现代物理教学和多媒体技术

物理教学中,怎样把物理概念、规律传授给学生,并通过生动、活泼的课内外教学使学生领略物理世界的奇景异致,激起学习物理学的兴趣,是物理教师反复思考的问题．以往的教学手段主要是老师通过演示实验、模型,配合简单的作图进行讲授．近年来随着计算机技术的飞速发展,教师利用多媒体信息显示的多样性、过程的交互性、信息的存储性、网络化、智能化等进行教学,取得更佳的教学效果．     

多重表征——建构主义物理教学的新思路

编者按:本文引用了心理学界长期使用的"结构良好领域的知识和结构不良领域的知识"的知识分类观点,实际上就科学知识而言,心理学的那种分类和解释并不很恰当,可以"通过复制与同化而获取"的知识,不能说是结构良好的,只能说是简单的确定的,"概念比较复杂,理解一个概念要涉及灵活性和变化性"的知识是多元的,开放的知识,不应该冠以"不良结构"的帽子,这一点也许正是心理学与自然科学,中、西方文化存在的差异的反映;但是我们认为对上述概念作科学的理解后,本文关于物理教学所讨论的问题仍然是有价值的.     

由58Fe 和209Bi 熔合后的相关衰变过程得到的109号元素的证据

本文报导了合成109号元素的实验。用能量为4.95,5.05和5.15MeV/u 的~(58)Fe 束轰击~(209)Bi 靶,研究了全熔合产物衰变模式的特性。总辐照剂量为7×10~(17)粒子。所用的实验方法是:用静电场速度过滤器在飞行过程中分离向前方向成峰的反应产物,经过飞行时间装置后注入到位置灵敏固态探测器中,测量其动能,估算出质量、入射的时间和位置。以所有的出射粒子的能量和时间来记录很有限的反应产物发生级联α粒子和(或)自发裂变的继发衰变。在5.15 MeV/u 时的一个特别的衰变过程是:在5ms 和22ms 先分别发射两个α粒子,最后,在13s 后发生自发裂变。第一个α粒子的动能为11.10±0.04MeV。对各种可能的解释进行了详细的分析,例如纯属偶然的信号相关,转移反应产物的衰变和从能量上看允许的余核蒸发等。最后表明质量数为266的109号元素的同位素、即全熔合后的单中子蒸发道、从统计的观点看是最好的指定。本文同时也讨论了合成新元素的前景。     

9-cell TESLA超导加速腔研制中Dumb-Bells的测量与调整

为了保证9-cell超导加速腔在场的平滑度、TM010的频率以及加速器的总长度达到TESLA国际标准,必须确保每个Dumb-Bell在以上各方面达到标准要求.由于冲压、机加工以及电子束焊接等过程会引起形变,因此,必须在完成iris和加强筋的电子束焊接之后对Dumb-Bells进行微波和机械测量,并根据测量的结果对其腔形和长度等作必要的调整.北京大学已经建立了一套完整的测量和调整Dumb-Bells的装置,本文深入研究了Dumb-Bells的测量与调整的方法.     

家用空调风冷冷凝器的数值分析

对单排管的家用空调风冷冷凝器进行了CFD的数值模拟,并搭建了冷凝器的实验系统对3D模型的CFD模拟进行验证.比较结果表明;两者存在一个小偏差(<9%),但是两者的趋势完全一致.CFD计算可以得到一些实验无法得到的内部流动信息,有助于我们更好地理解冷凝器的机理.本文在实验的范围以外进行了"数值实验",冷凝器的其它结构不变,翅片的间距存在一个最优值,同样管间距也存在一个最优值,为设计新的冷凝器提供了合理、可靠的方向.     

光存储技术的原理、应用和发展方向

造纸术的发明使人们可以方便的记录信息,同时也使我国数千年的历史和众多优秀的传统文化得到了较为完整的保存.随着社会的不断进步、科技的高速发展,尤其是计算机和网络技术日新月异的发展,各种信息以不可阻挡的力量涌入人们的生活,人们几乎每天都要处理和存储大量的信息,用纸张来记录信息已远不能满足人们的需求,这就需要一种更为有效的信息存储技术来存储信息,而光存储技术是信存储技术中最有效的方法.本文对光存储技术的原理、应用和发展前景做一简要介绍.     

PAMELA合作组的测量数据挑战宇宙射线理论

欧洲PAMELA合作组的科学家声称,PAMELA合作组所获得的测量数据对宇宙射线在宇宙中如何加速的理论提出了挑战.根据他们的说法,通过宇宙的质子和氦核的能谱不仅彼此不同,而且不符合宇宙射线理论中用于描述这些粒子的能谱(通量与能量之间的关系)的简单幂律.这种不一致可能意味着物理学家不得不寻找对宇宙射线加速的新的解释.     

