地磁翻转可能不是随机的

虽然地磁极性的完全翻转（南极成为北极，北极成为南极）需要几千年才能完成，其影响却是巨大的．地球磁场的变化不仅会影响鸟类迁徙的路径，而且会使地球暴露在危险的宇宙射线中，某些研究者认为这是与6千5百万年前恐龙灭绝类似的大规模物种消失的事件有关的．地球学家认为我们行星内部的磁发动机使极性翻转，但是真正的机制并不很清楚．     

浮空飞行器极地科学探测

1.极地的主要特点传统意义上的“极地”是指地球的两极,即南极和北极。南极地区以南极洲为中心,周围濒临太平洋、大西洋、印度洋三大洋;北极地区以北冰洋为中心,周围濒临亚洲、欧洲、北美洲三大洲。广义的极地还包括青藏高原,被认为是地球的第三极。极地地区气候严寒,是地球的冷源和全球变化的驱动器,尤其是南极,乃是地球上至今未被开发、未被污染的洁净大陆,蕴藏着无数的科学之谜和信息。     

翻转课堂模式下泊松方程的教学改革与探索

笔者在多年教学实践中发现,一些本科生在学习泊松方程时经常面临知识难度大、教学进度快、自学无从着手等困境.针对这一现状,笔者尝试在泊松方程教学中引入翻转课堂模式,进行教学改革.本文重在探究这种模式下泊松方程的教学设计,以求达到更好的教学效果.     

地磁场显示仪

地磁场是地球的主要特征之一.如何显示和验证这一特征呢?许多人会用小磁针指向南北的事例来做这一验证.笔者认为,这是不充分的,说它不充分的理由是:小磁针有时也会指向铁块,假若地球不是磁体,而在南极附近或北极附近埋着大铁矿的话,小磁针也会指南北的.因此,只有一根不带磁性的铁针指向了南北,才是验证地球存在磁场的充分条件.人们或许会认为笔者荒唐,有人批评说:如果铁针能指南北,还用指南针干什么?指南针是中国古代的四大发明之一呀!指南针是磁针而不是铁针呀!有人还特意用火烧退了小磁针的磁性,用这样的针不再能指南北的事实批判笔者.     

实验室内模拟地磁的翻转

每20几万年左右地球的北极和南极相互转换位置．谁也不知道是什么原因使地球磁场发生这种翻转．最近法国的一个研究组在实验室内重现了这一现象．他们将放在容器中的160升的熔化的钠加热到110℃以上，并用两个向相反方向旋转的螺旋叶片使熔化的钠不停地做涡旋运动，这样模拟地球核心熔化的铁的转动．由此产生的电流产生出磁场．这时他们监视磁场的强度和方向．当他们偶然使一个叶片的速度为16Hz而另一个为22Hz时，发生了一种奇特的效应：整个样品的磁场方向开始翻转，翻转的间隔为10秒到180秒之间不等．     

关于地球磁场形成原因的探讨

地球是一个大磁体,磁场的N极在南极附近,S极在北极附近。地球磁场产生原因尚无定论,本文根据磁场产生机理,推理出地球磁场是由于地球内部高温高压使岩浆内外层带不同电荷和地球旋转而产生。     

新学说:磁场空间分布的新概念

 在磁场空间分布的传统概念中,认为一条棒状磁铁的两端磁性最强,称为磁极,如果把棒状磁铁悬挂起来自由转动,磁棒指北的一端称为北极(N极),指南的一端称为南极(S极),棒状磁铁的中部几乎无磁性,棒状磁铁周围磁场的分布是空间位置的函数,磁场由S极向着N极方向,如图1(a)所示.地球象一条形磁铁,也有S极和N极,地球外部磁场的空间分布如图1(b)所示.     

