诺贝尔物理学奖110 年知识竞答(Ⅰ)

 从1901 年起,诺贝尔物理学奖已经持续颁发了110 年。在这110 年中,诺贝尔物理学奖项遍及现代物理学的各个主要领域,涉及物理前沿学科的许多重大成果,备受社会瞩目。经《现代物理知识》编委会讨论,决定举办“诺贝尔物理学奖110 年知识竞答”活动,旨在促进广大青年学生及物理爱好者学习相关物理知识,了解著名物理学家事迹,激发对物理学的兴趣。     

“电势”“电势差”的教学设计

 设计思想物理知识与一般的文化知识存在着密切的联系,在教学中如能把物理概念整合到更广阔的文化背景中,就能使学生更深刻地理解这一概念。在本节课的教学中,通过对包含“势”字的词语的讨论,使学生理解“势”的一般含义,这样有利于学生深刻理解电势概念。类比是人类研究、理解未知事物的一种有效而常用的方法。学生对重力场中“地势”的概念、水流从“地势”高处流到“地势”低处的现象及重力做功跟始末位置的“地势差”有关的规律有直观的印象。所以从“地势”概念出发,通过类比建立电势概念,是一种易于理解而直观的方法。     

诺贝尔物理学奖110 年知识竞答(Ⅲ)

 编者按：在诺贝尔物理学奖颁发110 年之际,《现代物理知识》编辑部举办“诺贝尔物理学奖110 年知识竞答”活动,从2011 年第3 期起,杂志连续刊登竞答题目。本期为是非题,要求在判断对错的同时,能指出错误并改正。希望本刊的新老读者积极参与,请将问题答案寄到：北京918 信箱《现代物理知识》编辑部(邮编：100049),或发送电子邮件到mp@mail.ihep.ac.cn。答题同时,欢迎大家将自己在阅读诺贝尔物理学奖相关资料时的体会(如诺贝尔物理学奖获得者事迹对个人工作、学习上的激励,个人对某个获奖学科领域的了解、认识等)一并发来,本刊将择优刊登。     

“神舟”五号载人飞船的专题课设计

 专题课是物理教学中的一个重要环节,其内容要具备综合性、针对性和新颖性的特点。本文是关于“神舟”五号载人飞船的专题课设计,引导学生利用已学过的牛顿运动定律、圆周运动、能量、动量、光学等基本知识,研究“神舟”五号从发射到着陆整个过程中涉及的有关问题,通过探讨回答这些问题,使学生学会把已有知识再认识、再整合,掌握研究相关或类似问题的思想和方法。录像学习使学生通过多媒体观看“神舟”五号载人飞船发射升空、轨道运行、定点回收的过程,同时阅读“神舟”五号的有关资料,使学生对载人飞船有一定的感性和理性认识。讨论让学生提出与载人飞船有关的物理问题,只需提问,不需回答。     

“哲人石丛书”简介

 哲人石,又称点金石,昔为金丹术士孜孜以求的仙石,现代创造心理学以其譬喻永不枯竭的科学创造之源。“哲人石丛书”是上海科技教育出版社在充分调研国内外科技教育出版状况的基础上,针对广大读者对时代感强、感染力深的科教精品的渴求,精心策划引进的大型科普套书。“哲人石丛书”,立足当代科学前沿,彰显当代科技名家,绍介当代科学思潮,激扬科技创新精神,现已出版１０本：《迷人的科学风采》（格里宾著／江向东译）描绘诺贝尔奖得主、物理学“奇才”费恩曼传奇式科学生涯;《推销银河系的人》（利维著／何妙福译）介绍美国科普活动家博克献身科学、妙趣横生的一生.     

