现代物理知识
 
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2010年 22卷 5期 刊出日期 2010-10-18
物理知识
物理前沿
科技经纬
教学参考
中学园地
科学源流
物理知识
3 海啸：海洋的怒涛
李宏博
通过什么是海啸，海啸的形成， 海啸的危害和 海啸的预防，全面介绍了海啸的基本知识。
2010 Vol. 22 (5): 3-5 [摘要] ( 2629 ) [HTML 0KB] [PDF 624KB] ( 267 )
6 量子场论通俗入门——费米及物质的解释
维尔切克
原作者的评注：基于量子理论，费米帮助建立了一个理解物质的新框架。这个框架在两个关键方面完善和改进了传统的原子论。首先，物质的基本组分可归属于很少的几类，且给定种类（如电子）中所有的成员都是严格全同的和确实不可分辨的。这种深奥的全同性可通过量子统计现象用实验展示，并可用自由量子场论的原理来解释。第二，一个种类中成员可以变异为其它种类的成员。这种变异性可被理解为显现相互作用量子场论。费米通过他在量子场论和量子统计方面的工作，为建立这种新观点的理论基础做出了贡献，并通过他关于β衰变、核嬗变以及早期的强相互作用理论的工作，促进了这种新观点富有成效的应用和实验验证。
2010 Vol. 22 (5): 6-13 [摘要] ( 7258 ) [HTML 0KB] [PDF 748KB] ( 731 )
14 相对论问答录之二
赵峥
问题一、相对论诞生前夜，物理界对 相对性原理有什么争论？
问题二、星际飞船上的宇航员会看到什么景象？ 感受到哪些相对论效应？
问题三、如何确定“相继时间段”的相等？
问题四、为什么测量的光速都是双程光速？ 不可能是单程光速？
问题五、相对论中空间距离如何测量？
问题六、为什么说光速在相对论中处于核心地位？
2010 Vol. 22 (5): 14-19 [摘要] ( 2979 ) [HTML 0KB] [PDF 785KB] ( 397 )
20 太阳的故事——地心说 vs 日心说
卢昌海
所有天体都在一个以地球为中心的天球上， 围绕地球转动，这是地心说的雏形。直到托勒密完成了地心说模型。哥白尼虽然不是最早提出日心说的人， 却是最早将日心说由一个观念性学说转变为具有预言能力的定量模型的人。伽利略的工作为日心说的胜出提供了强有力的支持。日心说与地心说的争论虽然以日心说的胜出而落幕， 但日心说将太阳视为宇宙中心的做法却很快受到了质疑。 1584 年， 意大利哲学家布鲁诺提出太阳只是无限宇宙里无数颗星星中的一员。 1644 年， 法国数学家笛卡尔也提出了太阳和其它星星一样的观点 (虽然他有关太阳和星星的具体模型——漩涡模型——是完全错误的)。 今天我们知道， 太阳只是太阳系的中心， 而不是宇宙的中心。 太阳是银河系上千亿颗恒星中很普通的一员， 而银河系又只是可观测宇宙上千亿个星系中很普通的一员。
2010 Vol. 22 (5): 20-23 [摘要] ( 6311 ) [HTML 0KB] [PDF 963KB] ( 343 )
24 独树一帜的光学分支学科——海洋光学
陆金男
本文综合了光学、海洋学等交叉边缘学科的现代研究成果，参阅了大量资料，充分展示了海洋光学的应用前景和魅力。首先论述了海洋光学的定义，海洋光学的研究内容，比较了海洋光学与海洋声学关系，从海洋光学的基本测试参数入手，利用海洋光学仪器通过现代光学技术手段，测试海洋水质成份及其变化、海洋地表地貌以及海洋水下温度分布，从而为海水的综合利用、开辟航道、水下作业和海洋热资源利用提供准确和科学的决策依据。本文还通过对激光荧光辐射谱的研究，为海洋油污染监测和海底油气藏勘察进行研究。最后，介绍了水下电视技术的发展，极大的提高了人类水下打捞工作的效率，也为观察海中生物的生活习性和生活规律提供了条件。