地球磁极的反转

1957年至1958年,人们第一次观测到了太阳普遍磁场的极性变换,当时曾引起轰动.现在,人们普遍地认为:太阳普遍磁场极性反转可能是经常发生的现象,也许每逢活动峰年,太阳普遍地磁都要发生一次极性的变化,但是并不是那么有规律.例如,曾经观测到太阳南北两极的极性同时都是N极,这是一个很奇怪的现象.目前,在天王星上也许正在经历着磁极反转,这使得磁极反转的现象再次引人注目.对岩石磁性的研究表明,在地球上的整个地质年代里,地球的磁极也一直在变化.地球外核的流体中的“发电机”如何会使得地球磁极发生反转呢?这个课题正成为地球物理研究的热…     

小行星的撞击能触发地磁反转吗?

我们知道,地磁场有两个极,南极和北极.在过去三千万年中,平均二十五万年这两个极就要发生一次反转.但是,最近一次反转距今已有七十万年了.人们常把这种过长的时间间隔叫做地磁场反转的缺失.最近,美国伯克利大学的两位物理学家R.Muller和D·Morris对地磁场反转的机制提出了一种新见解.他们认为大多数或许全部的地磁场反转是由地球外小行星或彗星的核撞击到地壳内部,打乱了地球外核液态铁的正常涡旋引起的.如果他们的观点正确的话,那么下一次反转(以二十五万年为周期,也许再过五万年)的发生对人类的影响就不仅仅是航行的不便了,它将会引起一…     

从北极高压、南极低压到南北极间的三维异宿轨道

本文利用球坐标系(λ,φ,r)中的球面地转风关系,说明当等压线形成最简单的纬向分布时,此时南极是低压,北极是高压. 但是,当在地转风关系中加入摩擦力后,则南北极由闭合涡旋变成螺旋涡旋,且两极之间形成一条球面上的三维异宿轨道. 关键词： 北极高压 南极低压 摩擦力 异宿轨道     

单光子雪崩二极管的死时间效应分析

单光子雪崩二极管是一种采用盖革模式的单光子探测器件。一旦触发后探测器需要一段时间来重启,重启之后才能进行下一个光子事件的探测。重启所用时间(也叫死时间)的大小会影响探测器的光子计数分布。对单光子雪崩二极管的工作方式进行了数学建模,研究死时间对探测器输出响应的影响,推导出了在入射光子数服从泊松分布情况下探测器光子计数值的概率分布函数,并采用蒙特卡洛仿真进行了验证。结果表明死时间会使探测器输出的光子计数值减小,其分布会更加集中,并且死时间越大,入射光子速率越高,这种效应就越明显。     

光场算符n次幂叠加激发混沌场的量子特性

构造了光场算符n次幂叠加激发混沌场,采用数值计算方法研究了该量子态的压缩效应、反聚束效应和统计性质,讨论了混沌场平均光子数、算符叠加系数及其幂次n对量子特性的影响.研究结果表明:光场算符n次幂叠加激发混沌场不呈现压缩效应,但呈现出反聚束效应和亚泊松分布性质,并且随平均光子数增大,它的反聚束效应和亚泊松分布性质减弱;随着算符组合部分中产生算符的比重增大,光场反聚束效应和亚泊松分布性质增强;随着算符幂次增大,亚泊松分布性质加强.     

利用孪生光束产生可调谐亚泊松光场

利用非简并光学参量振荡器（NOPO）产生的强度量子关联孪生光束，在实验上实现了波长可调谐的亚泊松光。实验获得最好亚泊松光噪声低于散粒噪声极限2．6dB；在7．4nm的波长调谐范围内，亚泊松光噪声低于散粒噪声2dB。同时，在实验上直接测量了亚泊松光的统计分布。     

磁单极子之谜

 在历史上,人们最初认为磁现象是正负磁荷产生的。但是,长期以来,从没有人发现过单独的磁北极或磁南极。因此,传统上认为磁是一种固有的双极现象,即任何一块磁体无论怎样细分,最后每一小块磁体总是显示出两个相反磁性区--磁北极和磁南极,这就是两磁极的不可分性。在安培提出分子电流是物质磁性的基本来源之后,这种不可分性得到了完满的解释。此后又断言,单独的磁荷或磁荷的基本单元--磁单极子是不存在的。这一论断构成了宏观电磁理论的基础,例如磁场的高斯定理就是自然界不存在磁单极子的数学表述。然而,这并不妨碍探索微观领域中是否存在磁单极子成为物理学家很感兴趣的一个课题。     