“黑青”“黑碧”的谱学鉴别特征探究

“黑青”指颜色近黑色,主要成分为透闪石的青玉。“黑碧”指颜色近黑色,主要成分为阳起石的碧玉。采用电子探针、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪和红外光谱测试分析手段,确定“黑青”“黑碧”的矿物种属。采用拉曼光谱、显微紫外-可见分光光度计、红外光谱对“黑青”“黑碧”的谱学鉴别特征进行探究。“黑青”为标准透闪石拉曼谱峰,“黑碧”的谱峰位置与“黑青”存在几个波数的偏差,向波数小的方向移动。可见-近红外波段,“黑青”出现445 nm吸收峰,680和940 nm宽吸收带,为Fe2+和Fe3+作用;“黑碧”出现445 nm吸收峰,660和690 nm双吸收峰以及970 nm吸收峰,为Fe2+,Fe3+,Cr3+作用。显微紫外-可见光谱可分析到样品的近红外区,“黑青”在1 397,2 310,2 387和2 466 nm出现强吸收峰,1 915和2 120 nm出现弱吸收峰;“黑碧”在1 400,2 313和2 394 nm出现吸收峰。红外光谱分析“黑青”在5 225,4 738,4 692,5 349,4 317,4 190和4 064 cm-1存在吸收峰;“黑碧”在4 708,4 307,4 178和4 031 cm-1存在吸收峰。显微紫外-可见光谱与红外光谱分析结果虽然存在小的差异,但基本保持一致,以红外光谱分析结果为准。将透闪石质的“黑青”、阳起石质的“黑碧”、广西大化阳起石质玉进行对比,综合红外光谱和显微紫外-可见光谱分析结果得出“黑青”（透闪石）与“黑碧”（阳起石）近红外光谱的鉴别特征：“黑青”（透闪石）在4 800～4 600 cm-1存在两个吸收峰,4 350～4 300 cm-1存在分裂双吸收峰;“黑碧”（阳起石）在4 800～4 600 cm-1存在一个弱吸收峰,4 350～4 300 cm-1存在一个吸收单峰。且“黑碧”（阳起石）的近红外吸收峰相较于“黑青”（透闪石）整体向低波数方向移动。     

近地小行星“爱神”星

 用１９９４年发现撞击木星的彗星“苏梅克－列维９号”的美国科学家苏梅克的名字命名的近地小行星探测器“ＮＥＡＲ－苏梅克”号,在宇宙中飞行了５年后于今年２月１２日在小行星“爱神”的表面成功着陆,开始了新的探索。第４３３号小行星“爱神”是１８９８年８月１３日由德国天文学家古斯塔夫韦特发现并命名的。这颗形似马铃薯的“爱神”星长约３３千米,厚１３千米,在小行星中算是较大的,也是被天文学家观测得最多的。“爱神”的年龄约为４５．４亿年,与地球的年龄相近,特别是在不久前的星际碰撞中,“爱神”星剥落了一块物质,并裸露出新鲜的“内部”,因此它被选定为这次探测的目标。     

试析“城市热岛”问题

 随着城市规模的不断扩大,市区气温会逐渐比周围区域高,这种气温分布的特殊现象就叫做“城市热岛”或“热岛效应”,它是在不同区域气候的背景下,在人类活动特别是城市化因素的影响下形成的一种特殊小气候.     

指导学生“研制水火箭”的做法

 高一年级物理新教材“课题研究”部分引用新修订的教学大纲的话:“在高级中学开展课题研究,是全面培养学生综合所学知识的能力、收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力、语言表达能力以及团结协作能力的重要环节。”“研制水火箭”是高一物理课后研究课题示例之一。该课题研制取材容易,学生课内课外,校内校外均可进行。有关研究性学习,新修订的教学大纲要求培养学生什么样的能力,已是很明确了,为了贯彻落实教学大纲提出的培养能力精神,本文拟谈指导学生“研制水火箭”的做法。     

邮票上的得诺贝尔奖的物理学家和工作

 一、总的介绍每年１１月,全球学术界的目光都注视着瑞典首都斯德哥尔摩,看今年的诺贝尔奖将颁给哪些人．诺贝尔奖现在已成为有关学科的国际最高荣誉奖．虽然也存在一些争议,特别是在和平奖和文学奖的授予上,但是在自然科学的几个奖项（物理奖、化学奖、生理学或医学奖）上,争议是比较少的（不是没有,我们下面会讲到）．就物理奖而言,每年得诺贝尔奖的工作,基本上反映了过去一些年里物理学领域内的最高水平;而历年的诺贝尔奖得奖名单,连起来就是一部近代物理学史．例如,１９世纪末的三大发现,上一个世纪之交时的“两朵乌云”和它们带来的相对论和量子论两大革命理论的建立,在诺贝尔奖的得奖名单上都得到了反映．     

