方位轴旋转所产生的像旋进行了定量分析,得出了像旋角大小和方向与双反射镜旋转角度和方向的确切关系,并以此作为像旋补偿的理论依据,提出一种通过控制消旋棱镜消除像旋的双向控制方法,实现扫描镜与消旋机构的严格协同运动。通过成像实验进行了验证,消除了所产生的像旋,计算可得消旋精度均方根值小于8′,实现了较高精度光学消像旋。     

自旋超导态

文章综述了近几年来自旋超导领域的研究进展。自旋超导态是由电荷为零自旋非零的玻色子在低温下凝聚成的超流态。文章将介绍自旋超导态的类伦敦方程、类金兹堡—朗道方程及其BCS(Bardeen-Cooper-Schrieffer)型哈密顿量。然后利用这些方程和理论,导出自旋超导体的一些有趣现象,如：零自旋阻现象、电迈斯纳效应和自旋流约瑟夫森效应。此外,作者也讨论了一些很可能是自旋超导体的候选体系,自旋超导体的应用前景,以及该子领域的发展前景展望。     

趣谈球类运动的物理

文章集中在球类运动中球的飞行和滚动所涉及到的物理.选择了几个人们可能感兴趣的问题,如表面粗糙度和尺寸对球飞行的影响,弧线球和飘球的成因,投篮的角度和速度,斯诺克球台的库高和保龄球球道上油的作用,做了定性或半定量的讲述.文章作者认为,物理研究有助于运动水平的提高,在物理教学中也有助于激发学生的学习兴趣.     

微系统中转矩及电渗流作用下的微粒子电动旋转操控

微粒子的电动旋转操控是表征分散系中微粒子介电特性的有效方法.低雷诺数微系统中,以Maxwell-Wagner极化理论为基础,进行了转矩作用下的微粒子电动旋转机理研究,推导了此机理作用下微粒子电动旋转峰值速度所对应的特征频率,分析了弛豫时间对粒子旋转方向的影响,对转矩作用下的微粒子电动旋转速度进行仿真;以双电层理论为基础,对电渗流导致的微粒子电动旋转机理进行定性分析,提出具有金修饰的粒子表面更适合电渗流作用下的电动旋转研究.分别以羧基修饰的聚苯乙烯微球以及表面被金修饰的聚苯乙烯微球为操控对象,进行电动旋转实 关键词： 微系统 电动旋转 转矩 电渗流     

趣谈球类运动的物理

文章集中在球类运动中球的飞行和滚动所涉及到的物理.选择了几个人们可能感兴趣的问题,如表面粗糙度和尺寸对球飞行的影响,弧线球和飘球的成因,投篮的角度和速度,斯诺克球台的库高和保龄球球道上油的作用,做了定件或半定量的讲述.文章作者认为,物理研究有助于运动水平的提高,在物理教学中也有助于激发学生的学习兴趣.