2010 Vol. 22 (5): 24-28 [摘要] ( 3656 ) [HTML 0KB] [PDF 909KB] ( 806 )
29 团簇的奇异特性和研究方法
冯翠菊,丁东
原子或分子团簇，简称团簇，广泛存在于自然界和人类实践活动中，涉及许多过程和现象，例如，云、烟雾、大气、宇宙尘埃、催化、燃烧、晶体生长、成核和凝固、临界现象、相变、凝胶、照相、溅射等等，构成物理学和化学两大学科的一个交汇点，涉及到原子分子物理和凝聚态物理等许多基础和应用学科，甚至涉及环境和大气科学，天体物理和生命科学等，成为材料科学一个新的生长点，不仅如此，还出现一些新的现象，如团簇中的电子壳层结构和能带结构并存，气相、液相和固相并存和转化，幻数和同位素效应等，涉及到原子分子物理、表面界面物理、胶体化学、配位化学。例如，团簇作为介于凝聚态和气态之间的一种过渡状态，其形成、结构和运动规律的研究不仅为原子之间结合理论的发展和完善，各种大分子和固体形成和结构提供了合理的对象，也是宇宙分子和尘埃，以及大气烟雾和溶胶、云层的形成和发展在实验室条件下的一种模拟，可能对天体演化、大气污染控制和气候人工调节的研究等提供线索。
2010 Vol. 22 (5): 29-32 [摘要] ( 2755 ) [HTML 0KB] [PDF 841KB] ( 542 )
物理前沿
33 “冰立方”：南极冰层下的巨型中微子望远镜
李良
“冰立方” （IceCube）是一座正在南极冰下建设的大型中微子探测装置，这项由美国、日本、英国、德国、比利时、荷兰、瑞典和新西兰8个国家参与的科学探索计划，预计2012年完全建成。该计划大约投资2.57亿美元，其中美国承担80%，其余20%由其他七国分担。目前该计划安装完成的部分检测仪已经投入观测工作。一旦这台探测器完全正式投入运行，它可能在未来10年内记录下百万次以上的宇宙深处高能中微子事件。这将为科学家们提供一个巨大的数据库，用来分析研究一些剧烈的天体事件，这对于探索宇宙和天体的起源、演化均有着极不寻常的意义。
2010 Vol. 22 (5): 33-37 [摘要] ( 3547 ) [HTML 0KB] [PDF 3452KB] ( 402 )
科技经纬
37 放射性同位素电池在月球上
蔡善钰
放射性同位素电池(以下简称同位素电池)是一种新型的电池。它是利用放射性同位素衰变时放射出来的高速带电粒子（如α、β 粒子）或 γ 光子与物质相互作用, 射线的动能被阻止或吸收后转变为热能，再通过换能器转变为电能的一种装置。当热量通过换能器时，一部分热转变为电能而输出，大部分热则通过外壳和散热器释放到周围环境。为了减少漏热，在热源和电池外壳之间的空间常填充绝热材料。另外，为了使换能器输出的电能与外电路负载相匹配，还必须配备电压变换与功率调节装置。若同位素热源的辐射剂量较高，还需予以适当屏蔽，以确保附近仪器正常运转和工作人员的辐射安全。
2010 Vol. 22 (5): 37-40 [摘要] ( 2854 ) [HTML 0KB] [PDF 1255KB] ( 580 )
41 漫谈CO2减排与氢能源
毛宗强
随着环境和能源问题的日益严重，人们迫切需要一种合适的低碳能源来代替传统的化石能源。氢能使用过程不会产生CO2和NOx污染等污染物，又具有高效、可再生等优点，被人们誉为21世纪的理想能源。
2010 Vol. 22 (5): 41-45 [摘要] ( 2557 ) [HTML 0KB] [PDF 778KB] ( 242 )
46 介电泳在生命探测器中的应用
于洋
介电泳在微电子机械系统和生物领域具有广泛的应用前景。本文从电介质物理的角度, 详细分析了介电电泳的基本原理, 并阐述了介电泳在生命探测器中的应用。
2010 Vol. 22 (5): 46-47 [摘要] ( 3048 ) [HTML 0KB] [PDF 805KB] ( 190 )