由“3X”想到的

 １９９９年国家确定在广东省实行高考“３＋Ｘ”科目改革试验,旨在培养学生的综合能力。的确,随着经济发展和科技进步,仅有对基础知识和基本技能的熟练掌握已经不能满足需要。人们更需要具有获取知识、重组知识、综合运用知识的能力。不可否认这正是高校现时教育的薄弱环节。这一薄弱环节的存在,很大程度上是由现存的考试模式决定的。 多年来,有识之士一直在呼吁,中小学教育不能单纯追求升学率,这一呼吁在社会上引起了共鸣。于是就出现了“减负”、“３＋Ｘ”等一系列改革新模式。在高校教育中虽不涉及升学率问题,但仍是以一张卷子检验学生们的学习好坏。卷面的内容则是一些理论性很强,离实际很远的题目。     

悟空的担心是多余的——“天上一日,地下一年”的相对论解释

 西游记中“天上一日,地下一年”的说法很多,而悟空也因此急急忙忙不敢在天上停留,惟恐师傅有失。按照这种说法,“天上”的1秒,就是“地下”的360秒,悟空上天求教,就算在“天上”只过了30秒,“地下”早已过了3个小时,这么长时间,妖怪能等得及?还有,为凤仙郡求雨,悟空在“天上”的时间就算是30分钟,地上已过了一个多星期了!“天上”的时间真的比“地下”的时间过得慢吗?神仙真能因此长寿吗?根据狭义相对论的理论,只有当“地下”和“天上”以某一速度(接近光速)做相对直线运动时,才会出现“天上一日,地下一年”的情况。     

关于“104-109号元素的最新定名”一文的说明

 感谢《现代物理知识》编辑部,为１０４-１０９号元素的命名问题给了我发表个人看法的机会。在“１０４-１０９号元素的最新定名”一文（发表于本刊１９９９年第６期）寄出不久之后,笔者获得如下信息：１．１０８号元素“ｈａｓｓｉｕｍ（Ｈｓ）”来源于德国ＧＳＩ的所在地黑森州（Ｈｅｓｓｅ,Ｈｅｓｓｅｎ）,不是用来纪念Ａ．Ｅ．Ｈａａｓ的。全国科学技术名词审定委员会确定译名为“”是妥善的。２．关于１０７号元素“ｂｏｈｒｉｕｍ（Ｂｈ）”,过去有些书籍曾用“”的译名．全国名词委鉴于汉字中“王”旁居于中间位置者没有先例,故未采用．由此可知,全国名词委对于该词的译名是经过斟酌的．关于“104-109号元素的最新定     

迷惑雷达的“魔法”

 诞生于第二次世界大战的雷达,有人这样评价了它对这场战争的重要性:“原子弹只不过为战争划下句号,真正赢得战争的却是雷达。”是的,从不列颠之战、中途岛大败日军到追踪日军潜艇,雷达在二战中战功赫赫。到了20 世纪70 年代初期,雷达探测与雷达制导地面火炮及导弹已对进攻的飞机构成了致命的威胁。尤其是在越南和中东战场上,美制战斗机更是在地对空导弹的攻击中损失惨重。如何使雷达这双“千里眼”变成“近视眼”,从而使飞机躲过雷达的探测？英国著名科幻小说家威尔斯在其小说《隐身人》中描写了一个天才青年科学家格里芬发明了一种“隐身服”,穿上它,可把自己变成一个来去无踪的“隐形人”。如果能给飞机设计一种有魔力的“雷达隐身服”来迷惑雷达,那么,在雷达面前,飞机也将成为匿迹消声的“隐形人”。     

雕塑“物之道”

