大学物理

超快激光与激光频率梳

周静

2018, 37(7): 1-4. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170596

摘要 ( 1697 )

PDF (554KB) ( 1005 )

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用光干涉理论和傅里叶变换的知识，定性半定量的分析超快激光和激光频率梳，根据多光束干涉的结论分析锁模技术形成超快脉冲激光的原理以及超快激光的时域特性，用傅里级数和傅里叶变换的性质分析超快激光频率梳的物理图像、脉冲激光的时域脉宽与频域带宽的关系、以及时域脉冲间隔与频域频率间隔的关系. 介绍频率梳在光频测量中的应用.

量子力学波粒二象性以及纠缠现象的一个实验验证

刘颖，常春蕊，魏环，谷建生

2018, 37(7): 5-7. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 180023

摘要 ( 2354 )

PDF (1027KB) ( 631 )

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对不相符实验进行深度挖掘，以不可辩驳的实验结果深入浅出地解释了量子力学最基本的波粒二象性现象、波函数的叠加原理及量子纠缠现象，体现了量子物理学与经典物理学一样，具有实证性，而不仅仅是由推理和假设构建成的纯理论体系.

带电液滴的稳定性和临界电荷问题

于凤军

2018, 37(7): 8-10. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170481

摘要 ( 1865 )

PDF (170KB) ( 1095 )

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针对电荷分布于液滴表面和液滴体内二种带电模型，使用能量分析法，讨论带电液滴的稳定性问题，并且推导出临界电荷的表达式.

用复势函数计算共焦双曲柱面间的电场和电容

贾秀敏

2018, 37(7): 11-14. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170594

摘要 ( 1619 )

PDF (262KB) ( 732 )

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根据解析函数的性质，通过反双曲正弦函数及边界条件，导出了共焦双曲柱面间的电场和单位长度的电容，并对一些特例作了讨论.

基于保角映射的格林函数法及其应用

王福谦，殷勇，刘伟歧

2018, 37(7): 15-18. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170442

摘要 ( 1960 )

PDF (1200KB) ( 436 )

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将格林函数法与保角映射相结合，求解复杂形状边界的二维静电场边值问题，得出电场分布规律，并通过MATLAB数据处理软件的数值计算功能进行数值模拟，绘制出其电场线与等势线( 面) 分布图，验证了所得结论的正确性. 此方法拓展了格林函数法的应用范围，为求解边界形状复杂的二维静电场的边值问题提供了一种新的思路和途径.

LS耦合下原子基态的简化确定方法

鲁同所，孙敏，黄玉华，杨骞，席特

2018, 37(7): 19-22. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170648

摘要 ( 2341 )

PDF (323KB) ( 1528 )

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在原子物理学和近代物理学中，均不同程度的涉及原子基态的确定问题，由于过程中牵涉很多物理原理，相对来说是个比较复杂的问题，但是原子基态的确定对研究原子的电子壳层结构具有重要的意义，本文给出了确定原子基态的理论依据和简便方法，并运用这种方法求解了几种不同类型的原子基态电子组态形成的原子态.

Kerr 时空赤道面上零测地线方程的严格求解

赵凡，贺锋

2018, 37(7): 23-24. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170603

摘要 ( 1498 )

PDF (342KB) ( 825 )

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运用欧拉- 拉格朗日方程给出了Kerr 时空赤道面上的零测地线方程并求出两个首次积分，结合零测地线所满足的恒等式求得轨道微分方程. 通过把被积函数化成部分分式，以及解出被积函数中的一个四次方程并对根进行排序，可把轨道微分方程的解表示成第一类椭圆积分和第三类椭圆积分.

引力波观测支持黑洞面积定理

赵芸赫，马宇翰

2018, 37(7): 25-27. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170580

摘要 ( 1795 )

PDF (166KB) ( 494 )

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黑洞面积定理表明黑洞顺时演化面积不会减小，这被证明与热力学第二定律相对应. 注意到LIGO 近来的4 次引力波观测数据均来自双黑洞的融合过程，进而本文利用这些观测数据对面积定理进行验证. 结果显示该4 次观测结果均支持黑洞面积定理. 此外，本文也从理论上给出了N 个黑洞融合时面积定理的等价表述.

