诸葛亮巧借东风—浅析伽利略航天轨道计划中的引力助推效应

本文扼要介绍了伽利略航天轨道计划，并以浅显的力学原理计算出伽利略探测器从地球飞向木星所需的初始速度。文中详细分析了伽利略探测器两次近飞地球的过程，揭示了引力助推效应在星际飞行中节省能量和控制航向的重大意义。     

质量四极矩场中的轨道进动效应

用参量化后牛顿(PPN)方法计算了质量四极矩对于试验物体轨道进动的影响,得到了在天体物体方面很有意义的优越标架效应和对几个PPN参量的限制. 关键词： 参量化 后牛顿 引力效应     

量子力学中的引力和惯性——介绍COW实验

大家知道量子力学是研究微观世界物理现象的最基本的理论,而爱因斯坦的广义相对论实质上就是相对性的万有引力理论,它是一个很完美而且内在逻辑性很强的理论,这两个理论是完全独立发展起来的．尽管爱因斯坦等人做了很多努力,但迄至最近以前,万有引力现象与微观世界的物理现象从未发生过任何实验联系．对于一个物理体系,如果具有作用量纲的“自然”动力学变量如［时间］×［能量＝［长度］×［动量］＝［角动量］?...     

自旋轨道耦合系统中的自旋流与自旋霍尔效应

作为自旋电子学的重要研究内容,如何在固态系统中产生、操控以及探测自旋流引起了研究人员的广泛兴趣。基于自旋轨道耦合的自旋霍尔效应为在非磁性半导体中产生自旋流提供了一种有效途径。然而,在具有自旋轨道耦合的系统中,自旋流并不守恒。如何理解这点并恰当地表述相应的连续性方程,成为自旋输运研究的基本问题之一。本文主要综述自旋轨道耦合系统中自旋流与自旋霍尔效应方面的研究进展。引入SU(2)规范势后,自旋流满足协变形式的连续性方程,该方程保证了SU(2)Kubo公式在不同规范固定下的自洽性。利用SU(2)场强张量,可以直接得到自旋密度和自旋流在SU(2)外场中受到的自旋力,该力在只有U(1)磁场时对应于Stern-Gerlach力。由于依赖杂质散射的外在自旋霍尔效应很难被利用,内在自旋霍尔效应的概念被提出:在非磁半导体中,U(1)电场会诱导出自旋流并导致系统边缘处的自旋积累。自旋霍尔效应已经在半导体和金属材料中被观察到。虽然在干净的二维电子气中自旋霍尔电导率是一普适常数e/8π,但杂质对它的影响却引起了人们的高度关注。通过引入退相干效应,自旋霍尔效应中杂质效应的一些令人困惑的理论结果,则得到清晰的解释。此外,本文还将介绍具有层间隧穿的双层二维电子气中的自旋输运现象。在能量简并点附近,自旋霍尔电导率和隧穿自旋电导率均会出现共振现象。当两层间的杂质势强度存在差异时,隧穿自旋电导率随门压的变化曲线呈现出非对称性,显示出自旋二极管效应。     

自旋轨道耦合系统中的自旋流与自旋霍尔效应

作为自旋电子学的重要研究内容,如何在固态系统中产生、操控以及探测自旋流引起了研究人员的广泛兴趣.基于自旋轨道耦合的自旋霍尔效应为在非磁性半导体中产生自旋流提供了一种有效途径.然而,在具有自旋轨道耦合的系统中,自旋流并不守恒.如何理解这点并恰当地表述相应的连续性方程,成为自旋输运研究的基本问题之一.本文主要综述自旋轨道耦合系统中自旋流与自旋霍尔效应方面的研究进展.引入SU(2)规范势后,自旋流满足协变形式的连续性方程,该方程保证了SU(2)Kubo公式在不同规范固定下的自洽性.利用SU(2)场强张量,可以直接得到自旋密度和自旋流在SU(2)外场中受到的白旋力,该力在只有U(1)磁场时对应于Stern-Gerlach力.由于依赖杂质散射的外在自旋霍尔效应很难被利用,内在自旋霍尔效应的概念被提出:在非磁半导体中,U(1)电场会诱导出自旋流并导致系统边缘处的自旋积累.自旋霍尔效应已经在半导体和金属材料中被观察到.虽然在干净的二维电子气中自旋霍尔电导率是一普适常数e/8π,但杂质对它的影响却引起了人们的高度关注.通过引入退相干效应,自旋霍尔效应中杂质效应的一些令人困惑的理论结果,则得到清晰的解释.此外,本文还将介绍具有层间隧穿的双层二维电子气中的自旋输运现象.在能量简并点附近,自旋霍尔电导率和隧穿白旋电导率均会出现共振现象.当两层间的杂质势强度存在差异时,隧穿自旋电导率随门压的变化曲线呈现出非对称性,显示出自旋二极管效应.     

