麦克斯韦妖与信息处理的物理极限

文章系统地评述了麦克斯韦妖佯谬相关的热力学基本观念的发端、历史沿革以及当前正在发展的科学前沿问题。文章作者从以下两个方面详细地阐述了为什么信息处理过程本质上是一个与麦克斯韦妖观念相“纠缠”的物理过程：(1)信息认知和提取可以辅助物理系统更有效地做功;(2) 物理定律会对信息处理过程施加一个不可逾越的物理极限。这些分析与概念的澄清将有助于正确理解计算过程和热力学之间的关系。     

平面超透镜的远场超衍射极限聚焦和成像研究进展

突破瑞利衍射极限,实现纯光学的远场超衍射极限聚焦和成像在科学和工程的各个领域都有重要意义.现有光学超分辨技术都存在一些固有的限制因素,如工作距离短、适用领域窄、不利于集成等问题.平面超透镜由于理论上的创新、设计灵活、效率高、方便集成等优势,成为实现超衍射极限的有效途径.本文综述了平面超透镜的物理原理及其在超衍射极限聚焦和成像方面近年来的研究进展,并讨论了该领域面临的问题和未来的研究重点和方向.     

超越衍射极限的超级透镜

两个独立的美国研究小组今年3月在Science发表文章，宣布制得具有放大能力的“超级透镜”．所谓超级透镜是用负折射率材料制造的透镜，具有突破光波衍射极限的神奇能力，被认为是下一代光学显微镜的希望所在．这两个美国研究小组的突破标志着用负折射率材料制造的超级透镜即将投入实用，光学显微镜将突破光波波长的限制，在蛋白质、病毒和DNA分析等领域大放光彩．     

谈“ 极限”思想及其求速度 加速度的应用

结合物理学科知识, 介绍了物理学中的“ 极限”思想, 并通过运动学中的两个典型例题, 详细分析了“ 极 限”思想求解物体的瞬时速度、 瞬时加速度的方法与思路. 这种方法只需要学生具备初等数学的知识, 就能加深对 物理量瞬时值的理解; 同时, 对学生今后学习导数的概念也具有重要的启发意义     

达到原子核存在的极限

发现自然界的极限是物理研究的主要目标。具有一定数量质子的原子核中,可以加入的中子数是有极限的,超出极限,核不能保持束缚状态,中子就会"滴落"。这种极限,称为中子滴线。以前,只对118种已知元素中的8种最轻的元素测量了中子滴线。测量更重元素的中子滴线,除了可以绘制核素图的边界,还将挑战我们关于决定这些奇异核结构的基本作用力的认识。     

超衍射极限相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术及其探测极限分析

理论上提出一种突破衍射极限限制的相干反斯托克斯拉曼散射显微成像方法, 并对其探测极限进行分析.通过引入环形附加探测光与艾里斑周边的声子作用, 实现点扩展函数的改造, 提高相干反斯托克斯拉曼散射显微成像系统的横向空间分辨率. 随着分辨率的提高, 信号强度也随之降低, 尤其当应用于生物学、医学研究时, 样品分子数密度通常很低, 这将导致信号探测更加困难. 因此分析系统的探测极限, 确定超分辨体积元内的最小可探测分子数是展开超衍射极限相干反斯 托克斯拉曼散射显微成像实验研究的重要前提. 当泵浦光、斯托克斯光、探测光光强均达到极大值, 分辨率约40 nm三维空间内, 超衍射极限相干反斯托克斯拉曼散射显微成像系统的散粒噪声信噪比由曝 光时间与样品分子数密度决定. 曝光时间若取20 ms, 探测极限约为10³, 样品分子数目只有大于探测极限, 才能保证信号可以从噪声背景中提取出来. 关键词： 突破衍射极限 相干反斯托克斯拉曼散射 非线性光学 探测极限     

利用最大熵方法研究强子-强子碰撞的高能极限

利用最大熵方法研究了强子-强子碰撞的高能极限.定义了不同类型的熵并着重讨论了物理约束的作用.对高能极限下的平均多重数和这一极限与现有实验数据之间的内插作出了确定的预言.     

