浅谈磨擦学

４０多年前，在英国剑桥大学的卡文迪许实验室，Ｄ．Ｔａｂｏｒ负责的摩擦、润滑和磨损实验组曾被笑称为“摩擦和擦洗部”，如今情况今非昔比．Ｔａｂｏｒ在 １９５０年将物理学引入摩擦、润滑和磨损等方面，将研究相对运动的表面间的相互作用及其有关理论和实践的一门科学技术命名为摩擦学（Ｔｎｂｏｌｏｇｙ来自希腊学“ｔｒｉｂｏｓ”意即摩擦）．由于摩擦规律蕴含大量微观和纳米量级现象，涉及物理、化学、材料学和工程学的基础，阐明这些现象已成为应用物理中引人入胜的研究工作，所以当今的摩擦学可以说是很时髦的边缘学科，本文将对…     

浅谈固体间的滑动磨擦

摩擦学是有关摩擦、磨损与润滑科学的总称,涉及到多门学科,如流体力学、固体力学、流变学、热物理、应用数学、材料科学、物理化学等内容。摩擦学的研究对于国民经济具有十分重要的意义,据估计,全世界大约有1/2—1/3的能源以各种形式消耗在摩擦上。而     

趣谈脱轨现象

 向心力“供不应求”或者“供过于求”都会引起脱轨。本文拟从不同的侧面谈谈离心现象和向心现象，旨在激发学生学习物理的兴趣。     

单一电子隧穿振荡及其应用

 在本世纪初物理学家密立根在做著名的油滴实验时,曾为不能控制油滴上所带的电子数而烦恼．时至今日,这种烦恼已不复存在．１９８７年３月６日,前苏联的“理论与实验物理学报”收到了莫斯科大学利哈廖夫等人关于“单电子学效应”的论文,极其巧合的是在同一天美国的“物理评论”收到了贝尔实验室两位学者ＴｈｅｏｄｏｒｅＦｕｌｔｏｎ和ＧｅｒａｌｄＤｏｌａｎ关于同样效应的论文,从而激起了研究单电子学和单电子装置的热潮．一、单一电子隧穿振荡现象对于用两块金属膜夹一绝缘层构成的隧道结,可将其看做一个电容,电子有隧穿绝缘展势垒的几率,穿透几率取决于绝缘层的厚度和电极材料的特性．     

怀念我的师长王竹溪先生和胡宁先生

 我是１９５６年进北京大学物理系学习的．这一年开学时,适逢国家高等教育部审定颁布《综合大学物理专业教学大纲》．那是一个全面推行“学习苏联先进经验”,并且普遍把这一口号理解为“凡是苏联经验必定先进,必须学习”的时代．在这一份当时被认为具有“法律效力”的大纲里,几乎所有各门数学和物理学的基础课程列出的主要参考书（许多课程是全部参考书）,都是苏联教科书的译本．仅有的两个例外是：“热力学和统计物理”课程的主要参考书是王竹溪先生的《热力学》和《统计物理学导论》,“电动力学”课程的主要参考书是胡宁先生的《电动力学讲义》．     

“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。     

“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。     

摩擦学的发展与大学物理教学

摩擦学是近20多年来形成的一门年轻但又发展很快的边缘学科,它是研究作相对运动的相互作用表面及其有关理论和实践的一门科学技术。实际上摩擦学是研究两表面摩擦、磨损、润滑这三项相互关联的科学技术的总称。摩擦学的研究在工业生产中对减少损耗,提高效率,节约能源、提高经济效益方面发挥了重大作用。 一、固体的表面性质与表面接触 在摩擦学中,把表面看成分隔两个介质的几何平面。金属表面在切削加工过程中其表层组织结构将发生变化,应该把表面看成金属上有机地生长出来的一层,它具有特殊重要的物理性能,与金属基体本身的物理-化学性质不一样。图1是金属表层的一般结构。在摩擦过程中,表层膜的结构、性质及其破裂、再生的规律对摩擦性能影响很大。由于膜的存在,使金属表面不易发生粘着,可使摩擦系数降低。     

浅谈物理课的形象化教学

 物理,作为中学课程的主要学科,要让学生学好它,教师不仅要讲好抽象的理论知识,更要把这些“抽象”的物理知识“形象化”(通过实验、类比、推理和举例等),在教学中给学生建立起“形象”的“物理模型”,使学生在进行抽象的逻辑思维的同时,能“形象”地观察和理解好有关的物理现象,培养其形象的思维能力,以此引起中学生学习物理的兴趣,收到良好的效果。现仅从三个方面浅谈一下这个问题。     

开窗放入大江来——新春寄语

 想起了宋代诗人曾公亮七绝《宿甘露僧舍》,那诗言道:“枕中云气千峰近,床底松声万壑哀.要看银山拍天浪,开窗放入大江来.”好一个“开窗放入大江来”!《现代物理知识》杂志,我们心中的圣地.谢希德说她是本“老少读者都欢喜的一本刊物”;王淦昌说她“对于我有很大的好处”;冯端说她的“科学性是有保证的”;赵忠贤说她“生动活泼,可读性强”;朱重远说她是“了解物理各分支领域的知识及进展的主要渠道”;施士元说她“能面向实际,面向世界,面向未来”;卞毓麟说她“能在科学上给不同层次读者以‘实惠’的刊物”;钱临照说她是“我国物理类型的好书”;廖山涛说她“读起来给人以享受”;于敏说她“对拓宽物理学工作者知识面和培养年青一代都会起良好作用;”卢鹤绂说她“是联系我国物理学界的纽带,”…….     

