大学物理

电阻分联及其应用——电阻串并联的一个逆问题

陈难先

2017, 36(2): 1-4. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.001

摘要 ( 1131 )

PDF (1024KB) ( 843 )

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介绍电路分析的一种新方法，称为电阻分联法.文中附有几个应用实例.这工作可看作是电学中逆问题一例.

虚位移之“虚”表现何在?

刘天贵，刘全慧

2017, 36(2): 5-7. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.002

摘要 ( 2289 )

PDF (173KB) ( 1405 )

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阐述使用虚位移处理具体问题可以分解为三步: 1) 对一个具体的物理问题，给出自变量虚位移的定义; 2) 对这个问题需要的函数，由于自变量的虚位移产生的变化; 3) 对相关函数加上物理要求.经过这三步之后，才能给出物理上合理的结果.而其中的第二步，体现了其非真实性.

月球上的“第四”宇宙速度

于凤军

2017, 36(2): 8-10. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.003

摘要 ( 1694 )

PDF (397KB) ( 870 )

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计算从月球表面发射的物体能够脱离太阳系引力所需要的最低速度. 结果是11.6 km/s，方向沿望日时月球的轨道运动方向.

球面折射系统对高斯光束的变换和传输模拟

秦华，张爽，李文瑞，魏功祥，刘云燕

2017, 36(2): 11-17. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.004

摘要 ( 1324 )

PDF (1530KB) ( 1406 )

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为研究高斯光束在厚透镜中的传输特性，由几何光学处理傍轴光线的方法，理论上推导了高斯光束的物像束腰位置以及物像束腰半径间的关系，并由高斯光束传输光线就是单叶双曲面直母线的假设，光线追迹模拟了高斯光束在透镜系统的传输过程.模拟结果表明，当物高斯光束束腰位置与透镜系统物方焦点的距离远大于高斯光束的共焦参数时，用几何光学傍轴光线方法所得到的高斯光束束腰位置和半径的理论结果与光线追迹得到的高斯光束束腰位置和半径模拟结果一致，否则，光线追迹模拟结果不正确.

相干态在算符正规排序中的应用

任刚，杜建明，余海军，张文海

2017, 36(2): 18-23. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.005

摘要 ( 1280 )

PDF (244KB) ( 545 )

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利用相干态的超完备性与有序算符内的积分技术，给出若干量子玻色算符的正规排序形式.与其他方法相比，此方法在理论应用中具有简捷明了的特点.

三个耦合摆微幅振动的守恒量与对称性研究

楼智美

2017, 36(2): 20-23. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.006

摘要 ( 1196 )

PDF (411KB) ( 504 )

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用拉格朗日方程建立三个耦合摆在微幅振动下的运动微分方程，通过坐标变换实现对拉格朗日函数的解耦，从而直接求得系统的4 个守恒量，并运用Noether 逆定理和Lie 对称性理论分析与守恒量相应的Noether 对称性和Lie 对称性.

全面提升牛顿定律应用—以N-S 方程推导为例

莫润阳，王成会，边小兵

2017, 36(2): 24-27. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.007

摘要 ( 1490 )

PDF (280KB) ( 839 )

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以N-S 方程的推导为例，按牛顿力学解决问题的思路和方法，综合利用弹性力学中的截面法、流体力学中的流体微团等概念及流体连续性方程等，得到常见的不可压缩流体N-S 方程的一般的形式，使经典力学方法在解决复杂的流体问题中发挥作用.不仅强化科学思维，还锻炼了学生的综合利用知识能力.

一种绳约束两质点的运动研究

舒新文，许新胜，姚关心，侯长健

2017, 36(2): 28-33. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.008

摘要 ( 1452 )

PDF (1349KB) ( 974 )

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研究一种绳约束下两质点运动的动力学模型和运动规律，分别采用泰勒级数展开的方法和四阶龙格-库塔数值方法，得到了质点运动微分方程的近似解和数值解.通过对系统的动力学方程计算，给出了位置矢量随时间的演化曲线、运动相图和运动轨迹.研究发现系统的运动与初始位置和速度有关，在初速度较大和较小时，系统作非线性周期性运动.存在临界初始速度，使得系统处于平衡态，在微小扰动下系统在初始位置附近作近似简谐振动.以上研究结果对微小振动力学问题的教学　　和科研具有一定的参考价值.

用矢势求解似稳电路中“三维导体”自感系数

刘世明

2017, 36(2): 34-38. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.009

摘要 ( 1202 )

PDF (222KB) ( 473 )

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由矢势分析了“三维导体”的自感电动势，利用E= L|∂l/∂t|给出了“三维导体”无限长同轴电缆的自感系数.直观地说明了自感的成因.