 2001年6月上旬,在中国美术馆举办的《艺术与科学国际作品展暨学术研讨会》上,展出了一座高约48米名为“物之道”的金属雕塑。该雕塑的创作者、清华大学美术学院副研究员卢新华介绍,这个雕塑是由著名物理学家李政道创意,在中科院院长路甬祥及许多科学家的指导下完成的。雕塑在创作中运用点、线、面运动变化所具有的丰富内涵和表现力,以线的单纯、简洁的视觉效果来表达正负电子对撞的科学技术特征,用一根不断延伸的线在同一圆心做涡旋运动,并使线的两端为两个极点的形态,向外延伸表现出“至大无极”,向内回归意味着“至小无内”。     

物理学家与音乐艺术

 科学史上的名人传记表明,许多物理学家,尤其是诺贝尔奖金荣赝者,他们的科学创造活动都与音乐艺术发生着千丝万缕的联系,或者说他们都非常酷爱音乐这种高雅的艺术。这样的史例是不胜枚举的。被后世尊为伟大的天空立法者、德国物理学家开普勒,是一位非常自觉的毕达哥拉斯主义者,他的著名的“行星协奏曲”,就是从一首古老的名为“和谐的序曲”的“音乐形象”中受到启发,发挥了类比联想而写成的。     

硬币“爆炸”的物理学原理

 据2007 年12 月18 日中央电视台《走近科学》栏目报道, 在2007 年1 月14 日的下午, 在浙江省温州市千石村的教堂外, 人民币一元硬币居然在一个6 岁的男孩手里爆炸了, 男孩手指被炸出血泡, 手套、衣服都被烧焦, 硬币上也“炸”出了一个明显的豁口。     

“面包片落地时几乎总是黄油面朝下”的力学原理究竟是什么

 近读《现代物理知识》2002年第5期中“力学原理与墨菲法则”一文(以下简称“原理”),颇感其中疑点甚多。苦思良久之后,作此文以抒己见。“原理”一文在阐述“面包片被碰出桌边掉下去时,几乎总是涂了黄油的一面着地”的力学原理时,把涂了黄油的面包片的下落过程简化为一薄片在真空中的自由下落过程。根据这个简化模型,“原理”一文作者列出方程,并对一个特例(面包片长0.1米,具有竖边的桌子高0.8米且初角速度为0)作了数值计算,结果似乎表明,任意薄片自水平状态从高为0.8米且带有竖边的桌子边滑下而落地时,总会翻转,即说明面包片在桌面上时若黄油面朝上.     

“氢弹之父”爱德华·特勒

 他,享有美国“氢弹之父”美誉他,因陷害“原子弹之父”遭唾骂他,是一个毁誉参半的传奇人物。2003年9月9日,被誉为美国“氢弹之父”的爱德华·特勒去世,享年95岁。“氢弹之父”出生在犹太家庭据美联社报道,半个多世纪来对美国防御政策产生重大影响、被誉为美国“氢弹之父”的美国著名核物理学家爱德华·特勒(EdwardTeller)因脑中风,于2003年9月9日在加利福尼亚州斯坦福的家中去世,享年95岁。爱德华·特勒于1908年1月15日出生于匈牙利首都布达佩斯的一个犹太家庭,父亲是一名律师,母亲是钢琴家。     

“3+综合”考试下的物理教学

 随着“3+综合”考试制度在全国范围内推广,物理学科不再是“3+2”模式下的1/5。相对于数、语、外来说,将由高考中并重的地位沦为“副科”,这是否意味着中学物理教学的意义将被削弱?在新的考试制度下,如何搞好物理教学?这将取决于“3+综合”考试对物理学科的要求和中学物理教学的意义。一、“3+综合”考试“3+综合”考试是“3+Ｘ”模式的一种形式,仅从教学的角度讲,它的意义也是重大的。首先在于它适应现代科技发展的特征。由于人的认识研究能力和精力的限制,同时也为了学习的方便,科学被人为地分解成各个学科,形成了越来越多的门类,使人对自然界的认识在一定程度上深刻、全面了。