熟悉而又难以理解的水

水参与了地球上各种物理、化学和生命过程,对水的研究是理解自然的必然需求。水是一种独特的物质,具有极为复杂的结构和反常物性。水科学和水一样令人着迷。     

粒子物理学与核科学的开拓者、攻坚者——记物理学家王淦昌先生

 今年5月28日,是我国著名的物理学家王淦昌先生85岁寿辰.我们怀着无比崇敬的心情,向这位粒子物理学与核科学的开拓者、攻坚者表示深深地敬意,并向读者简要地介绍王淦昌先生对物理学的重要贡献,借以激励无数后来的物理学子励志图强,沿着王老等前辈们开辟的道路继续前进,去迎接21世纪物理学的新曙光！     

1938 年12 月:核分裂的发现

1938 年12 月的圣诞假期间,物理学家迈特纳(Lise Meitner)和弗里施(Otto Frisch)做出了惊人的发现,立即引起核物理的革命,进而促成了原子弹的制造。迈特纳和弗里施为了要解释在柏林的核化学家哈恩(OttoHahn)所做出令人费解的发现,他们领悟到的确发生了以前认为不可能的事情:一个铀原子核分裂为二。     

1824年6月12日:卡诺发表热机的专文

<正>(译自APS News,2009年6月)我们都接受热力学第二定律是现代物理学最基本的原则之一,但直至最近19世纪初为止,却尚未有人以精密的物理术语系统地说明热力学定律。热力学定律解说的过程是由一个当时鲜为人知的法国     

1932年5月:查德威克描述中子的发现

<正>(译自APS News,2007年5月)直至20世纪20年代时,物理学家都知道原子大部分的质量位于其中心的原子核中,而这个中心核中含有质子。1932年5月,查德威克(James Chadwick)宣布原子核中还有一个新的、不带电的粒子,他称之为中子。     

天籁计划:暗能量的射电探测及平方千米阵(SKA)

暗能量约占宇宙总密度的3/4,但其与普通物质的相互作用非常微弱,因此对它的探测主要是通过对宇宙膨胀历史和结构形成的精密观测间接进行的.为了提高研究的精度和可靠性,需要综合多种观测手段.目前的大部分暗能量观测实验采用光学方法,而射电观测提供了一种不同的、有独特优势的方法,但目前还处在起步阶段.我国在射电天文及相关技术方面有一定基础,且国内已有电磁环境良好的站址,有很好的条件开展这方面的研究,并有可能在这一领域中取得领先.文章介绍了作者已开始进行的天籁计划实验以及这一实验中积累的经验和研发的技术,这有助于中国参与国际上空前巨大的平方千米阵(SKA)射电望远镜项目,并在其中发挥作用.     

宇宙的灯塔:Ⅰa 型超新星——漫谈2011 年诺贝尔物理学奖

2011 年10 月4 日,瑞典皇家科学院将本年度诺贝尔物理学奖授予三位天体物理学家——索尔·珀尔马特(Saul Perlmutter)、布赖恩·施密特(Brian P.Schmidt)和亚当·里斯(Adam G. Riess),以表彰他们通过观测遥远的超新星(代表了恒星演化到晚期的一种爆炸事件)而发现了宇宙在加速膨胀的这一卓越成果。     

我所认识的卢鹤绂先生——为敬贺卢老八十华诞而作

 问:您认为自己最满意的科研成果是什么? 答:“卢鹤绂不可逆性方程”。 --沙愚:《学部委员卢鹤绂教授 答本刊记者问》 大概是1990年吧,国庆刚过,一个秋高气爽的早上。我去上海江宁路一所公寓,拜访了我久想认识的卢鹤绂先生。那时,卢老大病刚愈,步履有些艰难,但清瘦的面颊却洋溢着慈祥的容光,使我刚来时的紧张心情很快消失得无影无踪。我们初次见面,却谈得很久、很深。过了几天我二次拜访卢老,我对卢老的印象更深了,使我萌发起要写先生事迹的念头。后来,我回到北京,写了一篇《驰骋在物理世界》的文章,在《自然杂志》1991年12期上发表。但先生的品德、为人,对晚辈的爱护、支持与帮助,却是无法在一篇篇幅有限的文章中描述尽的。尽管先生离我很远,又是几年未曾见面,但我们在彼此的通讯中不知不觉成了忘年交。     

1992:难忘的中国物理年

 1992年,这充满改革生机的黄金时光,使人想起了“随风潜入夜,润物细无声”的情景,不由得高诵“到中流击水,浪遏飞舟”的诗句来.这一年,举世瞩目的喜讯频频相传:北京谱仪获得τ重轻子质量测量重要物理成果;合肥国家同步辐射装置主要性能指标达到国际同类加速器先进水平;我国准晶研究在合金与结构方面居国际领先地位;北京大学首次研制成掺锡碳60超导体;中科院物理所认为砷化镓超导电性与掺铟有关;南京大学获得MP₅O₁4晶体铁弹畴界衍射花样…….     

