快速傅里叶变换谱分析中的窗口修正

一.引 言 谱分析是物理学的一个重要内容.在光谱学、电子顺磁共振波谱学、核磁共振波谱学、无线电物理、音响与振动等等物理学领域里都要进行谱分析.傅里叶变换一直是谱的理论分析依据.随着数字计算技术的发展,1965年 Cooley和Tukey提出了快速傅里叶变换(FFT)方法[1],使离散傅里叶变换的复数乘法运算次数由N2次减小到(N/2)log2N次,大大降低了运算量,提高了运算速度,可以用数字计算机实现傅里叶谱分析了.FFT技术应用到上述诸领域,出现了傅里叶光谱学、脉冲傅里叶核磁共振波谱学等新分支;在实验技术上出现了傅里叶光谱仪、脉冲傅里叶核磁…     

光磁共振及其在生物学上的应用

分子生物物理学是近代生物学的一个重要分支,它用物理学的概念、理论与技术从分子水平研究生命物质与生命过程.因此,许多物理学中的实验技术都已被用来研究生物大分子,如核磁共振、电子自旋共振(电子顺磁磁共振)、荧光、圆二色性及X射线衍射技术等等.然而采用上述某种实验技术往往还得不到满意的结果,常常需要许多种技术互相配合.光磁共振不但具有高灵敏度和高分辨率的特点,而且还是一项比较理想的综合技术.它能把磁共振技术与荧光、磷光、圆二色性及闪光光解等实验技术有机地结合起来,成为研究生物大分子(分子量从几千到几百万)的能态、结…     

重视实验物理学史的研究——评介《著名经典物理实验》和《近代物理发展中的著名实验》

物理学,按它的本质来说,是一门实验科学,也是一门量的科学.由此决定,物理学的基本研究方法是实验和数学相结合.这是350多年前,伟大物理学家伽利略(1564-1642)所创造的,已形成物理学的一个优良传统.从物理学的发展来看,也是一个最明显的事实.郭奕玲、沈慧君编茗的《著名经典物理实验》(北京科学技术出版社,1991年1月出版)和郭奕玲、林木欣、沈慧君编著的《近代物理发展中的著名实验》(湖南教育出版社,1990年12月出版),对帮助人们了解这个明显的事实,并进而认识到它在物理学发展中所起的作用,都提供了直接而可靠的资料. 这两本书介绍的近代物…     

《物理》征稿简则

一、本刊是以毛泽东思想为指针,报导我国广大革命科技工作者从事物理学研究与应用 的综合性科技刊物.通过相互交流,促进物理学的普及、提高与应用,为我国社会主 义革命和建设事业服务.二、本刊大致包括下述内容: 1.在物理学研究工作中,学习毛主席哲学著作,用毛主席的哲学思想指导科学实验 的收获和体会. 2.具有创造性的物理学研究论文(包括实验技术、研究简报)及评述性文章. 3.物理学在国民经济建设中的应用(包括新技术、新材料、新工艺、新产品介绍). 4.物理学方面的科普知识讲座、名词浅释及与物理学有关的问题讨论. 5.国内外物理学科方面…     

物理实在的演化

 诺斯劳普(F.S.C.Northrop)认为,“科学知识的对象决不是通过观察和实验去直接认识的,而是通过思辨地提出理论结构或公理假设才能认识的,这些理论结构或公理假设只有通过由它推演出来的结论间接地在实验上加以检验。因此,为了探知科学知识的对象,我们必须走向它的理论假设。”这种“理论假设”包括了认识论和本体论假设。本体论是一种关于研究对象存在性和可知性的假设。本体实在即外部世界、物理世界和存在的实在等等。物理实在是物理学理论中概念化的实在,是一种理论实在。物理实在是通过物理学理论中的一组基本概念来表征的。     

物理学与新技术

 物理学是一门基础学科,是自然科学的重要组成部分,为工业生产和许多技术的进步、开发和应用提供了重要的理论依据。因而,物理学的发展和巨大成就对人类活动的许多领域产生了重大而深远的影响。可以毫不夸张地说,物理学为所有领域提供了可用的理论、实验手段和研究方法。诸如光源的更新换代、新能源的开发利用、超导的研究、宇宙奥秘的探索、航天技术的发展等等。下面简要说明物理学在以下几个技术领域中的应用。一、传感器技术在科学技术和工程上所要测量的参数大多都是非电量,如机械量(尺寸、位移、力、振动等)、热功量(温度、压力、流量、物位等)和化学量等等,往往难以直接测量,从而促使人们研究用电测的方法来测     