"全国高等学校第七届物理演示实验教学研讨会"纪要(摘发)

由全国高等学校物理演示实验教学研究会主办,吉林大学承办的“全国高等学校第七届物理演示实验教学研讨会”于2005年8月8日至12日在吉林大学召开,来自全国80所高校的152位教师参加了会议。本次会议的主题是创新教育———物理演示实验创新与功能扩展。研讨会上,北京大学吴思诚教授作了题为“搞好物理实验教学的想法”的特邀报告,吉林大学高锦岳教授作了题为“物理学院与演示实验”的特邀报告,上海交通大学严燕来教授作了题为“中华古科技瑰宝中的物理”的特邀报告,北京大学吕斯骅教授作了题为“实验选题”的特邀报告。以上报告受到了与会代…     

突破光学衍射极限,发展纳米光学和光子学

信息技术已经进入纳米时代,纳米光学和光子学正是为满足快速和高密度信息技术的需求而产生、发展的.先进的纳米光学和光子学器件应该是高速、高分辨率和高集成的,形成各类光学和光子学芯片和盘片.由于器件最小特征尺寸和加工分辨率受限于光的衍射极限,现有技术已接近实用化技术的理论极限并且成本很高,只有突破光学衍射极限才能进一步发展纳...     

径向线内电子束的空间极限电流

为了对径向线内电子束的空间极限电流及相关物理参量进行分析, 在径向方向无穷长与束流密度轴向均匀的假设条件下, 对电势满足的线性泊松方程进行了解析求解, 得到了空间极限电流的解析表达式, 接下来对束流密度轴向非均匀分析条件下电势满足的非线性方程进行了数值求解, 并与解析结果进行了对比。研究表明径向电子束具有较高的空间极限电流且当束流接近于极限电流传输时, 束密度的非均匀性明显增加, 相关结论可以为径向高功率微波器件的设计提供指导。     

径向线内电子束的空间极限电流

为了对径向线内电子束的空间极限电流及相关物理参量进行分析, 在径向方向无穷长与束流密度轴向均匀的假设条件下, 对电势满足的线性泊松方程进行了解析求解, 得到了空间极限电流的解析表达式, 接下来对束流密度轴向非均匀分析条件下电势满足的非线性方程进行了数值求解, 并与解析结果进行了对比。研究表明径向电子束具有较高的空间极限电流且当束流接近于极限电流传输时, 束密度的非均匀性明显增加, 相关结论可以为径向高功率微波器件的设计提供指导。     

辐射传输中的一个伪极限问题及其数学物理原理

当太阳入射角度和观测角都趋向于水平时,由平面平行大气辐射传输方程计算得到的大气顶的反射辐射值不唯一,其值依赖于太阳和观测角的趋近于水平方向的路径曲线,即从数学角度称为出现极限的不唯一或极限不连续.事实上这违背了辐射场物理原理,这种不连续是由于常规算法中忽略了大气辐射传输中一个隐含的物理原理而导出的.在极限条件下必须引入满足Snell光学定律的界面边界条件,否则会导致错误的结论. 关键词： 辐射传输 局地热力学平衡 大气光学 Snell定律     

衍射极限尺度下的亚波长电磁学

作为波的本性之一,衍射是现代物理学的重要研究内容.衍射导致自由空间中波的能量不能被无限小地聚集,从而为成像、光刻、光存储、光波导等技术设定了一个原理性的障碍——衍射极限.对于电磁波和光波而言,尽管通过提高介质的折射率可以压缩衍射效应,但由于自然界中材料的折射率有限,该方法存在很大限制.近年来,随着表面等离子体光学的兴起,表面等离子体在超越传统衍射极限方面的能力和应用前景受到了学术界的关注.本文从亚波长电磁学的角度出发,介绍衍射极限研究的历史,综述了突破衍射极限的理论方法.首先,利用金属介质表面等离子体激元的短波长特性,可将等效波长压缩一个数量级以上,在纳米尺度实现光波的聚焦或定向传输;更进一步,通过人为设计超构材料和超构表面,利用结构化金属和介质中的局域谐振、耦合等特殊电磁响应,可实现亚波长局域相位调制、超宽带色散调控、近完美吸收、光子自旋轨道耦合等,从而突破传统理论的诸多局限,为下一代电磁学和光学功能器件奠定重要基础.     

