诺贝尔物理学奖获得者中的父子

 诺贝尔物理学奖是诺贝尔奖最初设立的五大奖项之一。自1901年12月10日颁发第一届诺贝尔物理学奖以来,100多年中已有160多位物理学家获此殊荣。有趣的是,获奖者中竟有好几对父子。共享一届诺贝尔物理学奖的父子在这些获奖父子中,有一对是因为同一课题而共享殊荣的。他们就是英国的亨利·布拉格（SirWilliamHenryBragg,1862～1942）和他的儿子劳伦斯·布拉格（SirWilliamLawrenceBragg,1890～1971）,因创立极其重要的科学分支--X射线晶体结构分析,而分享1915年的诺贝尔物理学奖。亨利·布拉格,1862年7月3日出生在坎伯兰的威斯特瓦。     

晶体X射线衍射的发现及其深远影响

1912年4月,弗里德里希、克里平和劳厄成功地观察到X射线透过硫酸铜晶体后的衍射斑点!随后劳厄推导出描述晶体衍射的著名劳厄方程.由于晶体X射线衍射的发现,劳厄于1914年荣获诺贝尔物理学奖.1912年10月,W.L.布拉格通过X射线透射ZnS晶体实验,推导出了著名的布拉格方程.1915年布拉格父子荣获诺贝尔物理学奖.晶体X射线衍射的发现对自然科学的影响是深远的.2012年是劳厄发现晶体X射线衍射100年,文章回忆了这段光辉的历史及其对科学技术所产生的深远影响,以怀念科学先驱们对科学技术的贡献,弘扬他们对科学研究的认真严谨的科学态度、勇于创新的科学精神和谦逊无私的品德.     

劳伦斯·布拉格在曼彻斯特的三位中国学生——郑建宣、陆学善、余瑞璜

郑建宣、陆学善、余瑞璜三位物理学家曾于1934—1936年间留学英国曼彻斯特大学.3人在英国著名物理学家劳伦斯·布拉格的指导下,从事X射线晶体学研究,并都取得了重要成果.这一时期的留学科学研究对这3位物理学家日后的科研发展产生了重要的积极的影响.3人学成归国后继续从事晶体学的研究,推动了晶体学在中国的建立与发展.     

布拉格（Bragg，Sir William Henrg，1862—1942）英国物理学家（Physicist，England）

由于用X射线研究晶体内原子和分子结构的贡献，布拉格和儿子小布拉格共获1915年诺贝尔物理学奖。1882年取得剑桥三一学院的奖学金，1885年以优异的成绩通过数学毕业考试，同年就任澳大利亚阿德莱德大学数学和物理教授。1912年回伦敦，发明布拉格电离分光计，为现代X射线衍射计的雏形，用它可精确测定X射线波长和晶体的各项数据。     

小布拉格（Bragg，Sir William Lawrence，1890-1971）英国物理学家（Physicist，England）

他在测定晶体结构的基础上，提出X射线衍射的布拉格公式，因此他和父亲共获1915年诺贝尔物理学奖。他生于澳大利亚，在阿德莱德大学求学，1909年到英国剑桥大学三一学院学物理学、1912年他在劳厄发现X射线通过晶体产生衍射的基础上，进行了一系列实验。1913年发表布拉格公式，这是用X射线衍射分析晶体结构的基本公式，他还用他父亲设计的X射线分光计精确测出X射线的波长。     

制冷技术进展及其物理原理

 1997年的诺贝尔物理学奖刚刚授予了从事激光制冷等工作的三位作者.实际上,1996年和1997年连续两年的诺贝尔物理学奖都授予了与低温有关的工作.     

用于气体痕量检测的中红外空心布拉格光纤

布拉格光纤是一种一维光子晶体带隙导引光纤.针对布拉格光纤在气体痕量检测领域的应用,设计了传输波段中心波长位于中红外波段的半导体玻璃/有机聚合物基空心布拉格光纤.通过预制棒熔拉法,制备出了中红外空心布拉格光纤的样品.传输谱和弯曲特性测试表明布拉格光纤样品具有两个明显的传输波段,体现了带隙导光的特征.低阶传输波段的中心波长为4.4μm.     

少模光纤布拉格光栅折射率传感的分析与测量

理论分析和模拟计算了少模光纤布拉格光栅基模及高阶模的耦合与传输特性,得到在相同外部折射率变化情况下,少模光纤基模与高阶模耦合对应的布拉格波长变化,比正、反向基模之间耦合对应的布拉格波长变化显著增大.实验上制作了少模光纤布拉格光栅,测量了基模之间以及基模与高阶模之间对应的布拉格波长随外部折射率、温度变化的情况,得到与理论分析相符的结果.而对于温度变化对折射率测量结果干扰的问题,提出了通过计算布拉格波长差来克服温度影响的方法.这些结果为采用布拉格光纤光栅测量外部折射率变化提供了一种新的途径.     

诺贝尔物理学奖110年知识竞答（Ⅳ）

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。本期为填字题,表格中每一行均对应一位1901年至2000年诺贝尔物理学奖得主的姓名。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。     

成功源于勤奋、毅力与协作——纪念约翰·巴丁逝世20 周年

 约翰·巴丁（John Bardeen, 1908～1991）是迄今为止唯一的一位在同一领域中两次获得诺贝尔物理学奖的科学家。1956 年, 巴丁与W. 布拉顿（Brattain）以及W. 肖克利（Shockley）由于在半导体研究方面的突出贡献, 并且发现了晶体管效应而获得诺贝尔物理学奖。第二次获奖是由于超导微观理论（BCS 理论）的建立, 巴丁与L. N. 库珀（Cooper）和J. R. 施里弗（Schrieffer）一起分享了1972 年的诺贝尔物理学奖。     

百年诺贝尔物理学奖探析

分析了100年诺贝尔物理学奖的获奖项目和记录,由此阐述了物理学思想的内涵和可借鉴的研究方法,同时指出了评审诺贝尔物理学奖获奖项目的失误以及由此带来的遗憾.     