《凝聚态物理学丛书》出版简讯

凝聚态物理学是当今最为蓬勃发展的物理学分支学科之一《凝聚态物理学丛书》共由20卷(册)组成,内容包括金属、晶体、液晶、电介质、半导体、表面、非晶态、磁学和穆斯堡尔谱学等凝聚态物理学的主要分支学科,并以总结和介绍我国科学家在教学、科研和生产实践中所取得的成果和经验为主,同时吸收和介绍国外有关的最新成就和技术.整套丛书力求做到概念阐述清楚,逻辑性强.取材新颖.内容丰富.本丛书是由丛书编辑委员会邀请这一领域中有造诣的老科学家及后起之秀来撰写.这是一套以基础理论为主,同时又具有很大实用价值的丛书.本丛书由葛庭燧任主编,…     

物理学与农业现代化

物理学是一门发展较早、理论系统较严密、实验手段较先进的基础学科,它是自然科学的重要组成部分.物理学的基本课题是发现和支配自然界中物质的基本运动规律,借以解释已观察到的和预测未知的自然现象.物理学的每一重大发现,往往对其他科学产生深刻的影响.目前,物理学的理论、概念、模型和方法已深入到农业生物科学的各个领域中,并对提高农业生产的科学水平起着越来越重要的作用. 物理学研究的是物质最基本的运动形态.它所观测的空间范围小到 10-14—10-15厘米,大到百亿光年,大小相差1040倍以上;观察的时间过程,短到10-23-10-24秒的瞬间,长到…     

邮票上的物理学史——19世纪与20世纪之交

19世纪末 ,物理学处于一种什么状态呢 ?当时的物理学主要有三方面内容 :经典力学 ,电动力学 ,热力学和统计力学 .这些都是关于宏观现象的物理学 .对于微观现象 ,虽然化学家知道原子、分子的概念至少已有一个世纪 ,物理学家在气体动理论中也已很好地运用原子概念 ,但是对原子的组成和结构则还一无所知 .不过 ,就人们熟悉的日常宏观现象而言 ,物理学已是一门很成熟的学科 .这三门分支都建立了严密的数学形式体系 ,而海王星的发现、麦克斯韦预言的电磁波的证实 ,则表明了物理学的预言力量 .当时许多人都认为 ,物理学已经很完善了 .1 876年 ,当 …     

全国第一次波谱学与原子分子物理学学术会议在北京召开

1980年3月5日至10日在北京召开了全国第一次波谱学与原子分子物理学学术会议.到会代表共70人.会议由中国科学院二局主持. 波谱学是一门基础学科.波谱学的研究导致了微波放大器研制成功,为量子电子学的发展奠定了基础,直接促进了激光器的产生.利用原子、分子谱线的恒定性,确定原子时间频率标准;精确地测量原子、分子的物理常数,不断地揭示了物理学理论和实验之间的矛盾,推动着理论的发展.例如辐射场和原子相互作用引起的原子内部结构变异的测定,为量子场论奠定了实验基础. 这次会议收到的磁共振及电子自旋共振的论文共42篇,反映了在固体物哩…     

初中物理实验教学之我见

物理学是一门以实验为主的自然科学,认识物理学和物理学的发展都离不开物理实验。物理学自身的特点及其在生产生活中的应用决定了实验教学是培养学生实验能力和动手操作实践能力的重要途径,也是学生学习理科的主要方法之一。在物理学教学中,物理概念的建立,物理定律的发现,都是通过物理实验逐步认识和总结出来的,可见,物理实验赋予了物理学科丰富的思想内涵,同时,实验促进了物理学的发展,也促进了物理实验本身不断发展和完善。《义务教育新课程物理课程标准》也对物理课程教     

相干场成像全相位目标直接重构法

回波信号处理和目标重构算法是相干场成像中的核心数据处理技术, 直接影响系统的成像质量. 基于全相位谱分析理论, 提出一种新的系统融合处理算法, 对接收端回波信号直接提取全相位谱相位及幅值信息实现目标图像重构, 能够有效抑制各种因素带来的频率误差. 经室外实验系统验证, 成像能力大大优于传统重构算法, 重构目标分辨率接近理论极限值.     

如何让高中物理教学走向生活

物理学的概念、规律和方法,都来源于人们的生活和生产实践,是人们从大量现象、实验中分析、研究、总结归纳而得到的．物理学的研究成果和研究方法,在自然科学的各个领域和人类生活的方方面面发挥着重要的作用．物理学是一门来源于生活的学问,是一门以实验为基础的科学．新课程明确提出：物理教学要贴近生活,贴近时代,反映社会的进步和科学技术的发展,反映物理学科的发展,     

近年来我国物理学研究的若干重大进展

物理学是揭示自然界最基本形态的科学,是研究物质的基本结构、相互作用和运动形态的基本规律的科学.同时,它又为所有其他的自然科学、技术和医学提供理论原理和实验技术,为发展能源、改善环境、保障国家安全提供基础.可以说,物理学在理论原理和实验技术上的每一重大进展都有力地促进了科学技术进步和社会经济发展.     

