超导体的“悬浮”和“悬挂”效应

自从1986年高T_c超导体问世以来,小小的磁铁能悬浮在冷却到液氮温度(77K)的超导体上方的照片,频频出现在科学杂志、报纸以及大众化的商业杂志上。众所周知,超导体具有两个引入注目的特点:第一,存在临界温度T_c,温度在临界温度T_c以下时,其电阻为0;第二,温度在T_c以下时,磁场从超导体内被排出,此效应称之为迈斯纳-欧欣弗尔德效应。由于这种效应,磁铁能悬浮在超导体的上方或超导体能悬浮在磁铁上方,这种“悬浮”效应在高T_c超导体发现以前就为人们所熟知。但是,在当时的条件下,要演示它却较困难。因为需要一个能存放液氦(4K)的容器。现在,高T_c超导体的发现改变了这种局面。它需要的只是一只泡沫聚苯乙烯杯和价格相当便宜的液氮(图1)。这种演示能使人们直接感受到高T_c超导材料的特殊“悬浮”性质。例如高T_c超导材料在悬浮     

半导体激光器脉冲调制理论分析

本文用龙格-库塔法求解高斯脉冲调制下半导体激光器速率方程,对结果进行了分析。推出了较高偏置直流和高斯脉冲调制下计算激光脉冲延迟时间、脉冲宽度和最大调制码率的公式。给出了调制畸变的实验结果。     

快速冷却条件下银的比热及玻璃化过程的分子动力学模拟

本文采用以嵌入原子模型为基础的分子动力学方法对液态银快速冷却条件下的比热及玻璃化过程进行了模拟，得到了银的比热及其与温度的关系．同时，对快速冷却条件下银的结构特性以及动力学特性进行模拟和分析，结果表明在所模拟的冷却速率下，银在从 １２００ Ｋ冷却到 １０００ Ｋ的过程中发生了玻璃化转变，其玻璃化温度在 １０００ Ｋ左右．     

管肋式辐射器排热特性的数值分析与优化设计

为得到按单面辐射方式布置的管肋式空间辐射器的排热特性，建立了相应的数学模型．采用数值模拟方法分析了管内流体温度、肋片几何尺寸和等效热沉温度对辐射器排热特性的影响，得到了不同参数值下辐射器单位面积排热量以及特定参数范围内的辐射器肋片最佳宽度和肋片效率．数值模拟结果对辐射器的工程结构设计以及空间站热管理方案的优化分析具有一定的参考价值．     

热质的运动和传递-最低热质能耗散原理和热质运动方程

过增元基于质能方程提出了热质的概念.在非平衡热力学中,存在最低能量耗散原理,根据该原理可以导出热传导,扩散及粘性流动等不可逆输运过程的方程式.当采用热质模型对传热现象进行描述时,发现热质的运动也满足最小作用量原理:最低热质能耗散原理,根据该原理可以推导得出热质运动的动量守恒方程。     

不连续双斜向内肋管纵向涡流动显示

利用染色线流动显示方法,显示并分析了不同雷诺数下不连续双斜向内肋管管内流场。流动显示实验结果表明不连续双斜向内肋管管内存在较强的贴近壁面的纵向涡,纵向涡沿流向可持续约一倍管径距离,并且纵向涡的强度随雷诺数的增加而增强。     

开普勒第二定律的建立

 约翰·开普勒(ＪｏｈａｎｎｅｓＫｅｐｌｅｒ,1571-1630)是德国著名的天文学家和物理学家,一生在多方面对科学的发展做出了贡献,尤其在天文学领域,他经过多年的努力探索,建立了开普勒三定律,从而使人们对行星的运动有了更加明确清晰的认识,也为牛顿发现万有引力定律奠定了基础。正是由于这一卓越的科学成就,开普勒被后人称为“天空的立法者”。本文就他建立开普勒第二定律的过程做一探讨。1.第谷与开普勒的合作科学的发展不仅需要理论,而且不能离开观察实验。在科学向前发展的过程中,有时理论这只脚向前先迈一步,有时观察实验这只脚向前先迈一步。     

空间太阳能热动力系统的轻量化研究

为了降低系统的质量和阻力面积,运用系统分析的方法,建立了空间站太阳能热动力发电系统的物理和数学模型,提出了发射总重量的系统性能评价准则,并对不同条件下的系统部件质量进行了数值模拟,分析了不同操作参数对系统部件质量的影响规律。研究结果表明,操作参数对系统部件质量有正负两方面的影响,优化这些参数可以明显降低系统的发射总质量。     

优化设计性实验教学培养学生的科学素质

通过论证设计性实验与科学素质之间的关系，提出体现培养科学素质的问题式学习模式，并在大学物理实验教学中进行了教学改革试验。     

动态水声环境不确定性的预报与估计

水声环境具有强烈的时空易变性,为了解其变化中的规律和产生的不确定性,将POM海洋数值模型和水声传播模型FOR3D进行耦合,建立海洋—声学耦合数值模式。对海区的温盐等环境参数和水下声场进行预报,给出了典型断面的温度垂直结构、实验海区声速剖面和传播损失。同时,采用集合卡尔曼滤波(EnKF)方法结合海洋—声学耦合数值模式分析了水声环境的不确定性,对不同深度与频率下,传播损失的均值与满足90%的可能区间进行了计算,同时给出了不同点声速、传播损失、声纳作用距离的不确定性直方图。和实验数据的对比结果表明该方法具有较高的有效性,能对水声环境的不确定性进行合理的预报与估计。