农村中学实施《物理新课程标准》的思考

 随着改革开放的不断深入,中国基础教育事业迎来了新的曙光---“基础教育课程改革方案”正式启动。它是全面落实党的教育方针,全面推动素质教育,全面提高民族素质的新举措。就《物理新课程标准》而言,是在总结多年来教改经验基础上,以“提高全体学生的科学素质”为目标的重大改革。首次定位了中学阶段物理教育的基本理念:“注重全体学生的发展”“改变学科的本位观念”“注重科学探究,提倡多样化学习方式”“从生活走向物理,从物理走向社会”。这就要求现代物理教师必须尽快更新观念,适应现代物理教育,适应现代学生的学习方式。     

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     

C60-丙烯酸月桂酯共聚物的合成及其摩擦学行为

合成了一种新颖的油溶性C60 丙烯酸月桂酯共聚物 ,采用四球摩擦磨损试验机、扫描电子电镜研究了其作为液体石蜡润滑添加剂的摩擦学特性 ,结果表明 ,C60 丙烯酸月桂酯共聚物可提高石蜡基础液的抗磨性能 ,改善微观磨损状态 .     

北京现代物理研究中心介绍

 北京现代物理研究中心(Beijing Institute ofModern Physics,简称BIMP)是由李政道教授倡议,并经国务院批准,于1987年10月14日在北京大学成立.国家教委聘请李政道教授担任“中心”主任兼“中心”学术委员会主任,中国科学院院长周光召教授担任“中心”学术委员会副主任,北京大学副校长陈佳洱教授担任“中心”常务副主任和学术委员会副主任.设立北京现代物理研究中心的目的,是为了在我国建立良好的学术环境,促进国内科学研究的横向联合,和国内外的学术交流,使“中心”逐步成为培养现代物理方面的高级人才的开放型教学和科研基地.“中心”主要活动方式是,按精选的题目,组织国内精干的学术队伍,与国外著名学者一起,就现代物理的前沿问题进行探讨,组织力量突破.     

“文化模式”的教学实践

 物理学是研究自然界规律的科学．物理教学具有科学教育的功能,这是人所共知的,但物理学同时也是人类文化的一部分,物理学家的思想、精神被“内化”在物理学丰富的内容中,物理学被深深地打上了人类的烙印．因此,物理学还具有人文教育的功能,但是,在目前的物理教学中,过分强调的是其科学教育功能,人文教育功能则被割裂和忽视了．这是物理教学的误区和遗憾．“文化模式”就是为了突出物理学的人文精神,强调物理学与社会的相互联系和相互影响而产生的一种教学模式．它代表的是这样一种教学观：物理学的文化价值也应是教学的重点．因此,模式的特点是;“以文化为中心,历史地学”．     

“物理”二字入诗非始于杜甫

 李政道先生在2001年10月7日人民大会堂所作的《物理的挑战》对“物理”二字的起源有一点考证,认为是最先出现在杜甫公元’758年创作的《曲江二首》中,诗云“细推物理须行乐,何用浮名绊此身”。李先生还进一步推测说,杜甫缘何能发明“物理”一词与其当过“工部侍郎”的经历有关。根据李先生报告录音整理的文字材料可参见《新华文摘》2002年1期147～154页。     

蝴蝶效应

 “蝴蝶效应”也可称“台球效应”,它是“混沌性系统”对初值极为敏感的形象化术语,也是非线性系统在一定条件(可称为“临界性条件”或“阈值条件”)出现混沌现象的直接原因。     

物理学这棵老树绽放的一朵新花:实验室真人统计物理学

 简单言之, “物理”二字的意思就是“物质之理”。不言自明, 这里的“物质”是指自然界中无智能的“物”, 例如原子、电子等。这里所说的“无智能”主要指, 这些物质没有学习能力、对外界环境没有适应性, 举个例子:若有两个原子, 沿着同一轨道相向而行, 它们必然相撞;今天撞了, 如果明天再遇到同样的情况, 这两个原子仍旧会相撞。为什么?因为这些原子没有学习能力, 它们“不长记性”、“记不住”已经发生的事情, 所以, 下次再相遇时, 该发生什么还发生什么, 换言之, 因为它们没有学习能力, 所以, 它们对外界环境也就没有适应性。事实上, 也正因为“物理”关心的是无智能的物质系统, 所以, 它们可以用简单的物理原理来描述、理解、预测, 例如牛顿第二定律、万有引力定律等。在这些原理中, 人们不必额外引入描述学习能力和适应性的物理量, 可能也正因此, 物质世界在物理学家的眼中是简单的, 物理学家总喜欢用一些简单的物理原理来解释和预言我们所在的这个物质世界。例如, 理论物理学家们正在刻苦攻关的大统一理论正是这样的一个理想的、“简单”的理论, 期望它能解释宇宙中各种自然力之间的关系。     

走向统一的自然力电力与磁力的统一(Ⅲ)

 19 世纪60 年代中期, 麦克斯韦在总结前人工作的基础上, 连续发表了3 篇论文:《论法拉第力线》、《论物理力线》和《电磁场的动力学理论》。一方面, 他在法拉第发现的电磁感应现象的基础上提出了“变化的磁场产生涡旋电场”;另一方面, 他创造性地引入“位移电流”代替安培环路定理中的稳恒“传导电流”来描述“变化的电场产生涡旋磁场”, 从而建立了完整的电磁场理论。1887 年, 赫兹通过一系列实验发现了麦克斯韦预言存在的电磁波, 并证实了光与电磁波的同一性, 为麦克斯韦电磁场理论提供了有力的实验验证。     

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。