降低了对称程度的狭义相对论

作为爱因斯坦狭义相对论基础的两个假设是:相对性原理和光速不变原理.相对性原理说的是不论对于一个固定不动的观测者,还是对于一个匀速运动的观测者,各种物理现象的规律应该是相同的 光速不变原理认为不论光源如何运动,光速总是恒定的.欲使这两个假设成立,时-空必须具有一定的对称性.将以上这些合并考虑便形成了与旋转及速度之变化有关的所谓Lorentz对称群(以下简称"L对称"):如果在你进行一项物理实验时,实验室上下倒置了或开始以不同的速度移动,但由于L对称,自然界的基本规律是不会改变的.     

高能粒子辐照二氧化硅玻璃E''色心形成机理研究

考虑高能粒子辐照二氧化硅玻璃形成E'色心的情况.建立了E'色心形成的动力学模型,得到了E'色心浓度与辐照剂量的关系式.结果表明,在高能粒子辐照情况下,E'色心的形成包括两个过程,即色心的创造过程和色心的激活过程.色心的创造过程主要由二氧化硅网格中疲劳键的断裂形成或网格中氧移位形成,E'色心浓度随剂量的变化呈线性增长.色心的激活过程主要由二氧化硅玻璃中固有点缺陷形成,E'色心浓度随剂量的变化呈饱和趋势.理论结果和实验结果符合很好,说明建立的模型是有效的.     

欢迎作者将被他刊拒绝的佳作再投本刊

在物理学的科技成就中,激光可算是仅次于核能的1项重大发明创造。第1台激光器是1960年由美国物理学家梅曼(见本刊《邮票上的科学家——佼佼者之路》一书中之M4)发明的。然而《物理评论快报》却拒绝刊登梅曼的论文,理由是:这是微波激射物理方面的文章,对快速出版物不再有价值。这真是令人啼笑皆非!     

LED用荧光粉Sr（S1-xSex）：Eu^2＋的合成和光谱性质研究

采用高温固相法合成了Sr(S1-xSex)系列硫属化合物掺Eu2 荧光粉.XRD表明荧光粉的组成为单相,而且体系Sr(Sl-xSex):0.005Eu2 中晶胞参数随着组成的变化呈现良好的线性关系,遵守韦加定律.漫反射光谱与激发光谱吻合,说明荧光粉吸收的能量能够有效地激发发光中心而发光,激发光谱中较低能量区域覆盖了400～500 nm的光谱范围,与蓝光LED芯片的发射光匹配.发射光谱呈现的是Eu2 离子的5d→4f特征跃迁发射带,当x由0增加到1.0的过程中,发射峰值波长由617 nm逐渐蓝移到571 nm.不同基质中掺杂的Eu2 离子的荧光寿命均为微秒数量级,与Eu2 离子的4f65d1→4f7跃迁相符合.将荧光粉封装在发蓝色光(λ=460 nm)的GaN芯片上制作了LED器件,测量了器件的发光强度、色纯度和色坐标等参数.Sr(S1-xSex):Eu2 系列硫属化合物掺铕荧光粉能够有效地被GaN芯片发出的蓝色光激发,发出从橙色到红色的可见光,是一类较好的LED用荧光粉.     

物理教学中的科学猜想与直觉思维

直觉思维是在早已获得的经验、知识的基础上,凭思维的"感觉"直观地把握事物本质和规律的心理过程 是对客观现象的详细内容或所遇问题没有经过充分逻辑推理和系统论证而作出的一种迅速而"径直"猜度的认识活动.比如,当学生遇到难题百思不得其解时,有时却忽然灵机一动,豁然开朗,从而导致认识活动的飞跃和突破,这种思维活动便属直觉思维,也叫灵感思维、顿悟思维.当然,直觉的猜想和假说需要逻辑的论证和事实的检验.在创造性的思维活动中,逻辑思维和直觉思维是相互补充、相互渗透的,但直觉思维具有独特的作用.正如爱因斯坦所说,在科学研究和创造发明中"真正可贵的因素是直觉".     

CSNS RCS注入涂抹凸轨磁铁脉冲电源设计

中国散裂中子源(CSNS)快循环同步加速器(RCS)是一台高束流功率质子加速器,RCS注入系统是将直线加速器预加速的负氢离子束流通过剥离的方式注入到RCS环中,注入系统采用凸轨方案和相空间涂抹技术并要求涂抹凸轨磁铁脉冲电源输出脉冲电流的下降沿能够被程序控制,电源采用IGBT.功率放大的方式产生脉冲电流,用程序控制电源的给定波形,通过电源反馈控制系统,使电源的输出波形跟随电源的给定波形,达到控制电源输出脉冲电流下降沿的目的.电源输出脉冲电流的跟踪误差是涂抹凸轨磁铁脉冲电源的重要指标,为了满足跟踪误差小于2%的指标,要求IGBT、拓扑频率大干400kHz.IGBT拓扑采用IGBT H桥串并联错相工作的方式达到分压、分流和提高频率的作用.高功率、高频率、快速的响应时间和最佳的反馈控制策略是涂抹凸轨磁铁脉冲电源具有良好性能的关键.     

