运用数学解决物理问题的能力培养

数学作为研究物理学的工具,它提供了对物理问题进行数量分析和计算的方法,提供了物理概念和物理规律的精简表述,也提供了推理和抽象的手段．因此,在物理数学中应注意培养学生正确运用数学来解决物理问题．我们应把这方面的能力培养作为物理教学的一个重要课题．     

迭加原理应用的例证分析

迭加原理是经典电磁理论的基本原理。它是麦克斯韦电磁理论在真空中为一线性微分方程组的必然结果。它与库仑定律构成了全部静电学的基础。基于这两个基本实验定律,我们可以进一步得到反映电场全貌的高斯定律与电场环流定律。它们从不同侧面,反映了一个完整的电场。 高斯定律本身不能对任何一个问题提供答案,因为还有电场环流定律必须遵守。因此,我们在利用高斯定律来解决某些特定问题时,还需加上其它一点东西。诸如对称性的论据,迭加原理的应用等。本文想就一例的剖析,充分利用电磁场满足线性迭加的基本原理,力图启发我们的聪明才智来获得…     

世纪的留念

 ２０世纪渐渐地离我们远去了。我们是多么舍不得她走。她给我们留下了那么多的新观念,成为我们身旁最珍贵的留念。她走了,这是我们的遗憾;她留的,是我们珍贵的遗产。穆尔与老虎今日遍布全球、拥有３亿多世界网民,其中包括１６９０万中国网民的因特网,它的基础是小小的芯片。第一个芯片诞生于１９５８年,上面仅仅“集成”了几个元件。现在看来,那时它就像一只丑小鸭。人们没有嫌弃这个粗陋的东西,继续研究它、开发它,丑小鸭就长大了,越来越漂亮。有一个美国人用情人般的目光看着它,在它面世仅７年便深情地预言：每过一年半,它的复杂程度将会提高一倍。     

控制原子非顺序双电离的新方法——双色场方法

电子关联是自然界中的一种普遍现象，它决定了物质的宏观结构，影响着化学反应，它也是物质超导性的本质原因。因此电子关联的研究是目前的一个热点。在强场激光脉冲作用下发生双电离的原子产生的电子对体现了强烈的相关性，它为我们研究电子相关性提供了一个新的途径。     

原子核结团的非局域化运

原子核中结团的形成是原子核多体动力学的一个重要表现方面,同时它也是核物理中最有 趣的现象之一,对原子核中结团运动和结团结构的研究一直以来就是核物理研究的重要课题。本 文中,我们介绍了原子核结团研究的历史背景和一些重要的结团模型。同时,我们阐述了最近提 出的一个结团物理中的新概念—非局域化结团。我们认为原子核中的结团是非局域化的,它们可 以在整个原子核内做自由的非局域化运动,只是由于泡利阻塞效应而不能靠的太近,这是与传统 的局域化结团概念截然不同的一种观点。非局域化结团的概念使我们加深了对原子核中结团关联 的理解,同时也为探索更为复杂的原子核结团结构提供了一条新的途径。     

讲授量子理论的一种方法(六)

七、量子理论-它是完全的理论吗? 在介绍了量子理论的基础思想之后,我们能够来描述一些有趣的结果.但在将这些新思想应用于各种具体情形前,我们想你可能喜欢了解一下在本世纪二十年代引起物理界分裂的并至今仍有影响的著名论战.它的内容与你的日常生活很少有关,甚至与你可能从事的任何科学工作也关系甚少.然而,我们希望这一深人到哲学的漫游能引起你的兴趣. 论战涉及的一个重要概念是因果关系的概念.这一术语是不容易用所有哲学家都能满意的方式来定义,但我们将满足于普朗克采用过的如下简单定义: 与由一个事件的发生总能事先推断出另一事件…     

正负材料交界面上光波的额外相位跃变

研究了正负材料交界面上光波因螺旋度瞬时翻转所导致的额外相位。在构造有效哈密顿量的基础之上，我们运用Lewis—Riesenfeld不变量理论及与不变量有关的么正变换方法分析和计算了这一相位。由于交界面上螺旋度倒转是一个含时过程，我们计算了其中由光子波函数获得的几何相位。光子螺旋度倒转类似数字电路0与1之间的互换操作，文中简要讨论了它可能具有的信息论意义。     