对史瓦西黑洞视界外粒子的轨道属性及结合能释放机制的讨论

杨志万

2018, 37(7): 28-30. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170466

摘要 ( 1793 )

PDF (205KB) ( 806 )

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文章首先分析了史瓦西外场中等效势的分布特点，进而分析了不同动力学条件下粒子的轨道属性，特别是束缚态圆轨道的稳定性. 最后对束缚态圆轨道粒子的结合能释放机制进行了讨论.

差示扫描量热法研究系列浓度氯化钠水溶液的固液相变

王丽娜，杜斌，赵兴宇，黄以能，周恒为

2018, 37(7): 31-36. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170565

摘要 ( 1628 )

PDF (983KB) ( 531 )

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在- 50 ～ 50℃范围内，利用差示扫描量热法测量了21 个摩尔比b 的系列氯化钠水溶液，除纯水外，所有浓度的溶液均出现了双峰，随b 的增加，高温峰强度减小、峰位向低温移动，低温峰则相反，最后逐渐重合. 提出了重叠双峰的分峰方案，并得到了各熔化峰的特征量随b 的变化结果，该结果与微观相分离模型一致，并据此给出了溶液中氯化钠浓度空间分布情况. 该研究对深入认知生物体中电解质的微观结构和固液相变等有一定的参考价值.

利用全反射测量透明液体折射率的一种实验方法

阿克木哈孜·马力克

2018, 37(7): 37-39. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170161

摘要 ( 4021 )

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折射率是重要的光学参量之一. 作者应用偏振光实验仪( WPZ 型) 台架和光源，用直径为6 cm、200 ml 玻璃烧杯内正中用60 mm × 80 mm × 2 mm 矩形的透明玻璃片分隔为两半，设计一种新的简单实验容器，根据光的全反射定律测定任意透明液体的折射率. 并用此方法测定蒸馏水、饱和蔗糖和二碘甲烷的折射率. 实验表明该方法有便于操作、成本低、效率较高等优点，对透明液体的折射率测量具有一定的参考价值.

船舶尾流磁异常模拟系统设计与实现

张建生，张成基，鲁晓璐，张东泉

2018, 37(7): 40-46. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170475

摘要 ( 1328 )

PDF (1684KB) ( 455 )

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为了准确、快速地模拟船舶尾流引起的磁异常，基于麦克斯韦方程、磁流体力学和船体相关理论计算建立了尾流磁异常的数学模型，利用MATLAB 软件中的GUIDE 工具设计了船舶尾流磁异常的GUI 仿真系统. 利用设计的系统模拟了船舶运动过程中尾流磁异常的大小和空间分布状态，得到尾流磁异常在二维和三维空间磁异常都是沿传播距离方向逐渐衰减的，衰减程度与船型、船速和磁倾角等参数的取值有关. 该模拟系统将变量参数一体化，操作方便、仿真结果直观且可多次重复模拟，便于实时快速和准确的仿真尾流磁异常的变化规律.

光学仿真设计实践能力培养训练的思考与探索

何文森，杨华军，蔡杨伟男，江萍，何书航，柯莎莎，秦琰

2018, 37(7): 47-5. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170720

摘要 ( 1437 )

PDF (1331KB) ( 404 )

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教学团队本着“重理论建模、强仿真设计、突创新实践、促科学探索”的教育理念，依托“数学物理方法与仿真”和 “空间光通信创新实验”两门课程，重点开展了小班教学大学生光学仿真设计实践能力培养训练的思考与探索，通过近几年的教学研究与实践，其构建的光学仿真设计“阶梯次”能力训练教学实践培养模式，对培养大学生具有“宽泛的专业知识、科的探索能力、仿真设计能力强和综合素质能力高”的创新型设计人才具有突出教学效果.

刍议一道夹持平衡问题

乔婷，贾健，胡建辉，张祺，韩志军

2018, 37(7): 53-56. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000 0712. 170700

摘要 ( 1372 )

PDF (461KB) ( 498 )

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多刚体的夹持平衡问题是理论力学中受力平衡分析的常见问题. 本文基于静力学知识讨论了平行板夹持多个物块所需满足的平衡条件. 对单个物块的受力分析显示物块两侧所受等效集中力作用线位置呈现出阶梯型对称分布的特点. 进而分情况讨论保持系统平衡所需临界压力.