玩四元数物理的还大有人在——为许方官《四元数物理学》而作

捧着这部煌煌数十万字的遗著,我感慨万千.送走方官兄转眼两年多了.他家人嘱我为书作跋,我虽力所不逮,却不能推托.对这四元数我并不在行,说点感想吧."文革"后期我到北大汉中分校,就知道方官是虞福春和陈佳洱先生麾下两大理论家之一,但无缘相识.那时基础研究基本上都停了,只有加速器有任务,他在忙4.5MV静电加速器的设计和计算,我则在教比高中程度深一点的《基础物理》.我俩走到一     

错过彼此相识的机会——为怀念吴大猷先生而作

吴大猷是20世纪中国最杰出的物理学家之一.在物理研究、物理教育和组织管理上都取得了超凡的成就. 从1980年代后期起,我和吴大猷先生有一段特殊的联系,起先我们通信往来.1992年,他来到北京,参加"第一届东亚、太平洋、美国超导能对撞机实验与物理讨论会"(5月21至24日),"流体力为学和理论物理国际研讨会"(6月1日至3日).     

熟悉又陌生的行星:从太阳系内到太阳系外

过去几千年人类对行星认识的范围仅仅局限在太阳系内,而数目也仅仅不到十颗。从上世纪末到现在短短的二十来年,人类已经发现了成千上万颗太阳系外行星。古老的行星科学向人们展现了它新的面孔,把人们从太阳系内带到了太阳系外。文章首先简要回顾了人类探索行星的历史,然后介绍太阳系外行星领域的一些重要进展及热门的研究话题,最后谈及对该领域未来的展望和期待。     

1906年9月5日:统计力学的奠基者玻尔兹曼悲剧性地离世了

原子说主张所有的物质均由不可分割的细小质点所组成, 早在古希腊时期即有人提出。19世纪初, 道耳顿(John Dalton, 1766～1844, 英国化学、气象及物理学家)基于原子论, 提出混合气体的分压律及化合物的倍比法则之后, 原子说逐渐为人所接受。1909年, 佩兰(Jean Baptiste Perrin, 法国物理学家, 1926年获诺贝尔物理奖)实验证明爱因斯坦有关布朗运动的解释与预测, 才确立了分子的存在。     

福勒:为20世纪新物理学在剑桥的发展屡建战功

第一次世界大战结束后,在英国剑桥大学有一批经过战争洗礼与磨练的科学家,为了将剑桥的数学传统从日趋完善与成熟的牛顿体系中拯救出来,他们又重新活跃在物理学发展的前沿阵地。一方面为当时的相对论和量子力学能够顺利地传入英国,而不遗余力地宣传和推广这些崭新的物理学思想;另一方面又围绕着现代物理学的这两大硕果,脚踏实地地进行了潜身研究和刻苦攻关,并且各自均取得了一系列显赫的成果——或理论创新、或重大发现、或重要的技术发明。     

一种简单而有效的防止高温光谱实验中显微物镜温度过高的装置:空气吹扫装置

地球内部是一个高温高压环境。温度对于矿物的物理-化学性质有着非常重要的影响。随着温度的升高,矿物的分子振动、弹性模量、地震波波速等诸多性质有可能发生显著的变化,从而对地球内部的相关物理-化学过程产生非常重要的影响。高温谱学研究(如高温红外及高温拉曼)对了解矿物在高温下的物理-化学性质有着非常重要的意义。尽管高温谱学研究中常用的加热台带有冷却装置,能够确保加热台在很高温度下也能正常运转(如1 500℃),然而加热元件在高温下辐射出的大量热量可能使相关光聚焦物镜系统的温度急剧升高,从而造成热损伤,进而限制了高温谱学研究的温度范围。本文的创新点在于为克服这个困难,我们提供了一种简单而有效的防止高温光谱实验中显微物镜温度过高的装置,从而扩展高温谱学研究的温度范围。通过在物镜系统的附近添加了一套空气吹扫装置,加速空气流动而带走多余的热量,从而降低物镜系统的温度。测试表明:尽管这一装置非常简单,但却非常有效;当实验温度为~1 000℃时,物镜下表面的温度由原来的~235℃下降到~68℃。利用该空气吹扫装置,我们对镁橄榄石进行了温度高达~1 300℃的原位拉曼光谱研究,实验结果与其他研究报道的结果一致。这一事实表明,通过添加该空气吹扫装置,高温谱学研究可以比较容易地在超过1 300℃的高温下进行,所用物镜系统基本没有热损伤,从而避免采用能承受更高温度的不同材质的物镜或者运用长焦距物镜的昂贵办法。