“一个看似简单的问题”不简单——对《趣味物理学》中一个问题的分析

笔者执教高中的时候,正在研究一个有关液体压强的问题.忽然,来一位学生把别莱利曼的《趣味物理学(续编)》递给我,让我看文中第6.8节"一个看似简单的问题".该学生怀疑它的正确性.追忆往事,撰成此文.1问题的提出文献[1]中原题:您的面前是盛满30杯水的茶     

碳纳米管液面排布转移技术--一种新型纳米器件加工手段

采用高温电弧法和气相CVD法制备了单壁和多壁碳纳米管，对其进行气相提纯、化学处理和端口高分子修饰后，溶于有机溶剂形成稳定的溶液。随后在水溶液表面依照分子与碳纳米管之间的力学作用平衡机制，形成取向平行排列的碳纳米管单分子层造型，然后被原样转移沉积到经预先处理过的基片表面，形成碳纳米管的均匀排布结构层。利用这种方法，每次转移的碳管数量一定，因此可以通过一层层的沉积来控制做多层结构。     

高精度平面绝对标定

在高精度面形检测中,绝对标定是提高检测精度的重要方法。但在平面绝对标定中,无论是经典的三平板绝对检测还是旋转平移绝对检测都无法对平面的power项进行绝对标定。而利用液面进行绝对标定虽然可以给出完整的平面标定,但是液面易受环境影响,重复性难以提高,因此标定精度往往不高。针对这一难题,利用Fizeau干涉仪,采用液面方法对平面的power项单独进行绝对标定,结合旋转平移绝对标定方法对平面其他Zernike项进行标定,从而得到了完整的高精度的平面绝对标定。不仅提高了检测精度,也对平面进行了完整的高精度标定,大大提高了干涉仪的检测精度。     

气泡在自由液面破碎后的射流断裂现象研究

在势流假设下, 考虑表面张力以及黏性修正, 建立自由液面在气泡破碎后全非线性运动的数值模型, 给出射流断裂和水滴撕裂的数值处理方法. 同时进行上浮气泡在自由液面破裂的实验研究, 数值解与实验值符合良好.为了研究自由液面在气泡破碎后的运动学机理和规律, 运用开发的程序研究了不同尺寸气泡破碎后的动态特性, 包括从气泡底部顶起的射流、射流断裂以及水滴分裂等复杂的物理现象, 总结了从射流上撕裂出的第一个水滴尺寸、撕裂时间以及最大射流速度的变化规律. 最后讨论了雷诺数与韦伯数对气泡破碎后自由液面运动的影响. 关键词： 气泡 自由液面 破碎 断裂     

薄膜硅的变隙问题及隙态分布

用电子束蒸发的方法制备可变光学带隙薄膜硅材料, 给出了研究结果. 介绍了一种做透过率曲线切线确定薄膜光学带隙的简易方法, 给出了制备工艺和条件, 以及各种材料的隙态分布图. 实验发现, 材料的光学带隙宽度不但与量子尺度效应有关, 而且与缺陷形成的势垒高度和宽度以及有序短程(原子串)长度有关; 给出了常规硅材料的光学带隙与原子串长度的关系. 计算表明, 随着原子串长度的加大, 势阱中的电子液面升高, 载流子受缺陷势垒的散射减弱; 在原子串长度较低的情况下, 电子液面不总是随着原子串长度升高, 而是有较大的涨落, 形成锯齿状波动.计算还发现, 在势垒宽度与原子串长度之比不变的情况下, 电子液面还与势垒高度有关. 关键词： 薄膜硅 可变光学带隙 隙态分布 电子液面涨落     

宏观接触角与亚宏观接触角──兼评一种接触角的分子理论

本文对固─液接触问题提出宏观液面、宏观接触角和亚宏观液面、亚宏观接触角的概念，给出亚宏观接触角的近似公式；并指出，由于忽视了上述概念之间的区别，一种流行的接触角的分子理论所给出关于宏观接触角的定量公式并不正确；不过在内聚力与附着力成比例的条件下，该公式关于润湿与否的定性结果还是适用的。     

测量毛细管中液面上升高度的另一种方法

从流体动力学角度推出了液体在毛细管中上升的高度，从而指出的测量液体表面张力系统数中传统方法的欠缺，提出了采用下降法测量液体在毛细管内的高度的方法，使得测量液体表面张力系数的系统误差大大降低。     

血液粘度测试仪中光电式液面检测电路设计

在血液粘度测试仪的设计中，需要解决液面检测与信号处理问题，我们采用由红外发光二极管和光敏电阻组成的光电式液面传感器，通过本文介绍了信号处理电路实现血液与水液面的归一化，输出信号直接与计算机接口。     

溶液中金属元素的激光诱导击穿光谱

利用激光击穿光谱的方法对水溶液样品中的金属元素进行定性和定量分析。分别采用竖直喷流(口径0.5 mm)和静止液面两种样品采样模式,针对不同质量浓度的Cd,Fe,Al和Pb元素进行了检测分析并得到了其定标曲线(线性拟合相关度基本在0.99以上),初步确定了4种元素在喷流模式下的检测限为0.206 5(Cd),0.147 6(Fe),0.061 9(Al)和0.200 9(Pb)g/L;静止液面模式下的检测限为0.050 1(Cd),0.0239(Fe),0.014 8(Al)和0.006 9(Pb)g/L。实验所得的结果为检测工业废水中金属元素的含量提供了依据。     

基于液面旋转平移法的绝对检验技术研究

绝对检验作为一种光学元件高精度检测方法,其中的两平晶绝对检验无法精确测量平移过程中的倾斜误差,导致恢复的面形中二次项出现偏差.液面在位置变化前后能够保持水平,在旋转平移过程中不会产生倾斜误差.推导了平移过程中倾斜误差和恢复面形中离焦项的关系,并通过仿真分析加以验证,当不存在倾斜误差时,残差面PV值小于1nm.在300m...