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2006年 18卷 03期 刊出日期 2006-06-18 论文 论文 3 液晶的历史 崔英敏,吕刚 液晶,是一种在一定温度范围内呈现不同于气态、液态,又不同于固态的特殊状态的物质。它既具有晶体所特有的双折射性,又具有液体的流动性。液晶最使人感兴趣的是:同一种液晶材料,在不同温度下可以处于不同的相,产生变化多端的相变现象。液晶系统分子间的作用力非常微弱,它的结构易受周围的机械应力、电磁场、温度和化学环境等变化的影响,因此在适度地控制周围的环境变化之下,液晶可以透光或反射光。由于只需很小的电场控制,因此液晶非常适合作为显示材料。从成分和呈现液晶相的物理条件来看,液晶可以分为热致液晶和溶致液晶两大类。热致液晶是指单一成分的纯化合物或均匀混合物在温度变化下出现的液晶相。 2006 Vol. 18 (03): 3-6 [摘要] ( 2626 ) [HTML 1KB] [PDF 182KB] ( 2243 ) 7 谈谈“左手材料” 杨军 “左手材料”(left-handedmaterials)是指在一定的频段下同时具有负的磁导率和负的介电常数的材料。电磁波在这种材料中的传播特性与在一般材料中相比有很大的不同,比如光在左手材料中的行进方向与能量传播的方向相反、完全相反的折射定律等等,“左手材料”颠覆了一般材料中所普遍遵循的“右手规律”。早在1968年,俄罗斯理论物理学家维西拉格(Veselago)就对电磁波在介电常数ε和磁导率μ同时为负数的介质中的传播及相关特性作过理论上的研究,但由于当时自然界中并没有发现这类介质材料,所以他的研究结果一直没有得到实验上的直接验证,人们对左手材料的兴趣也因此降温。 2006 Vol. 18 (03): 7-9 [摘要] ( 4093 ) [HTML 1KB] [PDF 186KB] ( 1799 ) 9 从热力学角度看植物绿化对生态环境的影响 赵喜梅,胡红林 人类只有一个地球,地球大气的组成、温度、湿度等是人类生存的必要条件,保护大气环境是全世界共同关注的课题。下面简要介绍一下植物绿化对大气环境的影响。植物的水分散失是大气湿度和温度主要调节器任何物质都是由大量微观分子构成的,这些分子都在时刻不停地进行着无规则热运动,当物质中分子数密度不均匀时,由于分子的无规则热运动便使分子从数密度高的地方迁移到数密度低的地方,这就是所谓的扩散现象。1855年法国生理学家菲克（Fick,1829～1901）提出了描述扩散现象的基本公式———菲克定律,认为在一维（如Z方向上）单位时间内气体扩散的总质量ΔM/Δt与密度梯度dρ/dZ之间的关系为ΔM/Δt=-DAdρ/d 2006 Vol. 18 (03): 9-10 [摘要] ( 1968 ) [HTML 1KB] [PDF 126KB] ( 1346 ) 10 封面照片说明 李博文 有序排列的纳米多孔材料的组装合成和功能化研究是由复旦大学承担的。这项研究基于纳米和分子组装化学、模板导向化学、表面活性剂化学,研究和建立了微孔、介孔和多级有序分子筛材料的构筑方法,在材料形貌、孔结构和孔内活性位等几个层次上,创立了“酸碱对”和电荷匹配理论,实现了材料的定向合成与宏观控制,并将所合成的新材料用于催化、蛋白分离等领域。封面是Ia3d空间群双连续螺旋结构的图片,这项成果被Nature、ChemistryofMaterials选为封面报道。 2006 Vol. 18 (03): 10-10 [摘要] ( 1989 ) [HTML 1KB] [PDF 473KB] ( 1168 ) 11 最初的电子-原子散射实验为何未能得到有关原子核式结构的信息 赵坚 现代物理学的一个重要里程碑无疑是通过α粒子散射实验所建立起的原子的核式结构。这一发现不仅导致了我们对于微观物质世界的看法的革命性的改变,同时也为早期量子论的建立奠定了坚实的基础。