47 浅析激光治疗眼部疾病——纪念激光器发明50年
石荣彦
第一台激光器在1960年问世，经过50年的发展，已经从实验探索中走出了象牙之塔,作为20世纪重大发明之一的激光技术，近年来发展迅速，而在制造业，如汽车、电子、航空航天、生物医学等领域已基本完成了传统工艺的更新换代。目前的激光技术已与多个学科相结合，形成多个应用技术领域，特别在医学方面给人们带来的福音连续不断，比如激光治疗眼部疾病，其效果似乎超过人们的想象。
2010 Vol. 22 (5): 47-49 [摘要] ( 3028 ) [HTML 0KB] [PDF 755KB] ( 192 )
教学参考
50 图片中的物理学
刘东华,于勉
用物理方法解释了一些图片中的现象。
2010 Vol. 22 (5): 50-52 [摘要] ( 2417 ) [HTML 0KB] [PDF 1759KB] ( 330 )
53 赏析自主招生试题 快速提高解题能力 ——2010年清华五所高校自主招生《物理试题》赏析
程,嗣,程首宪
赏析和了解2010年高校自主招生试题，是当今高三理科尖子生迫切需要的，而研究自主招生试题更是高三物理教师的一种责任和追求。揭开2010清华五校自主招生试题神秘面纱，从中可以领悟命题专家的指导思想、命题意图以及考查能力的范围、重点、难点的分布，这样更有利于我们物理教师科学有效地指导高三理科尖子生备考复习。
2010 Vol. 22 (5): 53-57 [摘要] ( 2718 ) [HTML 0KB] [PDF 984KB] ( 240 )
中学园地
58 巧妙估算，求解“不可能”问题
张涛,赵亚兵
费米提出一种处理难题的思维方式。这个问题被分解成几个次级问题，每个问题不用求教专家或书本都能解答时，你就接近于得到准确的答案了，这类处理问题的思维方式就是费米思维。这类问题就是费米问题，即在信息不完整的情况下，凭借对对象事物的深刻理解和洞察，科学地作出一些假设使得问题得以简化，复杂的程度得以降低，从而得到符合或接近实际的估计。
2010 Vol. 22 (5): 58-59 [摘要] ( 2766 ) [HTML 0KB] [PDF 692KB] ( 345 )
58 棒球棒上的“甜点”
徐高峰，金芳洲
棒球是一项世界性的体育项目，其高度的观赏性和竞技性令世人为之倾倒。同时棒球运动中还有一种有趣的现象——“甜点”效应。 甜点是棒球棒上一个特殊的点，当碰撞前球和球棒的速度一定时，在这个点上击球，球弹出去的速度最大。
2010 Vol. 22 (5): 58-61 [摘要] ( 4245 ) [HTML 0KB] [PDF 889KB] ( 206 )
科学源流
62 J.J;汤姆孙：促成卡文迪什学派崛起的先驱者
程民治,朱仁义,王向贤
本文简要地介绍了J.J汤姆逊的生平，及其当年为了能够担当起入主卡文迪什实验室这个神圣的历史使命，所作出的系列努力。从而深刻地揭示了他在逐步完成自己的角色转换后，不仅因测出了电子的质量与电荷的比值，而荣膺了1906年度的诺贝尔物理学奖，而且为卡文迪什学派的兴起和发展，起到了开创性的作用
2010 Vol. 22 (5): 62-67 [摘要] ( 2738 ) [HTML 0KB] [PDF 646KB] ( 204 )
68 1981年9月：扫描隧道显微镜的发明
萧如珀，杨信男
2010 Vol. 22 (5): 68-69 [摘要] ( 2902 ) [HTML 0KB] [PDF 816KB] ( 245 )
70 爱因斯坦奠定了玻色－爱因斯坦凝聚的理论基础
萧如珀，杨信男
2010 Vol. 22 (5): 70-71 [摘要] ( 2422 ) [HTML 0KB] [PDF 642KB] ( 217 )
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