针对理想情况下单光分束器,得到了其对应的变换矩阵.用相干态表象和有序算符内积分技术,给出其对应的幺正
变换算符.纠缠态的实验制备方案,说明单光分束器在量子信息源研究中具有十分重要的作用.
金属对电磁场的响应包括自由和束缚电荷两部分的贡献,大学物理教学中通常分别用Drude 模型和Lorentz 模型描述,然而,以上模型所得的介电函数只在一段较窄的频率范围内能与实验数据吻合.因此,在实际科研工作中,当物理量与较宽频率范围内的电磁场响应有关时,原则上介电函数应当采用实验测量值而不能采用模型化的结果.本文以金属纳米球诱导的二能级系统的基态能级移动为例,分别展示采用模型化的介电函数和实验介电函数时,能级移动计算结果的差异.
本文将“物理类比法”引入大学物理电磁学部分的教学,将恒定流速场与静电场和静磁场在特征量、场的分布及其
描述等方面进行了类比,使学生对电磁场有一个较清晰和全面的认识,对电磁学的理论有一个较深刻的理解和掌握,收到了较理想的教学效果.
不以高斯公式为前提,从头出发计算矢量场穿出无穷小闭合曲面的通量,以此建立散度概念并推导空间直角坐标系中散度的计算公式.给出一个优美的面积分公式,它能根据闭合曲面的形状和大小一般性地计算该曲面包围的空间区域的体积.指出通过计算矢量场穿出无穷小正六面体表面的通量来推导散度的计算公式的时候,人们通常会陷入误解.
利用保角变换法研究带有对称垂直导体脊的平行板电容器的电场,给出其电势分布和场强分布函数,通过MATLAB
软件绘制电场线和等势线(面)图,并计算其电容量.
本文用不变本征算符方法研究非对易相空间中三模坐标动量耦合谐振子的能谱,分别得到了非耦合和坐标动量耦合两种情况下谐振子能谱的解析解,其中包括受非对易参数θ 和φ 影响的解λ0,1 和λ1,1 ,以及不受非对易参数θ 和φ 影响的解λ0,2 和λ1,2 . 然后,分析了两类耦合参数κ 和η 对三模坐标动量耦合谐振子能谱的影响.结果发现,耦合参数κ 和η 对λ1,1 的影响是相同的,且当κ = η 时,耦合系数κ 和η 对λ1,1 是没有影响的.
自由粒子和一维无限深势阱的薛定谔方程的求解是量子力学较为基础的内容. 本文采用傅里叶变换对这两类简单的薛定谔方程进行了求解讨论. 通过偏微分方程的傅里叶变换解法和偏微分方程作分离变数成常微分方程后的傅里叶变换解法的深入讨论,均得到与有关教材一致的结果,并讨论了这两种方法之间的差别和联系.
文章首先将史瓦西黑洞场中自由下落质点的固有时(诺维科夫坐标时)公式,由自然单位制化成了国际单位制中的形式.然后,根据牛顿第二定律和万有引力定律,推导出了自由下落质点经历的绝对时间公式,进而证明了广义相对论中自由落体经历的固有时,恰好等于牛顿力学给出的绝对时间.最后,对自由下落质点在黑洞内外经历的时间进行了特例计算.
由于空气阻尼的作用,测量大摆角单摆“周期”时,测量累计次数增加造成平均“周期”不断减小,在无阻尼实验设定下,系统误差随之增大而随机误差却因此减小. 基于弱阻尼大摆角单摆的运动方程与“周期”计算公式,通过数值计算不同摆长与摆角下使不确定度最小的最佳累计摆动次数,发现如果进行单次测量,采用秒表测量时最佳累计摆动次数往往需要大于20 次,采用光电门测量时,在不同的摆长和摆角下,测量次数往往也不止1 次;而如果采用多次测量,则可以显著减小每次测量所需要的最佳累计摆动次数. 采用计算所得最佳摆动次数测量可以将周期测量的不确定度减小到A 类不确定度的√2倍.
