如何让学生深刻理解熵的概念

 熵的概念,是热力学和统计物理学中非常重要而又较难理解的.克劳修斯(ClaUSiUS.R.J.E,1822-1888德国物理学家)于1850年提出热力学第二定律,1865年提出熵的概念,并将热力学第二定律表述为“宇宙的能量是不变的,而它的熵则总在增加.”现在,熵这个概念已经远远超出了热力学、统计物理学范畴,直接扩展到信息论、控制论、概率论、数论、天体物理、宇宙论、科学管理以及生命系统等各个不同领域.因此,如何在教学中让学生深入理解熵的概念,是一个重要的课题.     

金属中的固体惰性气体

 要想把氦、氖、氩、氪和氙等惰性气体变为固体是相当艰难的.若通过降温,则须在相当低的温度下才能实现.例如对于氪为-157℃,对氩为-189℃。近来人们用离子注入的办法,可以轻而易举地在室温将它们固化,而且在摄氏几百度才能使它熔化.这种固化的惰性气体是一种非常神奇的物质,它不服从理想气体的规律,通常的范德瓦尔态方程对它已不适用.这个问题是现代科学技术中必然要遇到的.例如在用离子溅射进行表面清洁处理时,无论用离子束混杂制造新合金,还是用惰性气体进行材料改性,或者用α粒子轰击反应堆内壳壁时,都会遇到形成固体惰性气体气泡的问题.因此,这种因离子注入而产生的气体固化现象,是最近大批物理理论和实验工作者感兴趣的问题.     

基于微流控装置制备聚丙烯腈靶用微胶囊

对惯性约束聚变靶用聚合物微胶囊的制备方法进行了研究,设计了一种基于双T型结构的微通道乳化装置,用于制备稳定的双重乳液。使用玻璃毛细管作为中间相溶液的微通道,可以提高三相流速的调节范围,从而加大乳液尺寸分布范围。三相溶液密度差异小,因此乳液的同心度可以逐渐自发调整。通过调节不同的固化转速,发现在55 r/min下微球的同心度达到最佳,超过98.7%。使用扫描电镜对靶丸进行形貌和X射线能量色散谱分析表明,超临界干燥方法可以同时满足去除内部溶剂和保持靶丸结构不受破坏的要求。最终成功制得了粒径300～1000 m、壁厚20～300 m的聚丙烯腈空心微胶囊。     

密度矩阵重正化群的异构并行优化

密度矩阵重正化群方法（DMRG）在求解一维强关联格点模型的基态时可以获得较高的精度,在应用于二维或准二维问题时,要达到类似的精度通常需要较大的计算量与存储空间.本文提出一种新的DMRG异构并行策略,可以同时发挥计算机中央处理器（CPU）和图形处理器（GPU）的计算性能.针对最耗时的哈密顿量对角化部分,实现了数据的分布式存储,并且给出了CPU和GPU之间的负载平衡策略.以费米Hubbard模型为例,测试了异构并行程序在不同DMRG保留状态数下的运行表现,并给出了相应的性能基准.应用于4腿梯子时,观测到了高温超导中常见的电荷密度条纹,此时保留状态数达到10⁴,使用的GPU显存小于12 GB.     

平抛运动中的“时空”约束——以2012年高考物理试题为例

下落的高度决定运动的时间,运动的等时性是一条暗线,将平抛运动的两个相互垂直的分运动紧密地结合在一起,从时间方面相互制约,使得合运动的轨迹成为一条抛物线.初速度与位移的关系是另一条有形的暗线,它将两个分运动有机地结合在一起,从空间方面相互制约,促使做平抛运动的物体沿特定的抛物线轨迹运动.     

Projection Operator and Propagator for an Arbitrary Half—Integral Spin

Based on the solution to Bargmann-wigner equation for an arbitrary half-integral spin,a direct derivation of the projction operator and propagator for an arbitrary half-intergral spin is presented.The projection operator constructed by Behrends and Fronsdal is confirmed and simplified.The commutation rules and a general expression for the Feynman propagator for a free particle with arbitrary half-integral spin are deduced.Explicit expressions for the propagators for spins 3/2,5/2and 7/2 are provided.     

利用X射线激光干涉诊断等离子体电子密度

X射线激光波长短、脉冲短、亮度高而又具有良好相干性，用它作为探针来诊断高温高密度激光等离子体是一种非常好的工具。诊断的结果，一方面可以提供相关的等离子体信息，更重要的是可以用来校验相应的程序，对惯性约束聚变等研究具有重要意义。     

混方体系ANFIS-GA建模与优化框架及应用

混方(配方)问题是为了寻求一种多组元的组分配合，使其在一定工艺条件下获得的产物性能达到最佳。因涉及到组分含量限制、工艺条件、成本约束等特殊性，且实验或生产实际中所积累的数据多为离散和／或不完整数据，加之性能-组分-工艺参数之间的关系复杂，传统的建模与优化方法难以得到满意的效果，特别是要同时优化工艺参数时。     

谈概念转变教学之策略

 概念转变新一轮的课程改革注重学生的发展,关注物理同生活、同社会的联系,注重学生已有的知识、经验在以后学习中的作用。这些在物理学习之前形成的对现象、事实的感知理解,其中一些与科学概念相一致,为进一步学习科学知识打下基础,而另一些则与科学知识相矛盾,即存在错误的前概念。建构主义者认为,学生总是在自己原有经验和认知能力的基础上,建构他对新知识的理解,所以物理学习中学生头脑中的前概念是必然存在的。前概念对于学生来说,那是他们的精神财富,曾经“成功地”解释某些现象,是认识特殊现象的宝贵工具,例如,物体不推不动,运动方向受力等等。