趣谈第一类永动机和电容器的边缘效应

从第一类永动机的角度，指出电容器的边缘效应对能量守恒定律的意义，对实际教学当中遇到的“第一类永动机”的能量来源难题进行探索，剖析中学物理应用中的一类典型的广为流传的错误模型．     

人类探索热本质的足迹──关于《探索热本质》一书的评介

《探索热的本质》一书是北京出版社出版的“自然科学史话”丛书中的一本.这本书是国内出版的第一本较为全面系统地介绍热学发展史的中级科普作品.它从计温学的诞生谈起,向我们介绍了历史上“热质说”和“热动说”长期的争论以及热力学第一定律和第二定律建立的过程,宣告了两类永动机幻想的破灭,最后,通过这些热现象的探索,从微观上揭示了热的本质。 本书通过回顾人们探索热的本质的历程,帮助我们了解热学理论和它目前发展的广阔前景,同时揭示出热学与生产技术、与其它自然科学的学科以及哲学思想发展之间历史的、辩证的联系. 为了解释热现象…     

永动机还是热机?——几种益智玩具的物理原理

1 魔力水车 在中国科学技术馆一楼大厅的左侧,矗立着一个直径达2m的"魔力水车"(图1).它没有任何动力装置,下方水槽中的水也不流动,但却在不停地旋转着.其形状颇似在江河边上靠水流冲击而转动并向高处提水的水车.人们称它为"魔力水车",也许因为它像一个第一类永动机.那么,它究竟是怎样不停地转动的呢?     

能量不会凭空产生

对于一些带电粒子在电场、磁场及其复合场中的运动,通常看起来没有问题;但只要连接成一个循环,就会发现,粒子的能量可能无限增大,成了永动机.这样的习题在高考题中也有出现,如2007年全国高考理综卷第25题.永动机是不存在的,这些粒子的能量是从哪里来的?这个问题曾长期困扰着我.本文试从笔者的经历,介绍问题的发现、探究辨析和认识.     

关于否定毛细永动机的一种思考方案——对一个物理问题的回顾与再思考

从一个物理问题的回顾与再思考出发,提出了否定毛细永动机的一种思考方案。     

《物理学史》幻灯片第二集简介

清华大学物理系郭奕玲同志编辑的第一集《物理学史》幻灯片公开发行以来,受到了兄弟院校师生的欢迎.为满足物理教学和物理学史教学的需要,郭奕玲同志将他收集的另一部分图片资料编辑成《物理学史》幻灯片第二集,图片大多采自原始文献或外文原版书刊,有一定历史价值.这一集共300片.具体内容有: 1.力学发展史.内有哥白尼、开普勒、伽利略、牛顿等人的手迹,从他们的著作中翻拍的图片,著名力学实验等历史资料以及有关物理学家的像片和活动图片,并附有各种永动机的历史图片. 2.热学发展史.内有温度和大气压强测量的早期历史资料,拉瓦锡、戴维、伦…     

关于热功当量教学的建议

现行普物教材中,不少书[1]都不讲焦耳热功当量的实验.我们认为。应该讲.若学时不够,至少应列为选讲或阅读内容. 除了人所共知的理由外,我们认为:人类认识能量守恒与转化定律是沿两条途径进行的.如果说,制造永动机的尝试无一成功是反面的、失败的教训,那么,焦耳等人关于热功当量实验的结论,就可以说是正面的、成功的经验.向学生讲述这一定律时不应忽视这一方面.尤其在SI制推行以后,热功当量的数值J=1,讲焦耳热功当量的实验就更为必要.不讲焦耳热功当量实验容易使青年学生产生认识论方面的误解,如提出对永动机来说“前人做不到的事,我们为什…     

基于格林函数法的奇型Mathieu-Gaussian光束

根据光束传播的独立性和叠加性原理,引入了一组能够产生第一类(2n+2阶)奇型Mathieu-Gaussian光束的虚光源点.利用虚源点技术和格林函数法,计算得到第一类奇型Mathieu-Gaussian光束的严格解析积分表达式.利用该表达式得到了轴上光场分布的积分解析解.以三阶非旁轴修正为例,得到了第一类奇型Mathieu-Gaussian光束保留到三阶非旁轴修正项的轴上光场分布精确解.     

基于二维材料MXene的仿神经突触忆阻器的制备和长/短时程突触可塑性的实现

兼具长时程可塑性与短时程可塑性的电子突触被认为是类脑计算系统的重要基础.将一种新型二维材料MXene应用到忆阻器中,制备了基于Cu/MXene/SiO_2/W的仿神经突触忆阻器.结果表明, Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器成功实现了稳定的双极性模拟阻态切换,同时成功模拟了生物突触短时程可塑性的双脉冲易化功能和长时程可塑性的长期增强/抑制行为,其中双脉冲易化的易化指数与脉冲间隔时间相关. Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器的突触仿生特性,归功于MXene辅助的Cu离子电导丝形成与破灭的类突触响应机理.由于Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器兼具长时程可塑性与短时程可塑性,其在突触仿生电子学和类脑智能领域将会具有巨大的应用前景.     

斯蒂文和力的平行四边形定则

1斯蒂文其人 以军事工程师出名的荷兰物理学家斯蒂文(Simon Stevin,1548～1620)于1586年出版了《静力学原理》(荷文)一书,其中涉及斜面上物体的平衡问题.斯蒂文是一个注重实际而又严肃认真的人.他设计绘于该书封面上的环状链,并断言这种永动机是不可能的.其间他使用了平行四边形定则,但没有明确地把它形式化.     

