Sn同位素的能级密度和熵

能级密度在研究核物理的动力学、热力学性质中具有重要的物理意义。本文利用壳模型和截断算法计算了Sn同位素的最低10 000个状态。$^{116}{\rm{Sn}}$在Sn同位素中空穴数和粒子数都为8,能级最为复杂,根据$^{116}{\rm{Sn}}$能级密度研究了能级密度与角动量的关系和体系的微正则熵。研究发现在偶宇称时的最低平均能级出现明显的角动量奇偶效应,用泡利不相容原理得到合理解释。进一步,又研究了Sn同位素的此性质,得到相同的结论。$^{116}{\rm{Sn}}$的微规范熵在低能量段受奇宇称的波动,这与中子对的断裂有关。     

费米（Fermi，Enrico，1901-1954）意大利-美国物理学家（Physicist，Italy-America）

费米1922年以优等成绩在比萨大学获得博士学位。后到德国，在玻恩指导下从事研究工作。由于他在中子方面、尤其热中子轰击方面的成绩，获得了1938年诺贝尔物理学奖（几个月后，便使迈特纳悟出了“裂变”这个概念）。在1925-1926年，根据泡利不相容原理，费米与英国物理学家狄拉克叫各自导出量子统计中的“费米一狄拉克统计法”。     

沃尔夫冈·泡利--理论物理学界的良知

泡利是20世纪卓越的理论物理学家,他在原子物理学和量子力学领域都做出了重要 贡献,发现了"泡利不相容原理";建立了著名的"中微子"假说;提出了二分量波函数的 概念和著名的泡利自旋矩阵,并在量子场论、固体物理等领域都做了很多杰出的工作, 泡利对所有基本问题都具有极深刻的洞察力和准确的评判能力,这种能力对当时原子 物理学和量子力学的发展产生了积极的影响.     

1925年1月：泡利宣布了不相容原理

1925年对于量子物理学来说是很重要的一年,这一年从泡利（Wolfgang Pauli）在1月宣布了不相容原理开始。这个著名的原理说明了两个完全相同的费米子不可能处在相同的量子状态,首次提供了元素周期表结构的理论基础。     

AMS在核物理与天体物理研究中的应用

加速器质谱学方法在核物理与天体物理研究中有重要应用.主要介绍了该方法在寻找泡利不相容原理的违背事例和超新星活动研究等工作中的应用. As an ultra high sensitive analyzing method, accelerator mass spectrometry is playing an important role in the studies of nuclear physics and astrophysics. In this article, accelerator mass spectrometry (AMS) applications in searching for violation of Pauli exclusion principle and study on supernovae are discussed as examples.     

原子中电子的四个量子数

较详细地阐述了原子中电子的4个量子数的来源,简要介绍了原子的电子壳层结构和泡利不相容原理.     

Current Fluctuations in a Semiconductor Quantum Dot with Large Energy Spacing

Current fluctuation in electronic systems has been extensively studied due to the fact that they can pro- vide further information of charge transport compared to the conventional conductance measurements. Shot noise is the non-equilibrium electrical fluctuation due to the discrete nature of carriers flowing through a device, reflecting correlation effects. A well-known shot noise power density as uncorrelated charge trans- mission is S - 2el, with I the average current. This Poissonian shot noise can be observed in sys- tems with a single tunnel barrier. Positive or neg- ative correlations between charged particles, induced by the Coulomb interaction and the Pauli exclusion principle, can enhance or suppress shot noise from the Poissonian value. Numerous experimental and the- oretical studies of the shot noise in mesoseopie sys- tems have been carried out on various devices such as self-assembled quantum dots, resonant tunnel- ing diodes,molecular junction devices, quan- tum point contacts,semiconductor quantum dots, and metal atomic chains. Externally driven exci- tations which affect shot noise properties were also investigated.     

