大学物理

三体散射的动力学

赵鸿马颖

2014, 33(8): 1-1.

摘要 ( 1124 )

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研究非线性相互作用的一维三原子集团之间的散射动力学,揭示随着系统能量的增加依次出现的混沌散射、非完全弹性散射、完全弹性散射现象,研究内部动力学属性,特别是混沌运动行为与散射行为之间的关系,解释混沌散射不可预测性的机制.

从气体吸附率看范德瓦耳斯气体模型的局限性

李立本雷建飞郝世明陈庆东巩晓阳李新忠

2014, 33(8): 6-6.

摘要 ( 771 )

PDF (268KB) ( 492 )

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利用占据数方法和正则系综理论分别求出了费米气体、玻色气体和范德瓦耳斯气体的化学势,比较了这三种气体与理想气体吸附率的差异.指出：费米气体的吸附率高于理想气体,玻色气体则低于理想气体.存在一个临界温度,高于此温度,用范德瓦耳斯气体描述费米气体不如理想气体模型;低于此温度,用范德瓦耳斯气体描述玻色气体不如理想气体模型.

电磁介质的极化和磁化

邓文基

2014, 33(8): 8-8.

摘要 ( 2147 )

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采用矢量分析方法,我们建立了电磁介质极化和磁化的一般理论,恰当地定义了可以描述任意束缚电荷和束缚电流分布的极化强度矢量和磁化强度矢量.无需借助电偶极子模型和分子环流模型,仍然可以推导束缚电荷和束缚电流分布与极化强度矢量和磁化强度矢量的定量关系.在宏观电磁理论中,分子环流模型和磁偶极子模型具有同等的地位,它们都可以诠释自旋磁矩的磁效应.

非对易相空间中理想气体的热力学性质

买买提热夏提·买买提沙依甫加马力·达吾来提亚森江·吾甫尔买买吐尔逊·巴卡吉

2014, 33(8): 11-11.

摘要 ( 806 )

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首先从非对易相空间中重新确定微观状态个数和配分函数来讨论在非对易相空间中单原分子理想气体的热力学性质.结果显示非对易效应不能在理想气体系统的内能、物态方程、热容量等宏观热力学性质中测量出.然而发现系统的配分函数和熵发生变化,表示在非对易效应作用下系统的能量简并度和系统的无序度发生变化.

脉冲波在一维无限长弹簧振子链中的传播

于凤军

2014, 33(8): 15-15.

摘要 ( 1320 )

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讨论脉冲波在一维无限长弹簧振子链的传播问题.

对有质量弹簧的振子基频作近似的若干算法之比较

陈奎孚贾贵儒黄峰

2014, 33(8): 18-18.

摘要 ( 761 )

PDF (275KB) ( 710 )

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对有质量弹簧的振子基频作近似这个命题,诸多作者提出了各自算式.我们选择近期给出的4个算式,用数值方法对它们进行了比较.给出了两个新构造的算式,它们具有较小的误差界.

离子键分子振-转能级与光谱

李重石陈永红李勇

2014, 33(8): 21-21.

摘要 ( 876 )

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对离子键分子内部势能函数进行了几何与物理分析,全面分析了4种分子键的贡献,克服了仅考虑马德隆势的不足,引入极化势与范德华势,建立了较全面精准适用的离子相互作用能量函数.求解了相应薛定谔方程,并引入了马德隆势的能量表象的Kramer公式,导出了能级的解析解.对氯化钠分子基态能量和基跃迁频率作了计算,其结果与实验值很好的符合.量子力学,量子理论是本科教学重要基础,本文在加深微扰论、表象理论、算符矩阵运算和矩阵元计算等内容的理解与应用是具体生动的,对本科生今后从事教学（大学）和升入更深层次的学习是很重要的.

再谈用闵氏几何解析“双生子佯谬”

刘智炜王笑君

2014, 33(8): 25-25.

摘要 ( 1656 )

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利用二维闵氏时空图解析双生子效应.明确闵氏几何线元长度与质点的固有时成正比,利用时空图中比较世界线长短的方法直观地在不同参考系中对双生子效应进行了定量的分析.另外,对＂三生子佯谬＂进行了定性半定量分析.

一平板带有圆柱形凸起的未屏蔽平板线中的TEM波及其传输特性

王福谦

2014, 33(8): 30-30.

摘要 ( 787 )

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利用保角变换,给出一平板带有圆柱形凸起疤的未屏蔽平板线内TEM波的分布规律,绘制其横截面上的场结构图,给出平板间场强与圆柱形截面在原点处的切线与x轴正向的夹角α的变化关系及数据,得到该传输线的最大传输功率将因平板上圆柱形凸起的出现而减小的结论.