引力辐射阻尼对双星轨道要素变化的影响——对过近星点时刻的影响

在文献［１］研究的基础上对双星引力辐射阻尼的效应又做了进一步研究．首先给出文献［１］的主要结果及其更正，然后利用文献［１］的结果又给出引力辐射阻尼对双星过近星点时刻的影响。结果表明，引力辐射阻尼对双星过近星点时刻不仅产生周期变化的效应，而且还产生长期变化的效应，这后者的效应使得双星过近星点时刻提前。最后利用所推出的结果对三颗双星（Ｙ Ｃｙｇ，ＰＳＲ２３０２＋２４．ＰＳＲＩ９１３＋１６）做了数值的长期效应的计算。 关键词：     

自旋不是轨道角动量的相对论效应——与许方官和高春媛商榷

对《大学物理》2000年第11期上发表的《氢原子的磁矩－对自旋的讨论之一》一提出了不同的看法，认为该错把相对论的流密度当成了非相对论的流密度，前不能在非相对论近似下过滤到后，在相对论情况下，自旋和轨道耦合在一起，不能互相独立，在非相对论情况下自旋独立于轨道运动而存在；因而，自旋不是轨道角动量的相对论效应。     

探测二茂铁外价轨道(e,2e)反应中的扭曲波效应

利用第三代高效率电子动量谱仪,分别在600和1500 eV两种不同入射电子能量下获得了二茂铁(ferrocene)分子外价轨道的电离能谱和电子动量谱的相关实验结果.并利用非相对论与标量相对论密度泛函方法计算出了二茂铁的重叠型和交错型两种不同构象的理论动量谱.两种构象的外价轨道一一对应,理论电子动量谱基本一样.对二茂铁的外价轨道,在低动量区观测到了强烈的扭曲波效应,这与这些轨道主要由铁原子的3d轨道构成有关.通过相对论和非相对论计算结果的比较,表明相对论效应对于二茂铁的外轨道动量分布几乎没有影响. 关键词： 二茂铁分子 电子动量谱 相对论效应 扭曲波效应     

学以致用——浅析美国大学物理中的电磁学

学会运用物理知识解决实际生活和工作中遇到的科学和工程问题是大学物理课程的主要教学目标之一。美国大学物理教学的侧重点就包括培养学生对物理知识运用的能力。本文以大学物理中电磁学部分为例,通过对美国大学物理教材章节内容设置的分析,总结出美国大学物理教材在知识点广度、新概念引入、数学推导、章节归类和前后逻辑衔接等方面的特点;同时结合与国内大学物理课程对应内容的比较,浅谈电磁学中上述要素在学以致用中的作用。     

狄拉克半金属中的量子输运——手性反常效应与阿哈罗诺夫—玻姆效应

近年来,物理学家发现了一类非常奇特的拓扑材料(如Cd₃As₂,Na₃Bi 等),它们的电子能带结构在动量空间的三维方向都具有线性色散关系,因此被称为三维狄拉克半金属,或者“三维石墨烯”材料。因其特殊的能带结构,以及在量子计算方面的可能应用,此类材料迅速成为凝聚态物理领域的研究热点之一。包括我国科学家在内的多个研究组在狄拉克半金属领域做出了突破性贡献。中国科学院物理研究所翁红明等人在理论上预言了具有旋转对称性保护的Na₃Bi 和Cd₃As₂为三维狄拉克半金属。英国牛津大学的Y. L. Chen 等人通过角分辨光电子能谱(ARPES)观察到了动量空间中的三维狄拉克锥的线性色散关系,从实验上证实了翁红明等人的理论预言。美国普林斯顿大学物理系M. Z. Hasan组及中国科学院物理研究所周兴江组通过ARPES实验分别观察到了狄拉克半金属拓扑表面态。     

磁性拓扑绝缘体中的量子化反常霍尔效应——无需外磁场的量子化霍尔效应

文章从平常霍尔效应出发,介绍了反常霍尔效应及其内秉物理机制,并在此基础上介绍了其量子化版本——量子化反常霍尔效应.然后从拓扑有序态的角度,重点讨论了量子化反常霍尔效应与量子霍尔效应、量子自旋霍尔效应、拓扑绝缘体等之间的区别与内在联系.最后介绍了通过在拓扑绝缘体(Bi2Se3,Bi2Te3和Sb2Te3)薄膜中掺杂过渡金属元素(Cr或Fe)实现量子化反常霍尔效应的方法.     

