冰火两重天:为什么日冕如此炽热而日珥却如此清凉?

<正>近几十年来,太阳物理学家在回答两个长期存在的问题上取得了稳步的进展。本月21日,数百万天文爱好者将在美国享受一场被称为日全食的盛宴。如果天气好的话,在两分钟的黑暗中,他们将看到太阳外部的光度极度微弱的大气——日冕,以及沉浸在日冕中被称为日珥的红色羽状物质。从20世纪40年代开始,天文学家就已经知道,日冕比太阳的表面——光球——要热一百万度。然而,沉浸于其中的日珥却与光球有     

筷子变粗了还是变细了

观察下面两幅照片,我们不难发现图1显示水中的筷子比实际筷子粗了,而图2却显示水中的筷子比实际筷子细了.这是为什么?我们从水面上看水中的物体,看到的是物体的像,而不是实际的物体.这是由于光线从水中射向空气时发生了折射.折射成像为什么不和平面镜一样     

关于反应堆的几个問題

一引言十九世紀末期,人們發現了天然元素如鈾、鐳等的放射性現象。那时,人們就开辟了一个新的科学領域——原子核物理学。在这个領域中,我們發現随着原子核的轉变而引起的能量改变,比由化学变化而引起的能量改变要大几百万倍。二十世紀初,有些物理学家如法国的     

一念非凡之薛定谔量子力学是本征值问题

正量子力学是二十世纪物理学的两大支柱之一。如果论起对人类社会的影响,量子力学比另一支柱——相对论——要大得多。有了量子力学,我们理解了原子的光谱,它的影响之一是让我们能将整个可观测宇宙纳入我们的研究范围;我们理解了固体的导电性,它的影响之一是让我们有了半导体的概念从而使得人类进入了信息时代。对于今天的物理系学生来说,掌握量子力学知识是起码的要求1)。量子力学的基本     

从正侧面较远处俯瞰水碗中筷子的偏折角随筷子倾角及视角的变化

文章首先介绍了从正侧面较远处俯看时,盛满水的碗中斜插筷子的虚像为一空间直线段,同时也介绍了水下物点的虚像点位置;然后计算出筷子虚像在竖直平面(Oyz平面)内的投影位置,以及所谓"主观意识"中筷子的偏折角∠CAD,进而将∠CAD在垂直于视线的平面内投影,从而得到人眼实际看到或相机拍到的筷子虚像的横向偏折角度,并在60°的视角下做了4次实验予以验证。根据理论结果,文章分别作出视觉中筷子的最大(或极大)偏折角及其倾角θ随视角r的变化曲线,以及几个典型的视角下偏折角随倾角的变化曲线;对筷子在特殊倾角、视角下的偏折角度分别进行讨论,指出一种奇异的突变现象。     

对“筷子提米”实验的改进

教材中和科普书籍中都有"筷子提米"这个小实验.在实验中,由于杯子内米粒与筷子之间的挤压,使杯子、筷子和米粒紧紧地挤在一起,这样杯子、筷子和米粒之间的摩擦力增大.将筷子向上提起,米粒和杯子由于摩擦力的作用阻碍筷子向上运动,结果反而将米粒和杯子一起提了起来.教材中设计的缺陷是:可操作性差.教学实践中不佳表现是:实验成功率不高,不能在短时间内完成实验;学生独立操作时甚至不能将米和杯子提起.许多教师都对实验进行过改进,不同程度地取得了一定的实验效果.下面给出一种改进方法,与其他改进相比,该改进简单易行,改进后的方法操作简便,极     

机器动物岛

正当你漫步在法国南特市的街道上,你一定要有心理准备,因为你也许会被突然从街角转出的一只高十几米喷火的巨龙或是一只"嗷——嗷——"叫着的巨象给吓到,你仿佛穿越到了梦幻的世界。其实这些巨兽外表全是由木头和金属制成,内部通过齿轮,曲轴,电动机,缆绳等来打造,人是通过机械对其进行操控的。这是     