基于光折射定律的虹成因分析及其实验应用

郑其明

2014, 33(8): 34-34.

摘要 ( 708 )

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建立了虹形成的理论模型,从理论上分析了虹形成原因,并通过实验对理论模型进行了验证,同时也通过实验让学生更直观地了解虹形成原因.在此基础上将上述理论模型及实验进行拓展,将其设计成综合性和设计性实验,培养学生综合应用能力.

一种演示正弦-高登方程孤立波的新方法

韩猛王英策王越张宇侯春风

2014, 33(8): 38-38.

摘要 ( 867 )

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正弦-高登方程对应的孤立波在非线性物理学中占有重要地位,但它不像孤立水波那样容易产生,它通常发生在微观领域.本文通过一种宏观装置近似演示正弦-高登方程孤立波,在理论上证实了该波为孤立波,研究了该孤立波的稳定发生、波速与碰撞等方面的性质.

落球法液体黏度测量仪的改进

吕勤[] 苏雅[] 范有恒[] 王家慧[] 王卫[]

2014, 33(8): 42-42.

摘要 ( 737 )

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实验室现用落球法液体黏度测量仪一般配备了激光测量和单片机数据处理,但由于其激光测量部分经常捕捉不到落球,使用起来极不方便.本文以很低的成本对其进行改造,使仪器的捕捉率达到90%以上,满足了教学和生产实际的需要.

孔明灯上升的物理机制及其模型优化的实验探究

石静瑜吴冬宇

2014, 33(8): 46-46.

摘要 ( 1039 )

PDF (1712KB) ( 407 )

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对孔明灯上升过程建立动力学模型,分析得到影响用时的相关因素,从实验角度出发,合理选择制作材料,提出可兼顾多重影响因素的等效合力法选择燃料,给出形状优化方案并验证,以达到缩短孔明灯从点燃起上升至2.5 m竖直高度用时的目的.

用微波分光计测量手征特异材料圆二色性

康志远陈思潮方恺李云辉赫丽武超赵俊飞

2014, 33(8): 51-51.

摘要 ( 782 )

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介绍了用微波分光计测量手征特异材料圆二色性的实验,利用微波分光计对双层交叉十字型结构的手征特异材料进行了测量,发现其具有明显的圆二色性;再通过电磁场仿真设计软件对其表面电流等进行分析;进而利用可变频率的矩形喇叭天线系统在一定频带范围内精确测量相关性质,验证了微波分光计观测到的结果.本实验丰富了微波分光计实验项目的教学内容,并让本科生在学习大学物理实验课程中接触到物理学前沿的研究工作,有益于培养学生的科学研究能力.

狭义相对论中的几个佯谬（讲课札记）

舒幼生

2014, 33(8): 55-55.

摘要 ( 1171 )

PDF (532KB) ( 1061 )

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真空光速c既是一个具有运动学品性的量,又是一个电磁场理论中具有动力学品性的量.因此狭义相对论中的光速不变原理不但可以给出洛伦兹时空变换,进而给出钟慢、尺缩等运动学观测效应,而且同时也对理论的动力学结构提出了在经典力学中不可能出现的约束.本文设计并详细分析了几个典型的佯谬问题,旨在说明狭义相对论的运动学如何约束其动力学结构.具体来说,运动学的观测效应要求动力学上与其协调的一定是以有限速度传播的场相互作用理论,其传播速度上限即为真空光速,而场量的变换应由洛伦兹时空变换所决定.进一步分析表明,场具有动量等物质属性,是物质存在的一种形式.

《从零学相对论》连载（26）

梁灿彬[] 曹周键[]

2014, 33(8): 61-61.

摘要 ( 957 )

PDF (1012KB) ( 1253 )

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§8.8伯克霍夫定理正如§6.5所云,史瓦西之所以能够很快就求得真空爱因斯坦方程的第一个精确解,是因为他巧妙地利用了问题本身的对称性——恒星既是球对称的,又是静态的.然而,任何恒星都不是永恒不变的,它们也像人一样要经历生、老、病、死等各个演化阶段,恒星在许多阶段中并不处于静态之中,这时恒星外部的时空几何还可用史瓦西真空线元式（8-7-1）描述吗？如果有人向史瓦西提出这个问题,恐怕也难以回答．直到1923年，伯克式霍夫（Birkhoff）才对此问题给出了肯定的答案，因为他证明了如下定理：

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