量子密码通信中量子比特率理论分析

在量子密钥分配中,量子比特率是一个重要的系统参数。通过引入测量因子和筛选因子,建立了基于理想单光子源和泊松分布单光子源的量子比特率理论模型,给出了量子比特率的表达式,并对两种单光子源进行了比较分析。结果表明,当平均光子数大于1时,泊松分布单光子源能被优化。在发射机脉冲重复率一定的条件下,采用泊松分布单光子源无法达到理想单光子源的量子比特率,这是为保密通信所必须付出的代价。     

量子拍激光：双模亚泊松光

在Λ型量子拍系统中再引入原子相干，可以产生明亮的双模亚泊松光.运用Scully-Lamb理论计算了MandelQ因子.当相对相位和相对振幅的量子噪声被抑制到真空噪声水平时，平均模呈现亚泊松光子分布；或者当平均相位和平均振幅的量子噪声被抑制到真空噪声水平时，相对模呈现亚泊松光子分布，MandelQ因子的最佳值均可达到-0.5；并且，在上述两种情况下，每个关联自发辐射激光模呈现亚泊松光子分布，MandelQ因子的最佳值均可达到-0.25. 关键词：     

准SU(1,1)相干态的亚泊松分布特性

数值计算显示准SU(1,1)相干态呈亚泊松分布,这是没有经典对应的量子特性.     

自制"泊松亮斑"演示器

现行中学物理教材光学部分都只对“泊松亮斑”进行了简单介绍，没有安排演示实验让学生切实观察到“泊松亮斑”，这不利于学生在头脑中建立完整的光的衍射概念．为使学生在头脑中形成“泊松亮斑”的表象，笔者利用中学实验器材自制了“泊松亮斑”演示器，     

语音出现的统计分布

在语音统计中,发现语词出现不符合无规出现的泊松分布。作者提出一个新的统计分布函数,用以描述语言中语词出现规律。考虑到虽然有大量语词供人自由选择,但实际使用是经过作者深思的。因此语词的出现有随机性质,也有经过选择、处理的痕迹。这种选择、处理与使一无规信号(例如,电噪声)通过一窄带滤波器很相似。因此估计相应的瑞利分布可能更为适合。试验结果正是如此,即语词的累计分布符合瑞利累计分布函数(但其变数只取整数值,因语词数是整数)。由此建立起的累计分布同于瑞利分布而变数只取整数值的分布函数称为离散瑞利分布函数。语音中的语助词、音素、字母等都是与多个语词同时出现的,其分布按统计学的中值极限定理(用于离散过程)的概念应是无规的,即遵守泊松分布函数。试验也证实此点。在试验实际分布与设想的分布(泊松分布或离散瑞利分布)是否适合时,所用方法有三种,即分布图上观察、均方差或标准偏差比较和χ~2试验。认为在三种方法中分布图上的观察比较直观,χ~2试验比较严谨,而标准偏差比较则比较简单也有定量意义。简单方法可能是在图上观察后,再用标准偏差定量比较。     

具有双峰特性的双层超网络模型

随着社会经济的快速发展,社会成员及群体之间的关系呈现出了更复杂、更多元化的特点.超网络作为一种描述复杂多元关系的网络,已在不同领域中得到了广泛的应用.服从泊松度分布的随机网络是研究复杂网络的开创性模型之一,而在现有的超网络研究中,基于ER随机图的超网络模型尚属空白.本文首先在基于超图的超网络结构中引入ER随机图理论,提出了一种ER随机超网络模型,对超网络中的节点超度分布进行了理论分析,并通过计算机仿真了在不同超边连接概率条件下的节点超度分布情况,结果表明节点超度分布服从泊松分布,符合随机网络特征并且与理论推导相一致.进一步,为更准确有效地描述现实生活中的多层、异质关系,本文构建了节点超度分布具有双峰特性,层间采用随机方式连接,层内分别为ER-ER,BA-BA和BA-ER三种不同类型的双层超网络模型,理论分析得到了三种双层超网络节点超度分布的解析表达式,三种双层超网络在仿真实验中的节点超度分布均具有双峰特性.