本文分析了薄凸透镜焦距测量中存在的问题,并利用消除视差的方式来测量薄透镜焦距,第一种用消视差自准直
法,用眼睛来代替目镜系统,将对像清晰程度的调节变为对横向的物与像视差的调节,可以大大的减少由焦深带来的误差.第二种用消视差共轭法,利用物与像的对称性,来测量焦距,同时巧妙的利用消除视差的方式.测量结果表明,利用消视差的方式得到的测量结果更精确,可达到0.4%.
针对迈克耳孙干涉仪实验调节过程中经常会出现椭圆、双曲线等非圆形二次曲线条纹的现象,本文基于点光源条件下非定域干涉的原理,推导出了干涉条纹满足的曲线方程,分析了不同条件下干涉条纹的形状,发现观察屏上可呈现圆、椭圆、抛物线、双曲线和直线5 种类型的干涉条纹.基于理论结果进行了数值模拟和实验验证,数值模拟结果和实验结果吻合较好.
加速器中子活化实验是核专业本科实验教学中的重要实验之一. 本文在利用14 MeV 快中子辐照238 U 诱发裂变截面实验过程中引导学生挖掘实验数据,测量了裂变核素( 89 Rb)的重要核参数—半衰期. 本工作运用低本底HPGe ! γ 谱仪测定裂变产物的一系列γ 射线能谱,解谱得到89 Rb 的特征γ 峰计数,从而确定89 Rb 的半衰期. 数据分析中应用89 Rb 核素两条γ射线分别独立得到89 Rb 的半衰期为15.30±0.09 min 和15.25±0.07 min. 测量结果在与文献数据符合较好的基础上,提高了测量精度.
电磁学的核心就是麦克斯韦方程组,今天它被认为是物理学中最美的方程组之一. 本文主要介绍了麦克斯韦当初如何通过构建力学模型来解释电磁感应定律和发现了位移电流,从而完整地发展出了麦克斯韦方程组.
和他的合作者测量了质子磁矩. 质子磁矩的测量,拓展了人类探索微观世界的途径,加速了人们认知核子结构的进程. 以文献
研究法为主要手段,从质子磁矩测量实验本身展开,深入挖掘了斯特恩等人关于质子磁矩测量工作的全过程,旨在厘清斯特
恩等人在质子磁矩测量工作方面的开创性贡献,以及该实验对于20 世纪30 年代原子核物理学发展的贡献所在.
赋分评价法常被教师用于大学物理课程的学习质量评价,随着深度学习理论的发展,该种方法的适用性值得思考.
而SOLO(Structure of the Observed Learning Outcome,即“可观察的学习成果结构”)分类评价将学生在解题过程中的思维能力分为5 个层次,深度学习理论将这五个层次分为深度和浅层两种学习水平.基于SOLO 理论,本研究对大一学生解决某一力学问题时的思维能力进行分类,并对其学习的深度进行评价,再与赋分评价法进行比较,发现SOLO 分类评价不仅有明确的等级评定和详细全面的评价,还可通过可视的思维结构直观地测量学生达到教学目标的程度和学习的深度,因而更具科学性和可观察性,更适用于深度学习评价.
写于20 世纪50 年代的《普通物理学》(程守洙、江之永主编)是我国工科物理最早的教材之一,半个多世纪来已有多次修订和改编,在重要历史时期为我国高等学校大学物理课程的教学作出积极贡献.本文从历史与文化、基础与前沿、理论与实际等诸方面评述了该教材的改编特色,得出结论:此书是一本历史悠久、不断进取且能全面体现传输知识、培养能力和提高科学素质的大学物理教材.
反应扩散方程是一种非线性的抛物型方程,在多种物理模型中有广泛应用. 本文考虑了一种类地行星冷却模型,通
过对行星内部各层的热传导特性进行合理假设,构造出了一组反应扩散方程. 根据实际物理情况,推导了该过程中特殊的边界条件及初始条件. 然后基于有限差分法思想,利用计算机程序对该方程组进行数值求解,最终给出了行星内部温度分布随时间的变化情况.
今年是奥斯特、安培、毕奥和萨伐尔各自发现以他们的名字命名的定律的200 周年.本刊以他们的事迹
作为今年的封面,致以敬意.