现代物理知识学习是培养中学生科学素养的新途径

 国际世界已进入知识经济时代,高质量的人才,国民的综合素质是一个国家在21世纪能否具有国际竞争力,能否进行良性发展的关键。所以世界各国,特别是发达国家,如美国、日本、法国和英国等国家。他们竞相对基础教育进行改革,一致把人的全面发展作为基础教育的基本目标,重视培养中学生的科学素养。物理学在培养学生科学素养方面有着十分重要的地位。在中学物理教学中要培养学生的科学素养,途径很多,如物理学史的学习、物理实验等等,这方面的文章也出了不少。而近代物理学在对中学生科学素养,培养方面的作用关注的人目前还较少。作者认为在中学物理教学中有效地讲授现代物理知识,是提高学生科学素养的新途径。     

短脉冲强激光在稀薄等离子体中传播时的电磁类孤立子

 采用二维粒子模拟方法，研究了短脉冲强激光在稀薄等离子体中传播时电磁类孤立子的产生和时空演化过程。通过分析电磁场与等离子体波的非线性能量交换和激光场的频率谱结构等，给出了电磁类孤立子形成的基本物理图像，讨论了等离子体参数对电磁类孤立子形成的影响。模拟结果表明：类孤立子的形成是由于局部电磁波振荡频率减小至等离子体频率引起的，初始等离子体密度越高越容易形成空间局域结构。     

狭义相对论效应──运动时钟变慢的计算机模拟演示实验

利用精炼的C语言进行程序设计，定量模拟狭义相结论的运动时钟变慢，并对处于两种不同时空观的时钟运行进行对比，使得时间膨胀效应变得直观。     

参变过程中的群速延迟对晶体匹配长度的影响

基于能量守恒和三波耦合波方程,建立了超短脉冲在参变过程中二次谐波产生时的I类和II类相位匹配条件、基波与谐波之间的群速延迟时间、以及群速失配对晶体长度限制的理论基础。以负单轴非线性光学晶体CsLiB6O10为例,分析和数值计算了超短脉冲宽度为100fs时,谐波的群速匹配长度随基波波长变化的规律。研究结果表明在I类相位匹配条件下,基波波长为642nm时,群速延迟最小,相应的群速匹配晶体长度最长为19.1mm;在II类相位匹配条件下,基波波长为767nm,群速延迟最小,群速匹配长度最长为0.89mm。     

电子学领域的群速超光速实验

研究了电信号在阻抗周期失配的光子晶体结构中的群速超光速传播问题,构建了一种具有周期失配性的结构,此种阻抗失配引起非正常色散以及在8 MHz附近出现禁带.正弦调幅信号和窄脉冲信号分别被送入两种超光速实验装置. 实验结果表明,正弦调幅信号在禁带出现群速超光速,群速最大可达到3.52倍光速,而窄脉冲信号始终以正常速度传播.     

一维非均匀介质中透射电磁波的一些性质

讨论了一维非均匀介质中透射电磁波的拓幅和传播速度，当选z坐标轴沿介质连续变化的方向时，在一般入射角度下，介质内透射电磁波电场振幅的Etx和Ety与z坐标无关，仅Etx与z坐标有关，透射电磁波的群速和相速相等，都为1／√∈（z)μ(z)，随z坐标变化。     

BBOⅠ类相位匹配光参量放大中群速失配的补偿

描述了在BBOⅠ类相位匹配的飞秒光参量放大（OPA）中，利用非共线结构和倾斜抽运光的脉 冲波面来完全补偿三波群速失配的方法.理论计算了三波群速匹配时，非共线角、相位匹配 角、抽运光的脉冲波面倾斜角随信号光波长的变化，并分析了对抽运光光斑尺寸的要求和对 空间走离长度的影响.结果表明，利用该方法不仅能够实现最大的参量带宽，而且能够完全 补偿飞秒OPA中三波的群速失配.此外，选取合适的抽运光光斑尺寸和非线性晶体的长度对提 高参量增益也至关重要. 关键词： 群速匹配 非共线相位匹配 脉冲波面倾斜 飞秒光参量放大     

多模光纤模式场群速与相速的关系

为了从理论上统一射线光学和导波光学关于多模光纤中各模式场传播过程中时延的论述,试从介质波导理论出发,根据模式的特征根U随光纤归一化频率R的变化关系,在弱波导近似下导出了描述模式场相速Vp与群速Vg关系的重要结果:Vp*Vg=(c/n1)2。根据这一结果可以得出结论:对于低阶模式,由于相速Vp慢,所以群速快;高阶模式其相速Vp快,所以群速慢。对于给定的光纤,利用射线光学和波导光学进行了带宽估计,2种理论计算结果的一致性,印证了上述关系的正确性。     

飞秒光参量放大中三波群速失配的补偿

为了消除群速失配对参量放大的不利影响，描述了利用脉冲波面倾斜与非共线相位匹配相结 合，完全补偿飞秒光参量放大（OPA）中三波群速失配的新方法.计算了在BBOⅠ类、Ⅱ类相 位匹配条件下， 三波实现群速匹配时，相位匹配角、脉冲波面倾斜角以及非共线角随信号 光波长的变化.并分析了三波群速匹配对空间走离长度、参量增益和参量带宽的影响.结果表 明，在BBOⅠ类、Ⅱ类相位匹配条件下，利用该方法均能实现飞秒OPA连续调谐时三波的群速 匹配，从而大大增加了三波的有效互作用长度，为能够获得高增益，窄脉宽的参量光脉冲提 供了理论依据和指导. 关键词： 群速匹配 脉冲波面倾斜 非共线相位匹配 飞秒光参量放大