大学物理

把玩单个微观粒子的量子系统——2012年诺贝尔物理学奖介绍

王义遒

2013, 32(1): 1-1.

摘要 ( 888 )

PDF (837KB) ( 790 )

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2012年诺贝尔物理学奖因发明测量与操控单个量子系统的方法而授予了S.Haroche和D.J.Wineland.本文简单介绍这两位得主的主要贡献,对Haroche主要是利用微波腔测量单个光子,对Wineland则是利用离子阱囚禁并冷却了单个离子.文章介绍了这些方法的基本原理,同时指出了他们对阐释和验证量子力学理论,以及对实现量子计算机和特高精度原子钟等实际应用中的重要意义.

封面说明

2013, 32(1): 3-3.

摘要 ( 688 )

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1953年，沃森和克里克建立了生物细胞内的遗传信息载体DNA（去氧核糖核酸）结构的双螺旋模型，今年是60周年．DNA双螺旋模型的建立是20世纪科学的一件大事，它是20世纪自然科学四大模型之一（另外三个是宇宙学标准模型、粒子物理学标准模型和地壳的板块模型）．它一方面将生命科学的基础置于分子水平之上。

全国大学物理教学研讨会暨《大学物理》第九届编委扩大会议通知

2013, 32(1): 3-3.

摘要 ( 209 )

PDF (102KB) ( 239 )

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由中国物理学会教学委员会和《大学物理》编辑部主办，湖北省三峡大学承办的“全国大学物理教学研讨会暨《大学物理》第九届编委扩大会议”将于2013年5月上中旬在湖北省三峡大学召开．欢迎高校物理教师参加本次会议，有意者请与大学物理编辑部联系．

氦原子的基态波函数和库仑关联效应

陈冠军[] 黄时中[]

2013, 32(1): 5-5.

摘要 ( 1183 )

PDF (696KB) ( 583 )

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通过比较基态氦原子的Hylleraas波函数与Roothaan-Hartree-Fock波函数和组态相互作用波函数的差异,利用图示的方法说明了Hylleraas波函数之所以精确原因在于其对电子之间库仑关联效应的正确描写,对Hylleraas波函数的分析表明库仑关联使两个电子倾向于出现在原子核的两边,据此提出的—个氦原子运动的简单模型也给出与实验吻合的基态能量.

阻尼谐振子到简谐振子的变换

丁光涛

2013, 32(1): 9-9.

摘要 ( 841 )

PDF (161KB) ( 532 )

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在牛顿力学、拉格朗日力学和哈密顿力学3种形式中,利用变量变换将阻尼谐振子变换成简谐振子.

椭圆柱形电容器的电场及其耐压能力

王福谦

2013, 32(1): 10-10.

摘要 ( 765 )

PDF (445KB) ( 481 )

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利用复坐标系上的儒可夫斯基变换,分析椭圆柱形电容器内的电场分布,给出其内部的电势和场强分布表达式,并在场强分布矢量式的基础上,通过MATLAB数据处理软件的数值计算功能进行数值模拟,研究椭圆柱形电容器相对于圆柱形电容器耐压能力的变化情况.

电像法求解线电荷与带有半圆柱凸起的接地平板导体形成的电势和电场

周凌燕陈钢郑洁梅

2013, 32(1): 14-14.

摘要 ( 1044 )

PDF (310KB) ( 1135 )

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利用电像法求解了线电荷与带有半圆柱凸起的接地导体平板形成的电势、电场分布,讨论了导体表面电荷分布特征,并用Matlab软件绘出了等势图.

泊松比对拉伸法测材料杨氏模量的影响

牛晓东[] 卢莉蓉[] 袁小燕[] 郭嘉泰[]

2013, 32(1): 18-18.

摘要 ( 1180 )

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用拉伸法测杨氏模量较小的圆形材料杨氏模量实验时,伴随材料的拉长,其直径将明显减小.此时,实验必须考虑材料直径的变化.以拉伸法测圆形硅胶的杨氏模量为例,将材料直径的变化通过泊松比转为材料伸长量,实验结果表明引入泊松比所测杨氏模量精确度提高,不确定度减小.

等效回路法在离子液体电极效应中的应用

毕岚[] 梁忠诚[]

2013, 32(1): 21-21.

摘要 ( 784 )

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利用等效电回路模型简化离子液体的电极系统,分析了电极效应中出现的3个特征频率和各自表征的物理意义.基于离子液体介电谱实验数据,获取了等效电回路的基本参数：本体电容、本体电阻和电双层电容,进而得到离子液体样品和电双层的基本介电参数,以及与离子迁移相关的物性参数如扩散系数、迁移率、离子液体中有效离子浓度,对深入理解离子液体导电和界面机制有重要的意义.

微机塞曼效应实验的改进和电子荷质比的编程测量

刘志军

2013, 32(1): 25-25.

摘要 ( 873 )

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根据塞曼效应实验及电子荷质比的计算原理的分析,本文编写了一个处理实验数据的数据库软件,改进了数据处理方法,进行了实际的实验测算.并与采用不同计算方法的南京激光仪器厂所开发的数据处理软件的测算结果进行了对比.结果表明,采用完全相同的多组实验数据,最后的计算结果不论是从精确性还是离散度方面都要优于前者.

声学黑洞简介

方恒忠周开虎宋玉明

2013, 32(1): 30-30.

摘要 ( 2699 )

PDF (372KB) ( 1572 )

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介绍了一种引力黑洞的类比模型———声黑洞.从几何声学和物理声学两方面对其类比原理进行了分析,介绍了声黑洞的定义及其结构参数.回顾了在声黑洞的研究历程中所取得的重要进展,分析指出声黑洞的研究目前存在的理论和实验上的困难,并对未来的研究进行了展望.