强场非次序三重电离亚光周期动力学的研究

电子关联是自然界中的一种普遍现象,它决定了物质的宏观结构,影响着化学反应,它也是物质超导性的本质原因。因此电子关联的研究是目前的一个热点。在强场激光脉冲作用下发生双电离的原子产生的电子对体现了强烈的相关性,它为我们研究电子相关性提供了一个新的途径,近二十年来,已经被广泛的研究。作为一种更为复杂的电子关联作用,强场非次序三重电离,目前人们对它的认识还比较浅。     

理解和应用疏水相互作用的尺度依赖原理

Lum,Chandler 和Week 三人建立起来的尺度依赖的疏水相互作用理论为人们提供了一个 重要的理论框架（LCW 理论）去理解和进一步研究与疏水相互作用相关的现象。按照LCW 理 论,当一个疏水粒子的半径小于1 纳米,它的疏水水合自由能与其半径的三次方成线性关系;而当 一个疏水粒子的半径大于1 纳米,它的疏水水合自由能与其半径的二次方成线性关系。1 纳米是一 个较为普适的转变半径。小于这个尺度,水合的热力学过程是由熵主导的,大于这个尺度,水合的 热力学过程是由焓主导的。在这篇综述里,我们介绍了温度,压强和水里面的添加物对疏水水合自 由能的影响。在实验上,我们对基于原子力显微镜的单分子力谱方法研究疏水高分子水合能作了重 点介绍。同时,对这一理论在蛋白质折叠和膜组装等体系中的应用也做了介绍。     

双轴晶体薄膜光学隧道效应

本文提出了一种研究晶体薄膜光学隧道效应的方法。我们计算了在最一般情况下双轴晶体中迅衰波的复折射率和复折射角。我们也讨论了隧道效应时晶体薄膜的反射和透射系数,找到了这些系数和薄膜光学参量的关系。这提供了用光学隧道效应检测晶体薄膜的理论基础。     

宇宙中的暗物质

在回顾20世纪物理学基础研究的进展时，宇宙学理论的确立被人们看作是最重大的收获之一．对于年龄达140亿年的宇宙，我们已能把它从若干分之一秒起的演化历史娓娓道出，并且在几乎所有的关键点上找到了观测证据．这确实不能不说它是人类智慧的值得骄傲的成就．近几年来，宇宙学的实测研究又有了一个重要新进展．WMAP卫星通过对早期宇宙中温度起伏的测量，     

量子计算机

“双语物理导论”这门课程对我们的影响很大。它为我们展现了一个博大精深的物理世界。它告诉我们物理遍布自然界的每一个角落，任何一个简单的自然现象背后都蕴藏着深刻的物理规律，我们是生活在一个物理的世界中。使我们对物理产生浓厚的兴趣。它还教会了我们如何学习物理，如何搜集资料，它还使我们具备了我们阅读外原版教材的能力。     

从物理学的进展看理论的发展途径

任何一种理论,不但要能说明已有的事实,还应有预测功能。它总是用已形成的理论框架去套用新的事实,这是一个理论得以自立的基础,体现了理论的相对稳定性,在科学史上也得到了极好的印证。但是,随着人类认识的不断深化,客观世界的多样性不断地展现在我们面     

MgB2超导体掺杂的理论研究

由双带模型,在BCS理论的框架内,唯象地引进调制势函数Ф,研究了固溶体Mg1-xRxB2和MgRxB2-x(R为某掺杂元素)的超导临界温度,我们看到在Ф=0.2处出现了一个超导临界温度Tc峰,这显然与掺杂的物质种类、比率及均匀程度有关,我们的研究结果与M.J.Mehl等人1根据BCS理论密度方程计算基本一致,也与杨帆等人2通过ab initio计算相吻合.对已有实验结果的拟合发现,目前实验制备出的MgB2型超导体的Ф值均已大于0.4.这些结果为我们今后的实验研究工作提供了一个可供参考的研究方向.     