自然界为何会出现白虎

 动物园是唯一存在白虎的地方:由于那身珍贵的皮毛,自然界的白虎已被猎杀殆尽。最近,科学家终于找到了控制白虎皮毛的DNA。研究者研究了16 只有亲缘关系的圈养普通虎与白虎,分析了其基因组。它们通过绘制3对父本虎的基因图谱,发现一个称为SLC45A2 的色素突变在起作用。     

浅谈新课标下物理课情感教育的实施

广东电视台和<中国青年报>分别作过对低年级中学生听众和观众的问卷调查.结果表明,低年级中学生最感兴趣的学科是物理.教学实践中我们也发现,刚进入初二或高一阶段的学生,他们对物理课的学习还是很感兴趣的,能意识到物理知识在科技、生活中的重要意义,想学好这门学科,能积极主动地投入到学习中去.但随着学习的深入,一部分学生对物理课的学习逐渐从主动变为被动,甚至还有不少学生丧失了学习物理的兴趣.     

H_2CO+OH~-反应的理论研究(英文)

用量化从头算方法在MP4(SDTQ)理论水平上首次考察了甲醛和氢氧根负离子反应的所有可能的反应通道.用6-311 G(3df,3pd)基组对所有的反应中间体、过渡态和产物开展了结构优化和单点能量计算,并经频率分析和内禀反应反应坐标计算(IRC)确认反应物、中间体、过渡态和产物的相关性.在H2CO OH-所有可能的反应通道中生成CHOO- H2的通道是该反应的最可几通道,而由于羰基的存在生成H3O-的通道更容易分解产生CHOO- H2.在高计算水平下计算的氢交换反应结果与文献报道相同.通过计算提出亲核加成过程的反应通道,主要产物生成H2和生成COOH-/HCOO-/OCHO-异构体.所有反应通道的反应几率顺序为COOH- H2>H3O- CO>HCHO OH->CHO- H2O>HCOO- H2>OCHO- H2.     

上海同步光源定时系统物理设计

正在建造中的上海光源(SSRF)设计为一台能量为3.5GeV的第三代同步辐射光源,其定时系统的物理设计使其能够满足储存环的不同运行模式,如单束团模式、多束团模式、混合模式及Top-up运行模式,定时系统具有高的稳定性和低的时间晃动.基于EPICS控制系统的定时系统可提供精确的可编程序事件驱动信号序列,根据不同需求提供电子枪、调制器、增强器和储存环高频,注入引出及束测等设备的触发信号.     

生物材料玻璃化保存液的热分析

在玻璃化超低温保存生物材料的研究中,低温保护剂的热分析对玻璃化溶液的优化和保存方案的选择具有重要的指导意义.本文以渗透性低温保护剂二甲基亚砜和丙二醇以及非渗透性保护剂聚乙烯醇作为研究对象,利用差式扫描量热法对聚乙烯醇/二甲基亚砜/丙二醇体系进行升温和降温实验,考察了体系的结晶特性、玻璃化转变特性、聚乙烯醇的浓度等因素对体系热性能参数的影响.     

石墨原子STM图像的形变分析

在原子水平上,表面上的原子并不是具有明确边界的硬球.当扫描隧道显微镜的图像对应于表面原子形貌时,实际上是测量表面的态密度.因此要结合原子态而不仅仅从晶体结构出发解释得到的图像.由于噪声、温度漂移等干扰是不可避免的,在室温下获得的样品表面原子级图像经常会有形变.初步解释了漂移的来源,采用估算法对图像进行了修正,通过适当扩大扫描范围降低了温漂的影响.     

“宇宙与生命”系列讲座之八——地球，可爱的家园

我们的宇宙与生命系列讲座已经进行了七讲,涉及宇宙与生命的问题何止千万,但我们谈及的问题不足万一。这个问题太广阔了,有太多有趣的问题我们来不及探讨,不能不抱有遗憾。我们仅从一个很狭窄的视角来看待宇宙与生命之间的关系,这七讲的一个主要线索是物理世界的构造和常数与高级生命的存在密切相关。有如下四方面要点：1）物理的规律（对称性）是基本的,各个参数的分别选取看似带有一定任意性。