特别是核物质以高密度的形态集中于很小的空间,即原子核的实验证据,更成为了随后的关于强相互作用问题研究的出发点。在随后的约一个世纪,有关核物质的研究丰富了我们对于物质世界的认识,并最终导致了量子色动力学(QCD)的发现。然而,由于α粒子散射的结果首先是卢瑟福(E.Rutherford)在经典力学的框架下给出的解释,这一准经典的过程对早期量子物理发展的影响更多地是在玻尔(Bohr)的氢原子光谱理论中被提及。 2006 Vol. 18 (03): 11-12 [摘要] ( 2213 ) [HTML 1KB] [PDF 125KB] ( 1447 ) 13 对普朗克常数h的思考 朱世豹 1900年普朗克(Planck)为解释黑体幅射的能量-波长实验曲线,提出辐射能量的不连续性概念,即任何能量都是某最小能量的整数倍,而此最小能量中的比例系数便是普朗克常数h,h=6·63×10-34焦耳·秒(J·s)。物理学为简化公式常用h-=h/2π,h-称为约化普朗克常数。h是微观现象量子特性的表征。h的提出是对传统物理的划时代挑战,开创了量子力学的新纪元。常数h的推导19世纪末,在物理学上空飘起的一朵乌云是黑体(只能吸收而不能反射或透射电磁幅射的物体)辐射能量按波长的分布曲线在整个波段理论计算和实验结果总是不一致。其中维恩导出的公式适合短波部分而瑞利-金斯导出的公式适合长波部分. 2006 Vol. 18 (03): 13-15 [摘要] ( 3389 ) [HTML 1KB] [PDF 443KB] ( 3189 ) 16 反粒子·反物质·反物质武器 李正群,侯本春 反粒子的发现是现代物理学的一项重大成就。在微观物理研究领域,每个粒子都存在着它的反粒子。据此,人们推测在宏观或宇观世界,应存在着由反质子、反中子和正电子构成的反物质。下面简要介绍反粒子、反物质与反物质武器的有关问题。一、反粒子1928年,英国理论物理学家狄拉克（PaulAdri-enMauriceDirac,1902～1984）提出了一个关于电子运动的相对论性量子力学理论,建立了著名的狄拉克方程。 2006 Vol. 18 (03): 16-17 [摘要] ( 2499 ) [HTML 1KB] [PDF 197KB] ( 1405 ) 18 血液粘度与人体疾病 李新 血液流变学是研究血液流动性和变形性的学科,是物理学与生命科学交叉渗透的新兴边缘学科,是处于生命科学前沿的一门学科。血液流变学分为宏观血液流变学、微观血液流变学和分子血液流变学。在血液流变学的临床指标中,血液粘度,包括全血粘度和血浆粘度是其基本指标或核心指标之一。流体在管道内流动时,若流速较低,流体质点流动平稳,没有宏观混杂,呈层流。流体作层流时,相接触的两流层间因速度差的存在,会相互产生摩擦力,即内摩擦力。由牛顿粘滞定律,内摩擦力F的大小与相邻流层的接触面积S成正比,与两流层接触处的速度梯度dv/dr成正比,即F=ηSdv/dr。 2006 Vol. 18 (03): 18-19 [摘要] ( 2139 ) [HTML 1KB] [PDF 663KB] ( 2461 ) 20 信息传感技术中的物理现象与规律 李双喜 信息技术作为21世纪最具有潜力的技术深刻地影响着社会的进程。在信息时代,信息是一种比能源与材料更为重要的资源,“信息获取技术”“信息传输技术”与“信息处理技术”共同构成了现代信息科学技术的三个重要的组成部分。如何准确、及时、有效地获得各种各样的信息是信息获取技术所要求的,具有重要的地位。信息的采集类似于人类的感官系统,负责收集原始的信息,由各种各样的传感器完成。传感器作为信息收集的源头,其工作原理与物理规律密不可分,以下阐述现代信息传感技术应用中的物理现象与规律。 2006 Vol. 18 (03): 20-21 [摘要] ( 2237 ) [HTML 1KB] [PDF 1000KB] ( 2070 ) 21 输液中的物理知识 刘瑞晨 物理知识、物理方法在医学中具有广泛的应用,物理理论、方法的发展促进医学诊断、治疗技术不断提高。