类碳体系基态能量的相对论修正(英文)

以Breit-Pauli哈密顿的球张量形式为基础,借助不可约张量理论,将多电子原子能量的相对论修正理论拓展到了原子的拉卡波函数为多个Slater基函数的线性组合的情形,导出了此情形下多电子原子能量相对论修正(包括相对论质量修正项、单体和双体迭尔文修正项、自旋-自旋接触相互作用项)的解析表达式,完成了所有角向积分和自旋求和计算.利用所建立的理论,对类碳体系基态能量的相对论修正进行了具体计算.     

LA-ICP-AES分析丝绸之路且末出土玻璃器成分特点

位于丝绸之路南道上的新疆且末古国扎滚鲁克墓地M133墓和M49墓分别出土了一批珍贵的玻璃料珠和一件玻璃杯,时代为东汉-南北朝时期(公元1～6世纪)。利用激光刻蚀电感耦合等离子体发射光谱(LA-ICP-AES)对这批样品进行化学成分分析,并讨论了这一方法的优势与准确性。分析数据显示,这批样品具有典型的西方钠钙玻璃的成分特点。根据现代西方古代玻璃研究体系中助熔剂的不同,这批玻璃又划分为泡碱玻璃和植物灰玻璃两类,并对玻璃成分的相似性与差异进行探讨。该研究以玻璃为载体反映了且末古国与西方的贸易与文化交流的历史,而且为玻璃的产地来源与制作工艺研究提供了重要的参考。     

发展中的我国中学物理"四个类型实验"

分析总结了半个世纪来我国中学物理教学“4个类型实验”的历史、内涵、功能和教法。     

60 years of scientific exploits

In this issue, we continue publication of the materials of the 56th International Conference on Nuclear Spectroscopy and the Structure of the Atomic Nucleus, which was held at the Russian Federal Nuclear Center of the All-Russia Research Institute of Experimental Physics (Sarov). This conference was devoted to the 60th anniversary of this institute; therefore, the first paper is devoted to its history.     

国际天文年：同一个地球，同一片星空——2009国际天文年清华大学活动纪实

天文学是历史最悠久的学科之一,一直以来对人类的文化、生活有着深远的影响．400年前,伽利略首次将望远镜指向天空,开启了人类天文学发展史新的篇章．为纪念这一事件,国际天文学联合会和联合国教科文组织将2009年定为国际天文年．本文主要介绍2009国际天文年的文化背景以及这一全球盛典的主要活动．     

New developments in the multiscale hybrid energy density computational method

Further developments in the hybrid multiscale energy density method are proposed on the basis of our previous papers. The key points are as follows.(i) The theoretical method for the determination of the weight parameter in the energy coupling equation of transition region in multiscale model is given via constructing underdetermined equations.(ii)By applying the developed mathematical method, the weight parameters have been given and used to treat some problems in homogeneous charge density systems, which are directly related with multiscale science.(iii) A theoretical algorithm has also been presented for treating non-homogeneous systems of charge density. The key to the theoretical computational methods is the decomposition of the electrostatic energy in the total energy of density functional theory for probing the spanning characteristic at atomic scale, layer by layer, by which the choice of chemical elements and the defect complex effect can be understood deeply.(iv) The numerical computational program and design have also been presented.     

双轴向列相液晶的表面能

利用双轴向列相液晶表面能对指向矢和序参量矩阵的旋转不变性,构造了与指向矢^a,^b,^c对易取向轴^a0,^b0,^c0的偏离有关的表面能Fs(a,b,c),以及与序参量矩阵有关的表面能Fs(Q),并得到两种表达式的等价形式.在Fs(a,b,c)和Fs(Q)中分别有四个和两个独立参量.为讨论上述独立参量的物理意义,假设一液晶分子对表面相互作用的简单模型,将液晶分子沿易取向轴^b0,^c0的双轴性取向看成是受到沿^b0,^c0两相互垂直的平均场作用的结果.为测量表面锚泊系数,考虑了三种简单形变位型,即在外磁 关键词： 液晶 弹性能 表面能     

Coulomb system equivalent to the energy spectrum of the Calogero-Sutherland-Moser (CSM) model

The purpose of this paper is to prove an equivalence between the energy spectrum of the CSM model and the electrostatic energy of a one-dimensional lattice of quantized point charges interacting via Coulomb potential with Dirichlet boundary conditions. This paper is dedicated to B. Jancovici in honor of his 65th birthday.     

压力对实际气体热力学能影响的宏观及微观分析

热力学能和焓是工程技术中用途广泛的热力学状态参数,压力越高,实际气体的热力学能和焓值越小,这与我们一般的感性认识背道而驰.本文采用宏观实际气体状态方程求偏微分及热力学能统计定义微观的角度,推导分析了压力对实际气体热力学能的影响,从理论上证明了实际气体的热力学能随着压力的升高而减小这一规律.     

压力对实际气体热力学能影响的宏观及微观分析

热力学能和焓是工程技术中用途广泛的热力学状态参数,压力越高,实际气体的热力学能和焓值越小,这与我们一般的感性认识背道而驰.本文采用宏观实际气体状态方程求偏微分及热力学能统计定义微观的角度,推导分析了压力对实际气体热力学能的影响,从理论上证明了实际气体的热力学能随着压力的升高而减小这一规律.