接地条形导体板对均匀电场的影响及其数值模拟

王福谦，贾兰芳，王磊

2017, 36(2): 36-38. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.010

摘要 ( 1207 )

PDF (1229KB) ( 774 )

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利用保角变换法和复位函数法，研究接地条形导体板对均匀电场的影响，给出其电势和场强分布，并利用软件 MATLAB 对场分布进行数值模拟.

拉脱法测量液体表面张力系数的改进

林仁荣，邱祖强，陈丽敏，谢知

2017, 36(2): 39-42. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.011

摘要 ( 1789 )

PDF (680KB) ( 2412 )

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通过改进原有的实验仪器，设计一个拉脱法测量液体表面张力系数的新实验.从金属环片受力分析开始，推导测量液体表面张力系数的计算新公式，纠正了一直以来不计液膜重力的过于粗略的计算方法.实践证明该实验测量方法操作方便，测量过程稳定，重复性强，数据精度高.并对新的实验结果进行准确分析，澄清了有关文献中错误的概念.

K-means 均值聚类算法在磁阻效应实验中的应用

王蕴杰

2017, 36(2): 43-46. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.012

摘要 ( 1072 )

PDF (736KB) ( 638 )

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对磁阻效应作用原理和磁阻传感器原件的应用进行了介绍，并借鉴数据挖掘技术提出了一种利用曲率及K-means 均值聚类算法对磁阻效应实验数据进行分析处理的方法，结果显示该方法具有高精确度、人为因素小、直观性强的优点.

拓扑改变凝聚态物理 —2016 年诺贝尔物理学奖

施郁

2017, 36(2): 47-54. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.013

摘要 ( 1812 )

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本文从物理学和凝聚态物理的大背景出发，评述了2016 年诺贝尔物理学奖的获奖成就及其科学背景和后续发展. 在描述了相和相变后，解释了拓扑相变如何绕过相变的维度限制，拓扑是如何揭示量子霍尔效应的实质并导致陈绝缘体，以及拓扑是如何使得1 维反铁磁体的特性依赖于自旋量子数是整数或半整数.

相对论效应对GPS 的影响

钟季康，胡盘新

2017, 36(2): 55-57. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.014

摘要 ( 2139 )

PDF (353KB) ( 1125 )

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全球定位系统( GPS) 对时钟的精度提出了很高的要求. 由于GPS 卫星的速度和高度，本文从狭义相对论和广义相对论两方面论述了无论是运动时钟变慢，还是引力场中高处时钟加快的效应都将对GPS 系统时钟的精度产生不可忽视的影响.这是大学物理课程讲述相对论的一个极好的例子.

一种双毛细管液体黏度测量方法

朱泽斌，孙阿明，戴苾芬

2017, 36(2): 58-60. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.015

摘要 ( 1201 )

PDF (303KB) ( 421 )

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当流体流过一段毛细管时会发生水头损失，其与管长有关，利用这一原理让液体流过两段相同内径而长度不同的直毛细管，控制两段毛细管上液体的流出端到液面的垂直距离相等，则相同时间内流出两段毛细管的液体质量比与液体的黏度相关.通过测量这一质量比就可以得到液体的黏度.

通过测量137Cs 的β 衰变和内转换电子能谱研究其衰变特性

任赞，王选，牛亚洲，李盘根，张泽涛，张高龙

2017, 36(2): 61-65. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.02.016

摘要 ( 2720 )

PDF (725KB) ( 1320 )

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本研究用Si( Li) 漂移探测器测量了137Cs 的β 衰变能谱和内转电子能谱，对β 衰变能谱进行了居里描绘和从内转电子能谱取得了内转换系数.得到β 衰变的最大能量为( 513.11±1.76) keV，与参考值误差为0.17%; 得到内转换系数K/L = 5.712 ±0.217 和M/L= 0.264±0.018，与参考值的误差分别为0.92%和1.54%; 并确定了137Cs 在β 和γ 衰变中的跃迁级次，给出了137 Cs 及其衰变子核137Ba 各能级的自旋和宇称，绘制出了137Cs 的衰变纲图.说明该实验方法是可靠的，可用于实验方面的教学和原子核结构的研究，并为其提供必要的实验数据.

封面说明

穆良柱

2017, 36(2): 66.

摘要 ( 746 )

PDF (171KB) ( 205 )

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今年是路德维希·玻尔兹曼( Ludwig Boltzmann)发表划时代著作[1]140 周年.在此文中，玻尔兹曼明确提出了一个封闭热力学体系处于平衡状态的熵与其微观状态数的关系，用今天习惯的记号，即S=k ln Ω.这一公式揭示了自然界的一个重要规律，对于之后物理学，特别是统计物理学的发展起到了奠基的作用.

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