下面就以简单的输液为例,看一看物理知识在医学中的应用。图1一、压强原理的应用封闭瓶式输液装置(图1)输液时,首先将药液瓶倒挂在输液架上,然后将进气针插入瓶塞,与药液连通,瓶中的部分药液流入进气管,但流入的药液并不多,进气管中的液面远远低于瓶中的液面,药液不会从进气管流出。原因主要是:瓶中的药液流入进气管后,其液面下降,使药液瓶上部气体的体积增大。 2006 Vol. 18 (03): 21-22 [摘要] ( 2488 ) [HTML 1KB] [PDF 129KB] ( 1588 ) 22 两台天文望远镜纳入寻找地外文明网络 高凌云 寻找地外文明(searchforextraterrestrialintelligence,SETI)的工作将在今后几个月内步入正轨,这是因为两台精细装置即将投入运转———它们一个用于看,一个用于听。一个由哈佛大学物理学家保罗·霍洛维茨(PaulHorowitz)领导的研究小组将扫描地外文明发来的光信号。地外文明的寻找大多局限于无线电波段;但是理论家却猜测,地外文明可能会发出一些激光信号,从几千光年以外的地方都能看到。 2006 Vol. 18 (03): 22-22 [摘要] ( 1935 ) [HTML 1KB] [PDF 77KB] ( 1044 ) 23 探索冥王星的秘密 李良 你以为一切都已经发现了吗?那真是绝顶的荒谬。这无异于把有限的天边,当作了世界的尽头。———引自法国著名天文学家弗拉马利翁《大众天文学》,1879年太阳系边疆的“老九”冥王星在太阳系九大行星中是最晚被发现的。20世纪初,美国天文学家洛韦尔（1855～1916）发现,天王星的非正常运行无法以海王星的运动影响来解释,因此他就决定寻找影响天王星运行的原因,结果他推算出在海王星之外还应有一颗行星。可是一直到1916年他去世也没有发现这颗行星 2006 Vol. 18 (03): 23-28 [摘要] ( 2174 ) [HTML 1KB] [PDF 685KB] ( 1733 ) 29 太赫兹波的产生、传播和探测 李玉林,陈华,汪力,彭慰先 太赫兹（THz）辐射通常指的是频率在0·1THz～10THz之间的电磁波,其波段在微波和红外之间,见图1。THz电磁辐射具有非常独特的性质,它可以透过各种生物体、电介质材料以及气相物质,这些介质在THz波段具有丰富的吸收和色散性质,通过测量并分析样品的THz信号便可以获得关于材料中的物质成分和物理、化学以及生物学信息。太赫兹频域在高数据率通信、保密通信、精确制导和隐藏武器探测等方面有重要的应用。因此,近年来这个新兴的研究领域———THz电磁辐射的产生及应用,正在受到各国科学家的极大关注。 2006 Vol. 18 (03): 29-30 [摘要] ( 3387 ) [HTML 1KB] [PDF 355KB] ( 2412 ) 31 探索中的新型氢能源——分数氢 孙兴明 氢作为最安全环保可再生的清洁能源载体正在日益受到人们的重视。常规氢能利用方式主要是直接燃烧、燃料电池和核聚变。其中直接燃烧和燃料电池是利用普通氢释放其中化学能的方法,虽有商业化的应用,但受其产出成本等因素的限制,短期内还不能大规模开发利用。核聚变是利用氢同位素的热核聚变,虽然可以释放巨大的能量,但就目前技术水平,实现商业化应用还有较长的路要走。能够高效率、低成本的应用氢能,目前人们正关注着介于普通氢能利用与核聚变之间的一种新的氢能利用方式,即探索中的新型氢能源———分数氢或负态氢。 2006 Vol. 18 (03): 31-32 [摘要] ( 3080 ) [HTML 1KB] [PDF 109KB] ( 1469 ) 32 火星的现在,地球的未来 金逊 在“勇气”号登陆火星时,美国一位科学家指出,火星的现在预兆地球的未来。