原子的双电子高激发态与库仑三体问题

 本世纪以来,随着相对论和量子力学的建立和发展,物理学取得了迅猛的进展,由此也带动和推动了其它相关学科的发展。因此人们通常将20世纪称之为“物理的世纪”。在物理学的诸多领域中,孕育了量子力学的原子物理在本世纪中获得了极其充分的发展。有人可能认为原子物理已经完成了它的历史使命了,剩下的只是些修修补补的工作,而实际的情况又是如何呢? 首先让我们了解一下原子物理中基本理论的现状。 对于一个由带Z_e电荷的原子核和N个电子组成的原子（包括离子）体系,其物理性质可通过体系的波函数进行描述,在一定的近似下,描述原子中电子运动状态的哈密顿量可写为 H=sum from i=1 to N（-1/2▽（_i²）-Z/r_i）+sum from （iij) （1）式中r_i为第i个电子相对原子核的坐标,r_ij=|r_i-r_j|为第i,j两个电子间的距离。     

石墨烯及其掺杂量子点的荧光性能研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波超软赝势法,研究了石墨烯量子点的本征结构、边缘位置掺B、中间位置掺B、边缘位置掺N、中间位置掺N五种结构的电子结构和光学性质.结果表明,石墨烯量子点的激发能吸收主体是基质,杂质原子的掺入会导致禁带宽度变窄,费米能级升高,发射光谱红移,其中给电子体杂质会导致LUMO能级和HOMO能级升高,受电子体杂质会导致LUMO能级升高,HOMO能级降低.中间位置掺杂相对于边缘位置掺杂红移更明显.     

二噻吩硼烷异构体分子结构测定的第一性原理研究

本文在第一性原理计算基础上结合非平衡格林函数方法,研究了量子干涉效应对连接镍电极的二噻吩硼烷(dithienoborepin,DTB)分子结自旋输运性质的影响,并通过氨基和硝基钝化实现了对二噻吩硼烷分子异构体(DTB-A和DTB-B)的区分.结果表明,原始的DTB-A和DTB-B分子结在费米能级两侧都有一个自旋向上透射峰和一个自旋向下透射峰,且两个透射峰的能量位置和高度基本相同.因此,原始DTB-A和DTB-B分子结的自旋向上和自旋向下电流曲线基本重合,不能被明显区分.然而,研究发现量子干涉效应能不同程度地增强氨基钝化DTB-A分子结费米能级两侧分子轨道的自旋极化输运能力,并减弱氨基钝化DTB-B分子结费米能级两侧分子轨道的自旋极化输运能力.此外,研究还发现量子干涉效应可以显著提高硝基钝化DTB-B分子结费米能级两侧分子轨道的自旋极化输运能力,同时减弱硝基钝化DTB-A分子结费米能级两侧分子轨道的自旋极化输运能力.由于量子干涉效应对氨基和硝基钝化的DTB异构体分子结自旋输运能力有不同的调制作用,因此可以通过测量氨基和硝基钝化分子结的自旋电流值来区分DTB分子的两种异构体.     

物理学与教育技术学的相互交叉

 物理学是自然科学中的一门重要的基础学科,在漫长的科技发展进程中,物理学一直起着先导作用,显示出旺盛的生命力。正是由于物理学不断地向纵深发展和横向外延,使众多的交叉学科应运而生.     

高压下SiO_2的第一性原理计算

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,采用Hartree-Fork(HF)方法,分别计算了Si O2的α-石英结构、金红石结构以及氯化钙结构的总能量随体积的变化关系。利用Murnaghan状态方程,通过能量和体积拟合,得到了3种结构的体变模量及其对压强的一阶导数。计算结果表明,随着压强的增加,Si O2会从α-石英结构转变为金红石结构,与实验结果和其它理论结果一致;金红石结构与氯化钙结构之间不存在相变,可以共存。此外,对具有α-石英结构的Si O2的晶格常数、电子态密度和带隙随压强的变化关系进行了计算和分析,结果表明:加压作用下,能带向高能方向移动,Si─O键缩短,电子数转移增加,带隙展宽,电荷发生重新分布。     

狄拉克科学贡献中的美学思想

 狄拉克（Ｐ．Ｄｉｒａｃ,１９０２-１９８４）是世界著名的数学物理学家．他的研究工作主要在量子力学的数学和理论两个方面,他最重要的科学贡献是于１９２８年建立了相对论量子力学的狄拉克方程,从而获得了１９３３年诺贝尔物理学奖．其实,狄拉克巨大的科学贡献深受他的美学思想的影响,让我们在此一睹狄拉克科学贡献中的数学美和对称美．一、狄拉克方程──数学美２０世纪２０年代末,量子力学已经建立,用它来研究和处理微观粒子的低速运动问题取得了很大成功．同时,爱因斯坦建立的相对论,虽然能够讨论粒子的高速运动,但在处理微观粒子的波粒二象性上却无能为力．     

