大学物理

数学量子位与物理量子位的差别

刘逸文, 雷奕安

2019, 38(6): 1-3. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180629

摘要 ( 1871 )

PDF (224KB) ( 674 )

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本文讨论了量子位概念的数学定义和物理实现，指出了两者之间的差别.我们发现，量子信息研究中采用的量子位

概念是数学的，不是物理的，而物理的量子位在应用中存在本质性的概念问题，包括无法读写，需要无穷大的精度，与经典熵

的定义矛盾，等等.

径向动量的等效算符及其量子测量

肖世发, 刘全慧

2019, 38(6): 4-7. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180490

摘要 ( 2099 )

PDF (507KB) ( 1511 )

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提出了一种在正交曲线坐标系分解动量的新方法，进而给出了球坐标下径向动量算符的一种等效表示.尽管径向动

量算符本身不能测量，这个等效算符却能测量，从而解决了径向动量的非自伴性但是具有不确定度之间的矛盾.以基态氢原子

为例，给出了等效径向动量的值的分布.

星球自转角速度的上限

于凤军, 汤振杰, 田俊龙

2019, 38(6): 8. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180544

摘要 ( 2179 )

PDF (507KB) ( 830 )

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许多星球都有自转运动，在随星球转动的参考系中，星球的各质点受到惯性离心力的作用，使其呈现扁旋转椭球

形状. 转动越快，惯性离心力越大，当转速大于某临界值时星球会破裂. 本文从最小势能原理出发，严格计算星球自转角速

度的上限.

RLC 耦合回路的另一种描述

黄万霞, 叶欢, 尹杰, 汪茂胜

2019, 38(6): 13. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180520

摘要 ( 1607 )

PDF (390KB) ( 677 )

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一般采用两个谐振子模型来描述RLC 回路.然而两个谐振子模型是两个二阶微分方程，求解起来比较复杂.为此我

们针对RLC 回路体系，理论上和实验上研究了一阶微分方程的耦合模理论与两个谐振子模型之间的关联.研究表明耦合模理

论可以推广到电路体系.

用电势能法求带电细圆环与导体球的作用力

廖其力, 邓娅, 余艳, 谢国亚, 张珠峰

2019, 38(6): 16. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180517

摘要 ( 1718 )

PDF (705KB) ( 674 )

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本文用电动力学中的镜像法，利用Mathematica 软件计算了当导体球的球心在带电细圆环的轴线上时，在均匀带电

细圆环作用下处于静电平衡的导体球外空间的电势，同时绘出导体球外空间的电势分布图像; 再运用电势能与电场力的关系

求出带电细圆环与导体球的相互作用力，并绘出电场力随距离变化的图像.

内接一任意负载的n 阶T 形网络的电特性

谭志中, 赵嘉诚, 丁鲁钰, 张庆华

2019, 38(6): 20. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180507

摘要 ( 1338 )

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研究复杂电阻网络的电特性一直是一个比较困难的问题，本文采用电压参数建立递推模型的方法研究了一类复杂

的n 阶T 形网络的电特性( 节点电压，支路电流，等效电阻) ，该网络不仅有一个负载内接在任意节点上而且该网络含有一个

任意右边界电阻.文章首先采用网络分析建立关于电压的差分方程模型，然后根据约束条件建立边界条件方程模型，由此导出

差分方程程的通解与特解，进而得到任意节点的电压公式以及支路电流和等效电阻.文章所得公式具有多功能和普适性，包含

了多种特殊情形的结果.

以石墨烯为例分析二维六角晶格结构及振动模式

王晴晴, 程荣龙, 宫昊

2019, 38(6): 24. doi:10.16854 /j.cnki.10000712.180487

摘要 ( 7176 )

PDF (505KB) ( 2627 )

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石墨烯因其独特的六角晶格结构，使其具有优异的力、热、光、电等特性，成为目前应用研究最广泛的新型材料之一.

本文从固体物理学的教学角度出发，以单层石墨烯的晶格结构为例，采用图像的形式描述了二维六角晶格的正格子原胞和基

矢、倒格子原胞和基矢、q 空间和第一布里渊区，并推导了二维六角晶格的振动模式.

线电荷与带有垂直脊的接地平行导体板所形成的电场及其数值模拟

王福谦, 殷勇, 刘伟岐, 刘羽

2019, 38(6): 29. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180135

摘要 ( 1309 )

PDF (1492KB) ( 404 )

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将保角变换和平面镜像法相结合，求解线电荷与带有低脊的接地平行导体板所形成的电场，讨论几种特殊情形，并

利用数学软件MATLAB 对场分布进行数值模拟.