下面将根据天体运动规律和一些天文资料对此作简单的说明。一、行星运行轨道的理论分析太阳系内行星绕太阳做椭圆运动,为简单起见我们将其视为匀速圆周运动。设太阳的质量为M,行星的质量为m,太阳与行星之间的距离为r,万有引力常量为G,万有引力为F。根据牛顿的万有引力公式,得F=GMm/r2。(1)设行星绕太阳做匀速圆周运动的周期为T,其向心加速度可表示为a=v2/r=ω2r=(2π/T)2r。根据牛顿第二定律,得F=ma=m(2π/T)2r,(2)由(1)、(2)得T=2πr3/(GM)。 2006 Vol. 18 (03): 32-33 [摘要] ( 2090 ) [HTML 1KB] [PDF 105KB] ( 1427 ) 34 光弹性法的发展与应用 谢文广,周静,王强 获得结构物的各种力学量是工程技术中的基本问题,虽然在工程力学中已经建立了一系列理论分析的方法,但是在很多高新技术领域中所需用的结构物,几何形状特别复杂,载荷情况和工作环境(高温、高压、地下、液中、强磁场、强辐射、动态等)也越来越多样,致使理论分析十分困难;因此,采用实验的办法就显得尤为重要,甚至是唯一的手段了。加之,科学不断地进步,新材料、新工艺的出现,很多问题都要考虑到非线性、非匀质材料、复合材料、各向异性、粘弹性和动态等方面的特性。对于这类问题,如应用光弹性法去解决,会显示出极大的优越性,不但有效、方便,而且也是最经济的。 2006 Vol. 18 (03): 34-36 [摘要] ( 2566 ) [HTML 1KB] [PDF 233KB] ( 2413 ) 36 眼压计 张学勇,马建国 眼睛是以光作为适宜刺激的视觉生物器官,可视为一种复合的光学系统。在几何外形上,眼球可以近似认为是一个充满房液的密闭球体。眼球为了完成其正常视觉功能,必须维持内压高于大气压的一定水平才能保持形状的稳定。现代眼科学已证实,人的眼压如同血压一样,24小时是波动的,掌握眼压的变化规律对于眼科疾病的诊断具有重要价值。对于眼压过高或过低的病人,实施眼压监测是非常重要的。眼压计测压原理示意图眼压计测眼压是一种间接测量法,根据Imbert-Fick定律:一个充满液体的密封薄膜球体内的压力等于压平该球外壁成一平面的压力。 2006 Vol. 18 (03): 36-37 [摘要] ( 2348 ) [HTML 1KB] [PDF 165KB] ( 1489 ) 38 激光雷达在军事及民用中的应用 刘成岳,陈美霞 早在1917年爱因斯坦就提出了激光的理论基础———受激辐射光放大,1960年美国加州休斯实验室的梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器。激光作为新型光源,具有方向性好、单色性好、相干性好以及高亮度、大功率等特点,从而成为科学研究的新手段,促进了科学技术的发展。激光雷达是现代激光技术与传统雷达技术的完美结合,主要由发射机、天线、接收机、跟踪架及信息处理等部分组成。与传统的微波雷达相比激光雷达具有独特的优点:极高的角、距离、速度分辨率,抗干扰能力强,体积和重量小,这使其在国民经济、科技、军事等领域发挥了重要的作用,受到世界各国的关注。 2006 Vol. 18 (03): 38-39 [摘要] ( 2637 ) [HTML 1KB] [PDF 346KB] ( 2836 ) 40 压电材料在土木结构损伤检测中的应用 郭琳,张伟,魏建军 土木工程结构一般使用年限长,并且一旦建造很难替换。但任何土木结构的性能都会随时间劣化,这主要是由于材料本身老化、过度使用、超载、环境侵蚀、缺乏维护和检测手段难以满足要求等原因。有效的土木工程结构健康检测系统能够实时地诊断缺陷(裂纹,锈蚀等)的位置和程度,使结构能得到及时的修复和加固,以确保结构的完整性和安全性。目前,有很多的结构健康检测方法应用到各种土木工程结构或它们的构件中。