一种值得借鉴的国外新型物理教学模式

当前在高等工程专科学校当中存在着两个大家共同关注的、亟待解决的问题:一是如何使学生在掌握理论知识的同时,又能获得运用知识、从事实际生产的能力;二是如何在教学当中做到因材施教,使水平参差不齐的学生,高者能充分发挥、低者也能确有所得。 第一个问题是要解决高等工程专科学校究竟要培养什么样的人才。如果我们把只有书本知识而不会实际生产的人比作只生有两只左手的人,而把只能进行实际生产,而不具有专业理论的人比作只生有两只右手的人,那么高等工程专科学校所培养的人才应当是既生有一只左手,又生有一只右手,且右手比左手还要长一些的人。即一个高等工程专科学校的任务就是要培养出既有一定专业理论基础,又能将所学理论与实践相联系,使之应用于生产,并且对生产发挥指导作用的人才。 第二个问题是要解决如何针对不同水平的学生进行教学。一般说来教师都是根据在学生中占大多数的中等生的水平和特点进行备课,并确定其教学法的,但在这样的教学环境中,那些超出一般水平的高材生就会感到讲课内容过于浅显,听课时难免会产生精神涣散的现象,而那些低于一般水平的学生则会感到讲课内容过于深奥,听起来简直摸不着头脑,因此,这样的教学法无法保证每个学生都能如愿以偿。当今的大学     

对"筷子提米"实验的改进

为了演示静摩擦力的存在,华东版中学物理课本中提供了这样一个实验,在一个装满米的杯中,插入一根筷子,再将周围的米压紧,将筷子提起,由于筷子和米之间、米和米之间、米和杯子之间有静摩擦力,杯子和米将随着筷子一起被提起.许多老师反应这个实验不易成功,即使成功,也要小心翼翼,不敢提高,以免中途落下.有时不小心,中途落下,于是,全班哄堂大笑,洒了一桌子米,实验失败.笔者重复多次,发现情况确实如此.     

超导“小时代”之十八 瘦子的飘逸与纠结

<正>莫道不消魂,帘卷西风,人比黄花瘦——宋·李清照《醉花阴·薄雾浓云愁永心昼》人类最初从何时开始,又以什么为由走向"女为悦己者瘦"这条不归路的?要知道,在史前文明时期,胖,才是王道!那个时代的雕像典型特点就是——丰乳、肥臀、鼓腹,比如"沃尔道夫的维纳斯"。随着时代的变迁和文明的发展,小部分人终于逐渐摆脱食物和生存的困扰,于是有了对身材比例     

初中物理力学教学点滴谈

在初中物理教学中,在教给学生知识的同时,教师应指导学生学会归纳总结规律,运用正确的方法去解决问题,让学生有意识地运用所学物理知识,去分析问题、解决问题,提高解题能力。即所谓"授人以鱼,不如授人以渔"。在此,我将多年来初中物理力学教学中的一些指导学生的解题方法做一简要的梳理,以期和同行交流。一、关于"做功的两个必要因素"的理解教材中关于做功的两个必要因素是:一是作用     

浅议物理课程中的文化背景问题

社会学研究认为，在每一种文化中，都存在着许多由于种族、语言、伦理、性别、社会阶层、职业、宗教等不同而形成的亚群体，一个人同时可以属于不同的亚群体（比如学校教师，家长，宗教徒等）．每一个亚群体又都共享某一种符号和意义网络——文化，这种文化我们称之为亚文化．基于此种观点以及物理文化的概念来综合考虑物理课程．首先，物理课程是以物理学为核心的课程，而物理学又是一种文化，所以，物理课程实质上是在传播一种特定的文化，即物理文化；其次，物理课程的学习者——学生——是一个个具体的、社会的人，每一个学生都有其特殊的文化背景．因此，物理课程的教学过程并不仅仅是一种科学学习的过程，更是一种复杂的文化跨越的过程．社会建构主义者对此早就有了足够的重视，他们的一个基本的观点是认为已有的文化背景将对科学学习产生重要影响，教学必须重视文化背景问题．     

固体的弹性和范性

引言本文企图从物质的微观结构来对固体的弹性和范性现象以及这些现象间的联系作一个浅近的介绍和说明。为了要了解固体的弹性与范性,必先具备晶体结构的基本知识,关于这方面的准备知识,读者可以参看钱临照先生发表在本刊1955年4月号上的专论:“固体的性质和它的微观结构”一文,本文不拟重述了。在工程技术上和实验室里,如大家所熟知的,通常分别用胁强和胁变这两个量来描述物体受外力作用后变形的宏观状态(这里所谓胁强就是物体单位面积所受的外力而胁变就是物体尺寸改变对原来尺寸之比)。如果我们用一条均匀的金属棒作拉伸实验,像图1表示的那样,逐次增加棒的负载——重量W,并测量它的     