一种验证动量定理成立的简易实验

桑蕊蕊, 张雄, 张皓晶, 李肖, 王碧鸿

2019, 38(6): 33. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180341

摘要 ( 2000 )

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提供一种简易的实验装置使学生更好地理解动量和冲量之间的关系，并且通过简单的数学处理验证动量定理.教师能够利用此实验开展IBSE( 探究性科学教育) 活动，加深学生对物理基本概念的理解，同时可有效培养学生的动手实践能力

翻转水瓶平稳落地现象的研究

寻之朋, 张晓黎, 于泽威

2019, 38(6): 37. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180672

摘要 ( 3931 )

PDF (733KB) ( 2221 )

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本文对半满水瓶的翻转过程进行了理论与实验探究. 通过对翻转过程中瓶内水的分布的简化假设，利用角动量守恒对水瓶翻转过程进行了理论分析. 并且从实验上探究了初始角速度、加水量以及地面粗糙程度对水瓶平稳落地成功率的影响.

干涉法测量音叉振动

刘铄, 钟浩源, 高有辉

2019, 38(6): 42. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180337

摘要 ( 2059 )

PDF (1100KB) ( 900 )

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采用干涉法对音叉受迫振动的位移振幅、速度振幅以及音叉振动与外加周期性驱动力的相频关系做了测量与探究. 实验结果表明，位移共振频率与速度共振频率近似相等; 音叉达到共振时，音叉振动与外加周期性驱动力存在π/2 的相位差.利用干涉的方法可对音叉受迫振动的位移振幅、速度振幅以及音叉振动与外加周期性驱动力的相频关系同时进行研究，并且可观测到调节信号源频率至共振频率过程中相位差的改变，以及达到共振时施加外在扰动后相位差偏离π/2 而后恢复的过程.

共振频率激励下弦振动定解问题的求解

何家奇, 韩社教

2019, 38(6): 45. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180577

摘要 ( 1707 )

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对于一端固定、另一端施加正弦激励的弦线振动定解问题，采用分离变量法在共振与非共振两种激励频率下对其进行了求解; 通过对两种不同形式解的研究发现: 对非共振频率激励下的解求极限，亦可得到共振频率激励下的解; 最后通过分析可知: 共振频率激励下的解即为无阻尼条件下的驻波状态解.

密立根油滴实验中的布朗运动

关舒月, 张明, 张师平, 吴平

2019, 38(6): 48. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180581

摘要 ( 3358 )

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在进行密立根油滴实验时，如果选择的油滴过小，油滴会有明显的布朗运动，造成测得的下落时间与理想下落时间存在偏差.本文对密立根油滴实验中油滴的下落问题进行了实验观察和理论研究，并基于朗之万理论，求解了描述油滴运动的随机微分方程. 通过引入单次下落时间偏差和多次下落时间偏差分别考察了油滴布朗运动的剧烈程度以及布朗运动对油滴下落时间的影响.结果表明，实验中由于实验次数有限，当油滴比较小时油滴的布朗运动对于实验的影响仍然需要考虑.

抑制NaI( Tl) 谱仪中反散射峰的简便实验方法

魏凡, 李根, 楼建玲

2019, 38(6): 55. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180444

摘要 ( 1749 )

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本文通过控制变量的对比实验方法，系统研究了NaI( Tl) 谱仪中反散射峰产生的原因以及影响其大小的因素. 结果发现衬底材料、衬底厚度、源仪距、源衬底距、闪烁体的包装材料和闪烁体的尺寸均对反散射峰有不同程度的影响. 经过对比分析，找到了几种抑制反散射峰的简便易行的实验方法.

铁铂纳米线的磁力显微术研究

刘心萌, 王昊, 王懿, 叶仕丽, 许瑞, 程志海

2019, 38(6): 60. doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180549

摘要 ( 1396 )

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本研究利用磁力显微术扫描观测了附着在二氧化硅衬底上的铁铂纳米线样品的表面形貌和磁性结构，实现了对铁

铂纳米线磁学信息的成像. 将磁学信息成像中的明暗分布与纳米线的形貌成像相结合，分析了铁铂纳米线的磁极分布. 磁极

方向相反的纳米线聚集在一起的现象表明磁化材料总是趋于能量最低的状态. 通过改变外加磁场的强度和方向控制铁铂纳

米线内部的磁化状态，观测到磁极反转现象.

大学物理第十届编委第二次会扩大会议纪要

2019, 38(6): 65.

摘要 ( 952 )

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全国大学物理学术研讨会暨《大学物理》第十届编委第二次扩大会议于2019 年4 月13-14 日在湖北省荆州市长江大学召开

封面说明

穆良柱, 陈晓林

2019, 38(6): 66.

摘要 ( 746 )

PDF (62KB) ( 139 )

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本刊 2019 年的封面上刊登照片及图片，纪念在氦-II 中观察到超流 80 周年以及物理学大师卡皮察( P. L. Kapitza) ，蒂萨( L.Tisza) 和朗道( L.D.Landau)在这一研究领域中的贡献.

当期目录