如经典的静态应变(或位移)测试和振动识别方法,非破坏性检测方法:声发射技术、声/超声法、阻抗法、红外热像法、脉冲雷达法和X射线等。但多数方法都是定性的,难以进行实时的检测。 2006 Vol. 18 (03): 40-41 [摘要] ( 1770 ) [HTML 1KB] [PDF 111KB] ( 1692 ) 42 智能功率模块的结构与使用 汤正道,鲁昌华 智能功率模块(IPM)是一种先进的功率开关器件,它是以功率器件IGBT为主同时将驱动电路和欠压保护、过流保护、短路保护、过温保护等多种保护集成在同一模块内。这种高度集成化不但大大缩短产品的研发周期,还能减少其体积、降低噪声干扰、改善驱动和保护性能,同时系统的可靠性也得到了较大的改善。这些优点为其在电力电子领域创造了良好的应用条件,利用IPM的控制功能,与微处理器相结合,可方便地构成智能功率控制系统。IPM应用广泛:如在变频器、直流调速系统、DC-DC变换器以及有源电力滤波器等领域都有着不俗的表现,尤其在电机控制方面的应用受到广泛关注。 2006 Vol. 18 (03): 42-45 [摘要] ( 1854 ) [HTML 1KB] [PDF 228KB] ( 1346 ) 45 如何目测估算牛顿环装置所用透镜的曲率半径 璜塃 怎样将理论教学与实验教学紧密结合起来,加强学生对于理论知识的综合理解和整合应用是物理教学工作者一直勤于探讨的问题。笔者通过教学实践,将光学中的等厚干涉与光学仪器的分辨率结合起来,提出一种通过目测来估算牛顿环装置中所用平凸透镜的曲率半径数量级的简单而有趣的方法,并以此作为思考题,在讲授实验原理的教学过程中以启发的方式向学生剖析,得到了学生的肯定。一、牛顿环实验现象及估算透镜曲率半径的基本思路牛顿环是典型的等厚干涉现象,一般工科院校均会开设这一普通物理实验。在平整的光学玻璃板上放置一曲率半径较大的(通常采用1m数量级)平凸透镜(如图1),两者之间将形成一空气隙,则在两者接触点O′附近可以看到一系列 2006 Vol. 18 (03): 45-46 [摘要] ( 2761 ) [HTML 1KB] [PDF 156KB] ( 1246 ) 47 美国物理学专业学生的培养和求职 童国梁 1990年代以来,中国物理学界以及高等学校的一些朋友不无忧虑地感到在中国有志于物理研究的年轻人少了,最好的学生不想念物理。近年来,随着我国高校的扩招,大学生就业压力增加,对纯科学研究专业的学生,这个问题更显突出。美国是世界上科学最发达的国家,高等教育的成功也为世人所公认。这里把一篇关于近年来美国物理学专业学生的培养情况、毕业后从事工作的领域变化以及开始工作时的年薪情况介绍给大家,看看他们在培养科研人才方面遇到了什么样的问题,这也许会引起大家的兴趣。近年来,在美国物理学和天文学专业的学士毕业生数目正在上升,但这些学士中越来越多的人从事了较少技术性的工作,更多的物理学博士也正在做博士后。 2006 Vol. 18 (03): 47-47 [摘要] ( 1827 ) [HTML 1KB] [PDF 63KB] ( 1921 ) 48 模拟温度计 李文清,杨砚儒 在自然界中,我们会遇到各种物理量、化学量和生物量等,这些量大致可分为电学量和非电学量。电学量的测量发展较好,而占大多数的非电学量(力、热、光、磁、色、味、离子等)如何转化为可测的电学量,在计算机高速发展的今天,显得尤为重要。传感器是把非电学量转为可测的电学量的器件。由于各种传感器本身包含的物理内容、性能和测量方法可以大大扩展学生的视野,有的传感器的原理和测量可成为重要物理实验内容,应用性强,对培养学生的综合实验能力很有好处,因此我们结合仪器设备和实验教学要求,设计了模拟温度计综合应用性实验。模拟温度计是将热学量通过传感器变换成电学量,最后通过电位差计显示出来的装置。 