热水喷泉的理论与实验研究

杨悦平，张文鹏，徐海，查新谱，董小庆，段满益，代珍兵

2018, 37(7): 57-62. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170435

摘要 ( 3437 )

PDF (1150KB) ( 1367 )

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通过实验研究莫尔吸量管吸入部分热水的热水喷泉现象，并自行设计实验装置避免人手扳动时抖动莫尔吸量管，从而形成连续水柱. 根据范德瓦耳斯方程结合伯努利方程对喷泉喷射高度进行了理论推导和数值计算，通过多项式拟合方法来解决喷泉传热温度不易测量的问题，再探究多种实验参数对喷射高度的影响. 根据实验结果: 喷射高度与温度成正比; 吸水量约为莫尔吸量管的30% ～ 45%，喷嘴的直径越小，热水喷泉的喷射高度越高.

基于菲涅耳波带片的聚焦声透镜

雷佳雨，张宇，侯春风，王玉晓

2018, 37(7): 63-69. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170584

摘要 ( 2485 )

PDF (3038KB) ( 1206 )

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以光学菲涅耳波带片原理为基础，通过理论改进，使其适用于声波聚焦，并以此理论为基础制作了实用超声波聚焦声透镜. 其设计加工方法简单，成本较低，适用频率范围广泛，声压放大效果明显，理论计算结果与实验测量结果高度吻合，作为一种超声器件，在诸多超声领域具有可观的应用前景.

从磁介质热力学领悟基本物理量的不可测量性

张梦之，王鑫，刘全慧

2018, 37(7): 70-72. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170607

摘要 ( 2530 )

PDF (220KB) ( 1293 )

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通过解析磁介质热力学的理论结构，说明物理学认识世界的理论方法是，首先假设一些抽象的概念并建立运算法则，然后这些概念及其运算法则建立起已知实验结果到新的实验预言之间的关系. 一般来说，一些基本物理量难以测量.

干涉法测量重力加速度

胡梦楠，李红蕙，白在桥

2018, 37(7): 73-77. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170622

摘要 ( 2452 )

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利用大学物理教学实验仪器搭建了一个干涉法测量重力加速度的装置. 在迈克耳孙干涉仪光路中，将动镜平置于吸入式电磁铁移动杆的顶端. 电磁铁线圈通电后移动杆被快速吸回，使动镜自由下落. 用示波器记录下落过程中的干涉光强信号，利用局部正弦曲线拟合可得到远小于半波长的位移分辨率. 利用二次函数拟合位移- 时间曲线，得到重力加速度. 根据多次测量10 ms( 位移约0. 5 mm) 的下落数据，得到北京地区重力加速度为9. 803 ± 0. 003 m/s2 .

油料种子含油含水率的CPMG 序列核磁共振测量

马彦宁，钱建强，回朝阳，杜云逸，陈梦实

2018, 37(7): 78-81. doi:10. 16854 /j. cnki. 1000-0712. 170518

摘要 ( 1631 )

PDF (323KB) ( 765 )

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油料种子含油含水率是衡量其品质的重要标准，核磁共振作为测量油料种子含油含水率的一种新方法，越来越受到重视. 本文利用低场核磁共振教学实验仪，在没有已知含油含水率油料种子的情况下，提出了采用CPMG 序列作为测量序列的新方法，并用该方法测量了油料种子的含油含水率，扩充并改良了脉冲核磁共振学生实验，可以让学生对于核磁共振的应用有更深刻的理解.

封面说明

穆良柱

2018, 37(7): 82. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.170692

摘要 ( 546 )

PDF (86KB) ( 232 )

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2018 年是理论物理学家费恩曼( Richard Phillips Feynman) 诞辰100 周年，为了纪念费恩曼对物理学的杰出贡献，特以费恩曼的重要工作———路径积分公式、费恩曼图、部分子模型作为本年度封面.

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