钴修饰氮化铝纳米管的储氢性能

本文采用密度泛函理论中的广义梯度近似系统地研究了钴原子修饰的(5,5)单壁氮化铝纳米管(SWANNT)的几何结构、电子性质以及储氢性能.研究结果表明:钴原子倾向于以顶位的形式吸附于(5,5) SWANNT表面N原子上.在钴原子周围可以吸附4个完整的H分子,平均吸附能为0.624 e V,表明钴原子修饰的SWANNT材料有望在温和环境中实现对H分子的快速吸附和脱附.     

磁通量对二维谐振子的量子能级密度的影响

利用周期轨道理论,我们计算了在不同情况下,一个粒子在二维谐振子势中存在和不存在磁通量时的量子能级密度.重点讨论了磁通量对量子能级密度的影响.计算结果表明:当二维谐振子势的频率比值是有理数时,量子能级是分立的,能级密度中的每一条峰正好对应一个量子能级.然而,当频率比是无理数时,能级密度发生振荡,当加上磁通量后,振荡减小.这可以看作是Aharonov-Bohm效应的结果.     

1927年2月：海森堡的测不准原理

1927年2月,年轻的海森堡（Werner Heisenberg）发展出了量子理论中的一个主要关键——测不准原理,涵义极为深远。 1901年12月,海森堡诞生于德国一个中上阶级的学术家庭。孩童时期,他喜欢数学和科技小机件,老师们都认为他极有天赋。     

漫谈真空

 １６５４年德国马德堡市市长、科学家奥托·葛利克所做的马德堡半球实验第一次证明我们周围充满了空气,它对物体有着巨大的压力,只有没有空气的空间才是空的。从那时起,三百多年过去了,今天真空的概念,真空的获得、测量及应用都经历了很大的变化和迅猛的发展,已成为工业生产和科学技术的一个重要领域,而且也深人到了千家万户。一、技术真空从一个范围抽去空气所得到的真空,叫做“技术真空”。尽管第一个抽气机十七世纪就问世了,可是直到今天人们还不能把哪怕只是一个小范围内的空气彻底清除。所以“技术真空”并不空。像电视机显象管这样真空度已达几十亿分之一个大气压的高真空,每立方厘米内竟有几百亿个空气分子。     

不相容原理与色量子数

 泡利不相容原理是1925年泡利为解释原子中电子的壳层结构提出的,后来发现,这一原理可以更普遍地表述为:在费米子(即自旋为h/2的奇数倍的粒子,如电子、质子、中子等)组成的系统中.     

不同N掺杂构型石墨烯的量子电容研究

超级电容器是一种利用界面双电层储能或在电极材料表面及近表面发生快速可逆氧化还原反应而储能的装置, 其特点是功率密度高、循环寿命长. 制备出兼有高能量密度的电极材料是当前超级电容器研究的重点. 以提高电容储能为目标, 通过掺杂N原子来调制石墨烯的电子结构, 使用基于密度泛函理论的第一原理计算了不同N掺杂构型石墨烯的态密度和能带结构, 拟合出了石墨烯的量子电容, 分析了量子电容储能提升的原因.     

Si在TiAl3中取代行为的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了Si原子在TiAl3中的格点取代行为.通过对不同原子被置换后的c/a值、形成能以及电子态密度的计算和比较,发现Si原子倾向于取代TiAl3中的Al原子,其取代行为主要由系统的电子结构决定,计算结果与实验相符.为了进一步研究Si原子的取代行为,对Si原子占据的格点以松散或紧凑分布下体系的总能、形成能以及电子态密度进行了计算,结果表明Si原子倾向于取代TiAl3中松散分布的Al(2)原子.对c/a值的计算表明,随Al(2)格点Si原子浓度的增加,c/a值逐渐增大;而当Si取代Al(1)格点时,c/a值随Si原子浓度的增加而减小.研究表明,Si在TiAl3中的极限固溶度介于12.5at%-18.75at%之间.