2006 Vol. 18 (03): 48-48 [摘要] ( 2314 ) [HTML 1KB] [PDF 75KB] ( 1116 ) 49 计算机网络在物理教学中的应用 刘晓军,王治金,罗旺 计算机网络教学是利用Internet通过WWW技术实现的。课程内容以HTML语言编写、以主页形式存储在服务器上,学习者使用Web浏览器通过Internet远程访问主页并选择相应的学习内容。网络课程是存储于WWW服务器上,集文本、声音、图像、视频信息等于一体的教学软件。课程内容以超文本形式链接在一起,由WebServer统一管理和发送,用户通过WebClient以HTTP协议向Server发出请求,并接收和显示Server提供Web信息。随着当代信息技术的蓬勃发展和因特网的出现而诞生的网络教学,为中国教育的跨越式发展提供了良好的机遇。 2006 Vol. 18 (03): 49-51 [摘要] ( 1834 ) [HTML 1KB] [PDF 157KB] ( 1278 ) 52 拔河比赛中胜负因素分析 安都斌 用物理规律分析生活现象,解决一些实际问题,既可以加深、巩固学生对物理规律的理解,又能极大的激发学生学习物理的兴趣和动力,这对于培养学生创新精神和实践能力、全面实施素质教育大有裨益。本文就运用中学物理知识分析拔河比赛中决定胜负的因素。设甲乙双方举行拔河比赛,绳子重力不计。开始时,双方处于相持状态,绳子方向水平,如图1所示。以甲方为研究对象,甲受四个力的作用:重力m1g、地面对甲的水平向左的静摩擦力f1、地面对甲的支持力N1、绳子对甲水平向右的力T;同样乙的受力情况为m2g、f2、N2、T′;根据牛顿第三定律T=T′,在胜负难分时,f1=T、T′=f2。 2006 Vol. 18 (03): 52-53 [摘要] ( 2419 ) [HTML 1KB] [PDF 111KB] ( 1492 ) 53 物理教学中直觉思维的培养 张德启,邓锦,崔志兰 一、直觉思维的含义爱因斯坦曾说过“真正可贵的是直觉”,“我信任直觉”,“我相信直觉和灵感”。什么是直觉思维,美国现代心理学家布鲁纳在其名著《教育过程》中曾说:“直觉思维与逻辑思维迥然不同,它不是以仔细的,按规定好的步骤前进为其特征的……直觉思维总是以熟悉的有关的知识领域及其结构为根据,使思维者可能进行跃进、越级和采取快捷方式,并需要以后用比较分析的方法重新检验所作的结论。”所以,直觉思维并不是什么神秘莫测的东西,它不过是一种未经有意识的逻辑思维而直接获得某种知识的能力,或者说是一种通过某种下意识(或潜意识)直接把握对象的思维活动,也可以说,直觉思维是人们在认识过程中,在分析问题和解决问题时,头 2006 Vol. 18 (03): 53-55 [摘要] ( 2741 ) [HTML 1KB] [PDF 151KB] ( 1731 ) 55 开花植物对蚂蚁类群分化的影响 高凌云 根据对蚂蚁进化谱系树的全面普查,今天分类学上蚂蚁类群出现的时间比原来预想的要早,大约是在1.4亿年前。但是,它们分化为现在11800种的时间不可能太早———也许是在开花植物使蚂蚁对其生活方式有了多样化选择的时候。马萨诸塞州剑桥哈佛大学的柯丽·莫罗(CorrieMoreau)领导的研究者们,在大范围内对比了蚂蚁物种相应的DNA序列。 2006 Vol. 18 (03): 55-55 [摘要] ( 1802 ) [HTML 1KB] [PDF 64KB] ( 1313 ) 56 谈谈观察方式 徐镜明 观察就是人们有目的、有计划地通过自己的感官去反映自然界各种事物现象的活动。观察是一种感性认识活动,离开观察,人们就无法感知五光十色的自然界和丰富多彩的社会生活,也无法从事各种社会实践活动;观察是思维的前提,没有观察,人们就不能进行思维、情感和意志等活动;一切科学实验及科学规律的新发现,都是建立在周密的、精确系统的观察基础之上的。巴甫洛夫一直把“观察、观察、再现察”作为座右铭,并告诫学生:“不学会观察,你就永远当不了科学家”。