全国高等学校第六届物理演示实验教学研讨会在复旦大学召开

“全国高等学校第六届物理演示实验教学研讨会”于 2 0 0 2年 10月 2 5日至 2 8日在上海复旦大学召开 ,来自全国 6 6所院校的 12 2位教师参加了会议 .本次会议主题是“创新教育 ,教育创新——信息社会物理演示实验”.在研讨会上 ,中科院院士、复旦大学王迅教授做了题为“物理实验在物理学发展与科技中的作用”的特邀报告 ,中国物理学会副理事长赵凯华教授就“演示实验的思考与探索”做了特邀报告 ,教育部高等学校非物理类专业教学指导分委员会副主任、同济大学理学院副院长顾牡教授做了题为“大学物理教学改革”的报告 ,复旦大学物理系总支…     

南京航空航天大学应用物理系

南京航空航天大学应用物理系有36人，其中教授8人，拥有博士学位教师24人。现有“凝聚态物理”二级学科和“光学工程”一级学科等学科的博士学位授予权，“物理学”和“光学”工程等一级学科、“物理电子学”和“光学工程”工程硕士专业领域等硕士学位授予权，以及“应用物理学”本科专业。     

华北地区高等学校物理创新教育与研究式学习研讨会会议纪要

华北地区高等学校“物理创新教育与研究式学习研讨会”于2005年4月23～24日在北京航空航天大学召开．本次会议主要就首届全国教学名师奖获得者、华巾科技大学李元杰教授在物理创新教育和研究式学习方面的探索与实践进行研讨．研讨会上，教育部高等学校非物理专业物理基础课程教学指导分委员会主任李师群教授做了关于“2005年高等本科教学工作及物理基础课教学”的专题报告；     

微型热管传热极限的研究

热管技术已在电子设备散热领域得到广泛应用。热管的传热能力虽然很大,但不能无限加大热负荷。文中讨论了热管的主要极限如沸腾极限、毛细极限、粘性极限、声速极限、携带极限等的理论表达式,就一种实验用微槽平板热管进行了理论计算,得出了毛细极限是实验热管主要传热极限的结论。     

《物理实验》第一届编委会议简讯

经教育部和中国物理学会同意,本刊第一届编委会于1982年7月27日至31日在长春召开。到会编委三十一名(请假四名)、顾问二名(因病未到一名)。会议邀请了人民教育出版社、《大学物理》编辑部、《分析化学》编辑部上海师范学院物理系、吉林省教育厅教学仪器公司、吉林省和长春市物理学会等单位的代表参加了会议。会议期间顾问钱临照教授作了“物理理论与物理实验的关系以及中国物理学会建立的经过的报告”。余瑞璜教授作了“实验是物理学发展的先导”的报告;顾问虞福春教授委托到     

第三代象增强器性能极限的探讨

到目前为止,业已发表了大量论述GaAs光电阴极各个方面的文章,但是,有关GaAs在象增强器中应用的文章却报导得很少。仅有的儿篇文章认为,带有GaAs光电阴极的象增强器(第三代)将证明对现有的象管是个重大的改进。但已公布的数据很难说明第三代是否已经达到其研制的极限,或能否预料到对它的进一步改进。本文综合了已公布的有关实验与理论数据,并将其与目前研制的第三代象增强器样管的新的实验数据进行了比较。为了确定第三代象管性能的物理极限与工艺极限,对照所积累的数据,逐一研究了第三代象管的各个主要参数:灵敏度、鉴别率、噪声和寿命。因此本文对     

关于微穿孔板吸声体频带宽度极限的讨论

依据马大猷教授的微穿孔板吸声体准确理论,利用计算机辅助设计对于该结构频带宽度极限情况从理论上进行了讨论,把极限频宽和最大吸声系数的制约关系量化,并得到此情况下应用于低频或高频环境孔径的选用范围,以及此情况下板厚和穿孔率与传统观念不同的特点。以上分析结果以及所提供的结构参数为宽频带微穿孔板的具体设计提供有价值的参考。