体全息光学元件布拉格偏移特性的研究及其应用

本文研究了体全息光学元件的布拉格(Bragg)偏移及补偿特性,得出了在某些调制度下,在偏移布拉格条件下仍可以得到较高的衍射效率的结论.文中也讨论了体全息光学元件布拉格偏移的容忍性并分别讨论了体全息元件布拉格偏移所允许的角度偏移和再现波波长偏移的性质,得出了在大调制度下体全息光学元件的布拉格偏移容忍性大的结论.同时指出实现体全息光学元件高衍射效率的变波长再现的途径,并给出相应的实验结果.     

膜层传输矩阵理论在布拉格光纤光栅分析中的应用

利用膜层传输矩阵理论研究折射率调制对布拉格光纤光栅传输特性影响.根据传输矩阵理论计算光栅折射率的调制幅度、光栅长度、调制方法等对布拉格光纤光栅的反射率、反射峰波长和半幅宽度的影响.结果表明:膜层传输矩阵理论与传统传输矩阵法、耦合模理论对布拉格光纤光栅特性分析结论一致;采用高调制长度、低调制幅度可以获得良好的布拉格光纤光栅反射峰,而反射主峰位置改变需用调整调制周期.实验和理论对比分析了主峰在1 550nm波长的布拉格光纤光栅反射峰情况,验证了该方法的可行性.与传统方法相比,膜层传输矩阵法计算公式简单、运行速度快,可应用于布拉格光纤光栅辅助设计.     

基于峰值匹配分布式估计算法的光纤布拉格光栅传感网络重叠光谱的波长解调

针对有限光源带宽条件下光纤布拉格光栅传感网络重叠复用的解调瓶颈,提出基于峰值匹配分布式估计算法的波长解调方法,将光纤布拉格光栅传感网络重叠光谱的解调问题转化为函数优化问题,利用理论光谱与重叠光谱之间的差异构建优化模型,通过峰值匹配分布式估计算法对该优化模型进行求解得到各光纤布拉格光栅的传感值.分布式估计算法采用高斯混合模型构建描述光纤布拉格光栅传感网络的解空间概率分布,由概率模型采样产生新的种群个体,并引入峰值匹配算子消除光纤布拉格光栅峰值错配,通过反复进化最终得到最优解.采用该方法对不同规模数量的光纤布拉格光栅传感网络进行解调实验,结果表明该方法在大规模光纤布拉格光栅光谱完全重叠的情况下,平均误差可控制在10pm以内;与现有其他解调技术相比,其具有更高的解调精度,能够解决光纤布拉格光栅传感网络光谱在部分重叠甚至完全重叠情况下的波长解调问题,为提升光纤布拉格光栅传感网络复用数量提供了新的解调途径.     

诺贝尔物理学奖获奖原因的分类统计及其启发

诺贝尔物理学奖是物理学界的最高奖项,其获奖记录是近现代物理学史的缩影.笔者尝试基于对科学技术发展的作用对诺贝尔物理学奖获奖原因进行分类统计,并对分类结果进行解读,尝试借此获得对以物理学为代表的科学教学与研究的启发.     

啁啾的引入对线性负切趾型布拉格光栅双稳特性的影响

基于耦合模理论，对线性负切趾型布拉格光栅中引入啁啾后其双稳特性的变化进行了研究.结果表明：引入正啁啾有利于改善线性负切趾型布拉格光栅的双稳态性能；通过合理选择正啁啾、线性负切趾型布拉格光栅的长度，可对其双稳态性能进行进一步优化. 关键词： 啁啾 线性负切趾布拉格光栅 双稳     

复用体布拉格光栅的谐波分离以及光束取样特性研究

复用体布拉格光栅具有良好的波矢选择性以及可控的衍射效率.根据Kogelnik耦合波理论,分析复用体布拉格光栅作为谐波分离以及光束取样元件的可行性.结果表明,采用复用两片反射型以及单片透射型体布拉格光栅的结构,使得两片反射型体布拉格光栅对混有三个倍频成分的主光束中的基频、二倍频光束(1053 nm和527 nm)高效率衍...     

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。     

与2012年诺贝尔物理学奖有关的几道高中物理试题

以诺贝尔物理学奖为载体编制相关的试题,不仅与物理基础知识相联系,而且可以反映现代科技的成就、水平、潮流和方向,是高考考查的热点之一.在教学中要及时地对诺贝尔奖资源进行开发并有效地加以利用,以促进诺贝尔物理学奖所涉及的科技与高中物理的衔接.     

用于光纤布拉格光栅法布里-珀罗腔的改进的Rouard算法

比较了光纤布拉格光栅法布里一珀罗腔的极限法、平衡法及传输矩阵法3种算法,证明了它们是一致的,指出了光纤布拉格光栅复振幅传输矩阵的相移特性对法布里一珀罗腔透射率的影响.对计算任意折射率调制的光纤布拉格光栅的Rouard算法进行了改进,在分层方法中考虑了折射率分布初始相位的影响,获得了更为准确的反射复振幅相位特性,将该结果应用于计算光纤布拉格光栅法布里一珀罗腔,得到了光纤布拉格光栅法布里一珀罗腔具有多峰结构的透射谱,并经过实验验证了该理论的正确性.