所谓观察方式,就是为获取观察对象的信息而采取的不同观察途径、手段和形式。随着社会的发展和观察实践的深入,人类开展观察的方式日趋丰富。 2006 Vol. 18 (03): 56-58 [摘要] ( 1935 ) [HTML 1KB] [PDF 141KB] ( 1191 ) 58 封底照片说明 李博文 来到北京中关村,你会被一座耸立在林立大厦中的奇特高塔所吸引,这就是中国科学院国家微重力实验室的110米落塔。国家微重力实验室主要以微重力基本规律为研究对象,并组织重大的微重力基础研究、开拓具有应用前景的微重力课题、承担国家重大科研项目。实验室以微重力流体科学为基点,开展与空间材料科学和空间生物技术的交叉学科研究。主要学科方向包括:微重力条件下的具有界面或自由面的流体力学过程;空间生物技术的机理研究;空间材料制备的机理研究;微重力条件下的燃烧;组织微重力基础问题的研究,同时发展先进的实验方法和测试技术。 2006 Vol. 18 (03): 58-58 [摘要] ( 1763 ) [HTML 1KB] [PDF 246KB] ( 898 ) 58 将粒子聚合成各种形状的新技术 高凌云 麻省理工学院(MassachusettsInstituteofTechnology)的研究者们开发出一种新的连续流技术,它能够很容易地合成大量具有神奇形状的聚合物粒子。这种聚合物粒子可用于构造光子晶体和生物材料的组件。帕特里克·道尔(PatrickDoyle)和他的同事们将能够在紫外光下聚合的材料塑造成几微米大小的糖果形状。当紫外光脉冲透过决定聚合物粒子横截面的遮片照射到材料上时,材料泵入微流设备的管道。产生的扁平聚合物粒子随流体流出,生产速度可达每小时40万个。 2006 Vol. 18 (03): 58-58 [摘要] ( 1753 ) [HTML 1KB] [PDF 60KB] ( 1768 ) 59 菲涅耳与波动光学 王长荣 一、科学渊源与历史背景光是什么?是波,还是粒子?这个问题的争论由来已久,并一直萦绕在许多科学家的脑海里。虽然光学的起源可以追溯到远古时代,但是光学形成为一门独立的学科体系,还是在16、17世纪实验科学发展的推动下促成的。15世纪末～16世纪初,欧洲的玻璃制造业已相当发达,到16世纪末,眼镜的使用已很普遍,眼镜制造业已成为一个十分健全的工业。而望远镜和显微镜的发明,则是17世纪初光学仪器发展的最大成就。与之相适应,在这一时期,也就出现了以胡克（R.Hooke,1635～1703）描述显微观察的专著《显微学》为代表的光学著作。 2006 Vol. 18 (03): 59-62 [摘要] ( 2003 ) [HTML 1KB] [PDF 650KB] ( 2215 ) 63 交叉、融合与超越——物理学对现代生物学发展的影响 季佐瑶 学科因科技发展而细分,学科又因研究需要而交融,聚散共生是现代学科变化的主旋律。从物理学发展看,学科划分越来越细,分支也越来越多。出现了众多物理新学科,如量子电动力学、非线性光学等。物理学门类不断分化的同时,又与其他学科大规模地融合,催生了众多的跨专业、跨学科的边缘学科和交叉学科。如量子力学的发展成就了量子化学、量子天文学等新学科的诞生;物理向生物的渗透产生了生物物理学;物理应用于疾病的预防、诊断、治疗和保健促进了医学物理学问世。这些学科不仅拓展了物理学的研究领域,也为其他学科的发展提供了新方向。物理学的巨大魅力在于它包罗万象,在改变世界的同时,使人类的认知能力不断升华。 2006 Vol. 18 (03): 63-65 [摘要] ( 1863 ) [HTML 1KB] [PDF 147KB] ( 1267 ) 66 权威也会有错误的见解 何景棠 创新是一个民族的灵魂,回顾科学技术发展的历程,某些20世纪科学和技术的开创者和奠基人,却对其间某些科学和技术的重大里程碑式的开创性成就,发表了错误的见解。本人在学习物理,尤其是核物理和粒子物理时,记下了一些有趣的故事,愿与大家分享。