合金团簇(FeCr)n中的非共线磁序和自旋轨道耦合效应

利用密度泛函理论对合金团簇(FeCr)_n (n≤6)的几何结构、稳定性和磁性进行了系统的研究. 研究结果表明, 对n≤3的合金团簇, 其基态具有共线的反铁磁序; 而对于n≥4 的合金团簇, 其基态具有非共线磁序, 因此在n=4时体系发生了共线磁序向非共线磁序的“相变”. 此外, 虽然3d过渡金属原子中电子的自旋轨道耦合效应比较弱, 但计算结果表明对于某些小尺寸的合金团簇其轨道磁矩不能忽略. 对非共线磁性团簇的成键性质以及产生磁序“相变”的物理起源进行了详细讨论. 关键词： n合金团簇')" href="#">(FeCr)_n合金团簇 密度泛函理论 非共线磁序 自旋轨道耦合效应     

超导球在磁场中的受控运动——迈斯纳效应演示实验方案

用相互垂直的数个线圈构造空间磁场的极小值点 ,通过计算机改变线圈中的电流 ,使此极小值点做受控运动 ,从而实现通过悬浮于该处的超导球对迈斯纳效应的动态展示 .文章还对实验的原理和可行性进行了讨论     

气流与化学激光中的碰撞和非均匀加宽效应——理论分析模型

本文把用于气流与化学激光性能计算的理论模型作了分析比较,包括常用的Lorentz-Gauss谱线形因子近似、本文提出的矩形谱线形因子近似以及文献[5]的理论。对气流化学激光的简化扩散混合模型,文中简要地导出了与上述诸理论相对应的具体结果。分析和计算表明:在碰撞与非均匀加宽同时起作用,特别是非均匀加宽占优势的情况下,两种谱线形因子近似以及文献[5]理论的结果三者之间存在显著的差异;矩形谱线形因子近似要比常用的Lorentz-Gauss谱线形因子近似精确,而矩形谱线形因子近似的计算量要比Lorentz-Gauss谱线形因子近似的计算量少。 关键词：     

将21世纪诺奖实验引入大学物理实验教学——LED中的量子斯塔克效应

目前大学物理实验中所涉及的诺贝尔物理学奖实验多为20世纪的经典实验.百年经典诺奖的实用价值和教育意义已被实践验证.为了深入探索最新诺奖成果的教育价值,使大学生的实验教学与时俱进,与前沿研究接轨,本文将2014年的发光二极管(LED)诺奖实验引入大学物理实验.首先,使学生掌握可见光LED中的多量子阱结构及其发光机理.重点追踪中村修二获奖后对LED的更深入研究,通过对LED发光光谱随注入电流变化的研究,向学生直观展示LED中的量子限制斯塔克效应,并计算出量子阱中压电电场的强度.     

凡事有度 过犹不及——浅析物理教学中的3个误区及其纠正

剖析中学物理教学中在多媒体使用、集体备课、课堂提问等环节存在的误区,并提出相应的纠正建议.     

Zeeman效应原子吸收分析中的分析曲线——(Ⅰ)一般情况下的分析曲线

本文提出适用于商品ZAAS横向恒磁场偏振分离调制方式,也就是CPMPM方式的标准曲线表达式。明确提出了重迭因子a,分裂因子K_(?)/K_0和非线性系数α的概念及其对曲线弯曲反转和双峰现象的作用。提出了估算α和a值的方法。     

铁电体中的反常光生伏打效应——固体中一种新的电荷输运机构

一、反常光生伏打效应 自七十年代开始,人们发现,均匀铁电晶体在均匀光照下出现稳态短路光生电流和开路光生电压的现象,这种现象称为反常光生伏打效应(APVE)或反常光生伽伐尼效应,也称为体光生伏打效应1). 半导体中的光生伏打效应一般包括丹倍效应和势垒型光伏效应.当波长合适的光照射到半导体样品上并被样品一定厚度的表面层吸收时,光生电子和空穴将向体内扩散.由于电子和空穴的扩散系数有差异,两种载流子向内部扩散的速率不同.在光持续照射的条件下,入射表面和与它相对的表面之间将形成一定的电动势,这就是丹倍效应.如果在半导体样品内…     

高温超导体中的涡旋运动和Hall效应——依赖时间的金兹堡-朗道理论近似

从依赖时间的金兹堡 朗道方程（ＴＤＧＬ方程）出发研究高温超导体的涡旋运动序参量，考虑为一个复数．利用层状模型（Ｌａｗｒｅｎｃｅ-Ｄｏｎｉａｃｈ模型），由ＴＤＧＬ方程与Ｌ-Ｄ模型结合，从而讨论高温超导体的Hall效应，涡旋运动的数字系数，用序参量的解计算出来。建立模型，从TDGL出发，对涡旋运动方程进行偏微分，从而计算出纵向传导和Hall传导，讨论Hall角的符号改变和Hall效应的奇异性。这些讨论拟合Hall效应的符号改变与混合态高温超导体观察到的Hall效应的结果。 关键词：