中微子振荡实验物理与国家地下实验室建设

 在过去的一个世纪里,基础科学各方面都取得了非凡的进展,在物理科学中,研究的范围从小至10-17厘米物质构成的基本单元,大至宇宙的尺寸,宇宙的过去直至宇宙将来的理论,包括了我们所能感知的一切,甚至超越了我们的感知。在这最大和最小之间发展的解决不同尺度的方方面面问题的基础科学和技术,包括了原子理论、固体理论、现代的化学分子理论等,有的理论发展为技术,有些新的物理和技术与我们的物质生活紧密联系,比如今天的纳米技术、基因的确定、超导的应用,量子计算机的发展等等。基础物理的研究并不因为这些成果而停止,它向更深的层次发展。     

用前沿研究的成果来改革基础教学

物理的基础教学只涉及比较基本的内容,而前沿研究则是探索性的,二者有一定的距离,但我要强调两方面应当相互关心.搞基础教学的人应当关心前沿,搞研究的人也应当关。心教学,即一个教师应当即教学、又做科研. 在中国,又做基础教学、又做科研的人不很多,这是历史造成的.但应当改变,要求做研究的人来教基础课,在科大,我们要求教普通物理的人半数以上是做研究工作的教授、副教授,这个比例不一定有特别的意义,但这个趋势是对的.另一方面,我们要求长年搞基础教学的人尽可能地接触科学研究.这当然也有很多困难,因为,长年仅做教学的人,对第一线的科研…     

邮票上的物理学史32理论物理学独立成军.物理学的数学工具

物理学是一门实验科学，但是，物理学又包含着极强的理论思维.在自然科学的各门学科中唯有物理学，从假说和模型出发，在严格的逻辑推理的基础上，运用复杂的数学工具，演绎出一个宏伟的、以自然界的统一为目标的理论体系，解释和预言物理现象.这是物理学成熟的标志.应当强调的是，作为物理学的逻辑基础的假说，并不见得是用归纳法从经验中提取出来的，而是自由创造的，它同感觉经验的关系，只能直觉地领悟.这个理论体系及其逻辑基础的真理性，则由它演绎出的命题与感觉经验的一致来反证.这个理论体系的进化，表现为其逻辑基础越来越简单，越来越远离经验事实，而从根本基础通向与经验事实相联系的导出命题的思想路线，则越来越复杂而漫长.     

一个了解宇宙的新窗口——分子天体物理学介绍

 现代科学的显著特点之一是它的综合性和整体性,即各个学科之间的交互影响.分子天体物理学的建立和发展是一个很好的例子.在它的发展过程中,物理学和化学的基础研究,射电天文学和空间天文学的最新技术成就与天体物理学和天体化学密切配合,相互推动.在短短的二十多年中形成了一门生气勃勃的新学科.它为天文学提供了一个了解宇宙的新窗口,有力地推动了恒星演化的极早期阶段和晚期阶段的研究.     

暗物质粒子探测

正天文观测发现,星系周围的物质和星系团中的星系运动速度很快。仅靠发光物质提供的引力无法束缚如此大速度的天体。于是科学家假设存在一种不发光但是能提供引力的物质,也就是暗物质。但是我们不知道暗物质粒子的质量,也不知道它是否参与其他类型的相互作用。所以各国科学家设计了多种类型的实验来寻找暗物质。暗物质实验可以分为直接探测、间接探测和对撞机探测这三种类型。对暗物质的研究,是当今天文学和物理学的研究热点。我国科学家也进     

纪念H.P.Furth教授--回忆中美核聚变交流第一页

20 0 2年 2月 2 1日 ,美国普林斯顿等离子物理实验室 (ＰＰＰＬ)公告 :美国核聚变事业的巨星 ,ＴＦＴＲ项目 (环形聚变实验反应堆 )的开创人 ,ＰＰＰＬ的前所长Ｆｕｒｔｈ教授 ,因病逝世 .这是国际核聚变界的重大损失 .中国核聚变界也失去了一个亲切的良师益友 .2 4年前 (1978年 ) ,在“文革”封闭多年后 ,我参加了中国核物理和核聚变代表团访美 ,第一次认识了Ｆｕｒｔｈ教授 .2 0世纪 70年代是世界核聚变研究的关键年代 ,而ＰＰＰＬ是国际科技界注意的焦点 ,当然也是我们代表团考察的主要目标 .背景是 :世界各国在核聚变投入巨资 ,但几十年…