椭圆旋轮线

陶涛邱为钢

2013, 32(1): 33-33.

摘要 ( 1230 )

PDF (167KB) ( 385 )

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一条光滑曲线在另一条光滑曲线上无滑动滚动,滚动曲线上一点的轨迹就是广义旋轮线.利用弧长坐标,给出了广义旋轮线的轨迹方程.对于椭圆,画出了椭圆旋轮线轨迹.

抗磁和顺磁性材料在磁场中弱磁力实验测量

雷一明蔡舒啸黄晓飞王锦辉

2013, 32(1): 35-35.

摘要 ( 817 )

PDF (267KB) ( 659 )

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对抗磁性材料和顺磁性材料在强磁场中的弱磁力进行测量.利用设计的实验装置,成功测得抗磁性石墨片和顺磁性材料铝片在永磁铁阵列表面受到的弱磁力.研究证明弱磁力的大小与磁场及磁场梯度乘积成正比.

利用多边形逼近圆环的思想计算有限长均匀带电的偏轴圆筒在空间任一点的电场

王嘉乐

2013, 32(1): 38-38.

摘要 ( 802 )

PDF (659KB) ( 432 )

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根据有限长均匀带电线的电场强度解析公式以及叠加原理,用二重积分求解有限长均匀带电圆柱在空间（真空状态下）任一点的电场,借助计算机数值计算并模拟出有限长均匀带电的偏轴圆筒（即在大圆柱中挖去一个与之平行的非共轴的小圆柱空腔）,在空间任一点的电场大小及方向.

手机电磁辐射研究

羊勇[] 杨嘉[] 杨玉琦[]

2013, 32(1): 42-42.

摘要 ( 975 )

PDF (453KB) ( 877 )

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根据电磁学理论和比吸收率SAR测量模型,简化手机电磁辐射测量方法,用手机近场辐射的磁感应强度值来衡量手机电磁辐射水平,通过对大量手机在不同使用状态下的磁感应强度值进行实验测量和数值分析,得到手机电磁辐射的一些规律,发现接通瞬间的手机辐射要比正常通话时的辐射强数倍,品牌手机的辐射相对要弱,移动时接打电话的手机辐射比静止时的强.根据测量结果,提出了减少手机电磁辐射对人体影响的对策和建议.

基于相移干涉与分数傅里叶变换的纯相位图像加密

金伟民马利红刘健

2013, 32(1): 46-46.

摘要 ( 888 )

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只有两步的正交相移干涉方法,只需记录两幅干涉图,不需要记录物光波和参考光波的强度信息,就可以再现没有零级像和共轭像的再现像.结合分数傅里叶变换和双随机相位编码,提出一种纯相位光学图像加密技术.解密时,只要获得正确的密钥,经过简单的计算就可以重建清晰的原始图像.模拟实验验证了它的可行性和有效性,并分析了抗裁剪和噪声的鲁棒性以及参考光强度大小对加密解密的影响.

衍射图样的数值模拟

王晓峰于国萍

2013, 32(1): 50-50.

摘要 ( 773 )

PDF (595KB) ( 754 )

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介绍了平面波角谱理论中得到衍射积分公式的方法.用Matlab计算了15×15矩孔阵列近场区域的衍射图样,在距离周期衍射屏特定距离处出现衍射屏的自成像.

用液芯柱透镜测量液体折射率

李强普小云

2013, 32(1): 52-52.

摘要 ( 1065 )

PDF (428KB) ( 760 )

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制作了一种液芯变焦柱透镜并将其用于精确测量液体的折射率.在空心的柱透镜内注入待测折射率的液体,通过测量液芯透镜的焦距,根据焦距和折射率之间的关系,计算出液芯介质的折射率.此方法有效地提高了折射率测量的灵敏度,减小了测量系统的景深.选取×20倍显微物镜可实现液体折射率1.3～1.642范围内的精确测量,单次测量误差小于0.000 2.

《玻恩研究》——值得推荐的一本科学技术史专著

秦克诚

2013, 32(1): 57-57.

摘要 ( 652 )

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《玻恩研究》一书,由人民出版社2012年7月出版,是河北大学厚宇德教授撰写的关于哥廷根物理学派领袖玻恩的专著,也是关于量子力学史的专著.我曾应邀为该书写了序言,因此我觉得有责任对该书作一介绍和评论.

《热力学与统计物理简明教程》——值得推荐的好教材

赵诗华

2013, 32(1): 58-58.

摘要 ( 1981 )

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高等教育出版社2011年出版了《热力学与统计物理简明教程》一书,是《大学物理》副主编、北京师范大学物理系包景东教授历经十多年的教学科研编写而成的.在教学过程中,作者博览了国内外热物理学、统计热力学、平衡态统计物理、量子统计物理学、计算物理等教科书及科研论文,根据教育部物理学与天文学指导委员会颁布的高等学校物理本科指导性专业规范编写了此书．

《从零学相对论》连载⑦ 第4讲趣味运动学效应

梁灿彬[] 曹周键[]

2013, 32(1): 59-59.

摘要 ( 944 )

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§4.1尺缩效应和车库佯谬稍微接触过狭义相对论的人都听说过尺缩、钟慢等饶有兴味的效应.当你进一步听到＂双生子悖论＂和＂车库悖论＂时,除了觉得更加有趣之外,还会平添许多疑惑和不解.其实,只要思维清晰,利用洛伦兹变换就可把这些效应解释清楚.不过,对于某些问题（特别是＂双子悖论＂）,在听完用洛伦兹变换的分析后往往仍感到若明若暗，

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