超导“小时代”之二十七盲人摸瞎象

正众盲摸象,各说异端,忽遇明眼人又作么生?——宋·释道原《景德传灯录》据《大般涅槃经》记载,古印度有位叫做"镜面"的国王,为了劝诫百姓皈依佛法,特举办了一场"盲人摸象"活动,找了十数位盲人来摸大象的一部分,让他们说出大象的模样。结果答案是:"其触牙者即言象形如芦菔根,其触耳者言象如箕,其触头者言象如石,其触鼻者言象如杵,其触脚者言象如     

蜜蜂也会使用工具

<正>以前认为只有人类才会利用工具,虽然已有关于灵长类、水生哺乳动物和鸟类利用工具的报告。现在,伦敦玛丽皇后大学(Queen Mary University)的劳科拉(Olli Loukola)和同事发现蜜蜂也会使用工具。该研究组训练蜜蜂将小球移动到"正确"位置,在蜜蜂做好后会得到糖水作为奖励。他们通过两种示范方式训练蜜蜂,一种是以真实或模型蜜蜂来示范,另一种是用磁铁操纵小球的"幽灵示范"方式,结果显示前者比后者的学习效果更好。在不只存在一个球的情况下,这种生物也知道要移动最近的那个球,即使最近的球有不同的颜色依然如此,表明蜜蜂有出人     

演示全息照相基础理论的一种简便方法

由全息照相的基础理论得知:当一束光照射全息图时,由全息图同时再现出的两个像有三种情况:(1) 两个虚像,(2) 两个实像,(3)一个虚像和一个实像。如果用三幅全息图和三种实验光路来做上述理论的演示,太费时间。我们经过理论计算和     

解释微调的第三种方法

希格斯粒子的质量与地球轨道的椭圆度都比它们的理论估计值小几个数量级.这似乎是两个更大的量经过微调而抵消所造成的.粒子物理有两个最有趣的微调难题:希格斯玻色子的质量和宇宙常数.长期以来,人们一直认为粒子物理的微调可能与新的对称性有关,如难以解释的超对称性,或者与统计参数有关——我们微调的宇宙只是许多可能的多重宇宙之一.     

相对论问题讨论(七) 不存在完备的物理学理论——谈关于光速不变原理

狭义相对论中的“光速不变原理”,议论的人很不少,下面谈谈我们对这问题的几点粗浅看法: 一、定义匀速直线运动离不开 “光速不变”假设 在狭义相对论中,几乎一开始就与两个彼此相互作匀速直线运动的惯性参考系打交道.要断定一个参考系相对于另一个参考系是否在作匀速直线运动,如果不想直接依赖“光速不变”假设来测定的话,就得要在不同地点放上一系列的钟,才能测定.这些放在某参考系中不同地点的钟,必须是对准了的或至少它们的读数之差是明确知道的,才能依靠它们来判断对方参考系是否的确在相同的时间里,走过相等的路程.不止如此,还需要有…     

几个静电演示实验

这里介绍的一组演示实验,主要是以中学物理教学大纲为依据的。它们在演示方法上、材料选择上以及实验原理上都较新颖,而且具有取材容易、构造简单、制作方便、表现力和感染力强等特点。一、电荷的相互作用 [演示器材] 橡皮泥(商店有售)、铅笔、试管、塑料筷子一双、有机玻璃筷子一只、丝绸一块。 [装置及演示方法]装置如图1所     

原子核内电荷分布与各种相关实验的比较

近来有许多实验可直接考验原子核内电荷的分布,如高能及中能电子与原子核的散射,μ介原子的X射线,核库仑能,同位素光谱位移等。不少作者曾假定了各种类型的电荷分布ρ(r),然后从比较计算结果与实验结果中来判定哪些ρ(r)与实验是较符合的。在这些测定ρ(r)的实验中,前两个实验的灵敏度较高,后两个则较低。此外,通过另一种考虑——利用壳层结构理论与汤费模型——也可以近似地决定ρ(r),除掉其中尚有一常数未定。这个常数相当于核中心电荷密度或电荷分布的平均