Hobson文科物理教材选载导读——怎样才能提高一个国家的人民的科学素质

美国阿肯色大学的退休物理学教授阿特.霍布森(Art Hobson)从上世纪70年代开始开设一门以提高学生的科学素养为目的的文科物理课程,并编写了教科书《Physics Concepts and Connections》.他的课程很受欢迎,这本书也极有特色,现在已出了第4版,在130多所美国大学中使用.由于这本书和他提倡在物理教学中联系社会问题,2006年美国物理教师协会(AAPT)授予他密立根奖(AAPT的最高奖之一).新版的中译本不久将由高等教育出版社出版.(由北京大学秦克诚、刘培森、周国荣先生翻译)这本书的主要特点是:1)强调科学的认知过程,一切知识来自实践并最终由实验检验,特别是"我们怎么知道"一栏尤见特色,反对一切迷信和伪科学;2)不用数学的概念式教学,除E=mc2外书中没有数学公式;3)教给学生最新的物理学,如对量子力学的非局域性、粒子物理学中的大统一、弦假说、超对称、希格斯场等最新概念的介绍;4)讲授物理学的社会联系,对与物理学有关的社会问题的讨论遍布全书,在介绍了有关的物理学原理之后紧接着讨论.这本书的许多内容是别的物理教材中找不到的.为了让读者先睹为快,让更多的老师们更快地了解国外文科物理教学情况,本刊从下期起将选载本书的一些有特色的章节.本期先刊登霍布森教授的《怎样才能提高一个国家的人民的科学素质》一文,作为以后选载的导读.     

测量学几个基本问题的注记

物理学从本质上来说是一门实验性的科学,而实验性的结果要得以正确总结和抽象,又首先离不开定量的测试.这就要求实验工作者在掌握尽量多的测试技术的同时,要对一些基本的测量学概念有一个清晰的认识.本文意在对一些基本的测量学概念作一点解释,以求概念的清晰.     

重视学生学习物理过程中的几个问题

物理学是一门研究物质运动规律．物质的基本结构及物质问相互作用的学科．它是其它自然科学和社会科学的基础．物理学揭示的时空与物质的关系及其相对性等概念深刻地影响着人们的哲学观念．物理学也是应用学科的基础．如电工学、无线电理论、微波理论都是以电磁场理论为基础；建筑学、水利学则要用到力学、声学等理论．根据物理学所涉及的内容和架构，以及物理学与先进的科学技术的关系，     

基于小波leaders的海杂波时变奇异谱分布分析

海杂波的奇异谱分析不仅能从理论上揭示海洋表面的动力学机理,同时也是对海探测雷达的关键技术之一.本文提出基于小波leaders的海杂波时变奇异谱分析方法,将时间信息引入海杂波的奇异谱分析之中,从而实现动态的解析描述海杂波随时间变化的奇异谱特性.在理论上,通过信号自身加窗,将时间信息引入传统的奇异谱(或称多重分形谱),实现了对海杂波时变奇异谱分布分析;在算法上,充分利用了小波leaders技术对于多种奇异性的提取能力(包括chirp奇异性和cusp奇异性),通过对时变奇异性指数和时变尺度函数的Legendre变换,实现对海杂波时变奇异谱分布的计算;在应用部分,采用经典的多重分形模型——随机小波序列(RWC)以及三级海态条件下连续波多普勒体制雷达海杂波进行仿真分析,实验结果表明:1)基于小波leaders的奇异谱分布能跟踪海杂波的时变尺度特性,有效展示其时变奇异性谱分布;2)算法具有较好的负矩特性和统计收敛性.该方法能为复杂非线性系统及随机多重分形信号分析提供参考.     

关于动量流的几点思考

动量流这一概念的引入,为人们开启了一扇重新认识物理学,尤其是重新认识力学的大门.以动量流为主线阐述力学原理,可以使力学和电学之间的相似性清楚地显现出来,为这两门物理学分支学科中的动量与电(荷)量、动量流与电流、速度与电势等各个相应物理量及其计算式之间开展类比奠定坚实的基础.这种类比不仅使物理学在整体上能得到浓缩或简化,而且在认知层次上也能得到一定的提升.就力学自身而言,运用动量流的概念代替力的概念在许多场合下有助于以生动、形象、简便的方式解释物理现象,解决物理学问题,从而增强学生的学习兴趣,改进物理教学的效果,因而值得推介并进一步深入研究.     

物理学是一门实验科学

物理学是一门实验科学秋埔（中国科学院高能物理所，北京１０００３９）科学实验是物理学发展的根本与基础，也是检验物理理论的必要手段与方法．随着实验技术的发展、实验装置的更新、实验方法的完善，各种新的物理现象不断发现，各样新的物理理论不断验证，人们对客观世...