结构工程师和骨科医生的产儿——沃尔夫定律

沃尔夫定律是:骨在需要的地方就生长,在不需要的地方就吸收. 即骨的生长、吸收、重建都与骨的受力状态有关. 是19 世纪德国的外科医生朱利叶斯·沃尔夫的重大发现. 后来被称为沃尔夫定律. 介绍在沃尔夫之前,由生理和解剖学家迈尔和结构力学家和土木工程师库耳曼的交往,迈尔在库耳曼的启发下,研究了骨骼的力学结构. 而沃尔夫是继承和发展了他们的研究才明确提出沃尔夫定律.     

150 fs~10 ps脉宽下熔石英激光损伤的仿真与分析

基于约化电子数密度增长速率方程,建立了熔石英导带电子数密度随脉冲持续时间变化的模型。利用电子数临界密度这一概念,得到了150 fs~10 ps脉宽下,熔石英激光损伤阈值范围。分析表明,5~10 ps,雪崩电离仍然起主要作用,而光致电离提供的初始电子使雪崩电离不再依赖材料原有的初始电子;当脉宽减小到约为4 ps时,光致电离与雪崩电离作用相等;之后,光致电离起主要作用。通过仿真出的损伤阈值拟合,得到了该脉宽区间下新的脉宽定律：熔石英的损伤阈值正比于脉宽的0.38次方;考虑温度对熔石英损伤阈值的影响,熔石英的损伤阈值正比于脉宽的0.34次方。     

绝对零度的思考

简要叙述了绝对零度的定义、由来和极低温的历史;对绝对零度的定义以及不可达到性谈了自己的理解;说明了不能从热力学第二定律推导绝对零度不可能达到的原因;最后阐述了绝对零度不可能达到与热力学第三定律是不等价的。     

一种被动式单波长实时测温系统的优化设计

基于Kirchhoff定律,利用一面反射镜,设计了一种可同时测量发射率及温度的单波长实时测温系统.从系统的测温灵敏度、相对测温灵敏度、探测器的温度分辨力及系统的测温标准差与波长的关系出发,并结合大气对红外辐射的透射特性,优化了系统的工作波长; 从系统的抗反射辐射能力与波长带宽的关系出发,并结合探测器的最小可探测光功率要求,优化了系统的波长带宽.实验结果表明,当λ=0.80 μm、Δλ=20 nm时,在测温范围600~2 500℃内,系统的测温不确定度优于0.3%.     

井口究竟变大还是变小?

由于光的折射,从水中往上看,会感觉到物体的位置比实际位置要高一些.以井底的青蛙从水中观察井口为例,利用物理规律结合数学方法定量分析了从不同位置观察时,井口位置上移和侧移的一般表达式,总结出水井中的青蛙看到的井口位置和实际井口位置的关系.并通过利用水下摄像机模拟青蛙看井口的实验,证明理论推导的正确性.     

封面说明

今年是伟大的德国天文学家和数学家开普勒诞辰450周年。本刊特以他的肖像和以他的名字命名的描述太阳系行星运动的三大定律作为封面,致以敬意。     

大气温度起伏谱的测量

用直径1μm和10μm金属丝分别测量了大气温度起伏功率谱,提出了测量湍流外尺度的方法。实测结果表明：在复杂的光传输路径上至少有50%的温度谱不符合Kolmogorov的－5/3定律;用直径1μm丝进行单点测量的C2n和直径10μm丝进行双点测量的C2n较为一致;80%的外尺度不超过7m。     

物理化学在线课程教学设计与实践——以热力学第二定律与卡诺热机为例*

提出在线课程应立足于对线下课堂教学内容的疏导、梳理、凝练和升华,并以“热力学第二定律与卡诺热机”在线课程为例进行介绍。采用问题链形式引导学生从卡诺热机推导热力学第二定律数学表达式,阐明了卡诺热机在热力学第二定律形成过程中的重要作用和地位,强调了卡诺对于热力学的重要贡献,培养了学生探究精神和学科素养。为在线课程提供了教学案例和设计思路。     

Adsorption separation performance of H2/CH4 on ETS-4 by concentration pulse chromatography

To exploit an effective adsorbent to separate hydrogen and methane, microporous titanium silicate molecular sieve NaETS-4 was synthesized and modified by strontium. The adsorption characteristics and diffusion behaviors of the prepared titanosilicate molecular sieve were studied by concentration pulse chromatography. And the effects of ion-exchange and dehydration temperature on adsorbent structure and gas diffusion were also discussed. The results showed that the thermal stability and Henry＇s Law constants were enhanced and micropore diffusivity decreased after exchanging Na＋ with Sr2＋. With the increase of dehydration temperature, Henry＇s Law constant and micropore diffusivity of CI-I4 decreased in both NaETS-4 and SrETS-4. While for 1-12 in SrETS-4, the increase of Henry＇s Law constant and the decrease of diffusion rate can be attributed to the shrinks of pore diameter resulting from the relocation of Sr2＋. Correspondingly, the kinetic selectivity of H2/CH4 reached 8.91 indicating its potentiality in separating H2 and CH4.     

高压熔化的自由体积理论

 根据液体的自由体积理论导出了高压熔化的积分表达式。利用熔点处粒子的自由体积与其平均体积之比很小这一特性,给出了简化的自由体积高压熔化公式,简化公式具有与通常使用的高压Lindemann熔化公式完全相同的形式。初步探讨了Lindemann定律的物理内涵。