一、卢瑟福坚持认为人类不能获得原子能卢瑟福(LordRutherford)是英国著名的原子核物理学家,因对元素衰变的研究获得1908年诺贝尔化学奖。他声望甚高,与牛顿和法拉第齐名。他最重要的贡献是证实放射性元素的衰变和原子的核式结构,并首次实现元素的人工转变. 2006 Vol. 18 (03): 66-69 [摘要] ( 1711 ) [HTML 1KB] [PDF 199KB] ( 1231 ) 69 从现代物理思想展望中医的发展 黄涛,洪虹 物理学的发展总是与医学息息相关的,几乎每一项重大的物理学成果都在医学领域中找到了自己的一席之地。西方医学在不同时期紧密跟随物理学科的进步,取得了一系列的辉煌成就。比如17世纪显微镜的发明在形态解剖学以及生物细胞学发展史上起到了不可替代的作用。20世纪以后物理学的发展可谓突飞猛进,医学的发展也同样令世人瞩目。如由于X射线的发现带来它在外科诊断上的广泛应用、晶体衍射技术而带来的对生物大分子结构的认识、核技术的发展对癌症治疗的贡献、由激光的发展引出的对未来医学的乐观憧憬等等!我们几乎相信西医已发展到了相当完美的境地!然而回首物理学及西医的发展,不难看出科学认识的阶段性、局限性以及可能面临的某些难题。 2006 Vol. 18 (03): 69-70 [摘要] ( 1718 ) [HTML 1KB] [PDF 117KB] ( 1338 ) 70 宇宙的第一颗恒星 高凌云 根据恒星化学的数学模型,宇宙的第一颗恒星比我们以前想象的要小得多。通过星系演化仿真模拟,被称为星族Ⅲ（Popu-lationⅢ）的第一颗恒星比太阳大100倍。不过这样的恒星,其出生和死亡的过程都短促而激烈,而且不产生钡这样的重元素,这样的重元素能够在星族Ⅱ中发现,星族Ⅱ由星族Ⅲ的灰烬演化形成。美国康涅狄格州纽黑文耶鲁天文学与天体物理学中心（YaleCenterforAstronomyandAstrophysic）的詹森·唐林生（JasonTumlinson）指出,平均质量为太阳质量10～40倍的星族Ⅲ恒星,能够产生今天仍存在的、长寿命的第二代恒星中可观测的化学成分。 2006 Vol. 18 (03): 70-70 [摘要] ( 1638 ) [HTML 1KB] [PDF 66KB] ( 1668 ) 71 用微透镜探测太阳系外的类地行星 高凌云 一颗质量是地球5倍、距离地球20000光年的行星,日前被发现,这颗行星离银河系中心不远。它围绕一颗恒星运转,公转周期大约为10年,它与这颗恒星的距离是太阳到地球距离的3倍多。估计这颗行星极为寒冷,温度为-220℃。这颗最轻的太阳系外行星围绕一颗普通的恒星运转,它可能像地球一样拥有稀薄的大气层,而它的岩石表面可能深埋于冰冻的海洋之下。因此,它更像冥王星,而不太像更靠近太阳系内部的地球和火星。自从1995年首次发现太阳系外围绕恒星运转的行星以来,现在已探测到近200颗太阳系外行星。它们大多围绕附近的恒星运转,多是用视向速度法探测到的。 2006 Vol. 18 (03): 71-71 [摘要] ( 2083 ) [HTML 1KB] [PDF 67KB] ( 1211 ) 71 用基因工程研究复杂化合物的新方法 高凌云 植物既不会奔跑,也不会躲藏,但是长期的进化使它们具备了花样百出的防御手段。这些应答反应包括招引昆虫对付那些啃食它们或以其他方式危害它们的有害生物。克里斯蒂安·施尼(ChristianeSchnee)和同事们剖析了这个信号系统———玉米被毛虫攻击时,就会启动这个系统。植物发出的信号包括挥发性物质,在此案例中,施尼等招引到的是一种寄生蜂。这些雌性寄生蜂在毛虫身上产卵,从而引起毛虫死亡。玉米释放出一组鸡尾酒式的挥发性防御信号,以应对草食动物的攻击和一般的困境,研究这一过程就可以确定这些信号的复杂成分。 2006 Vol. 18 (03): 71-71 [摘要] ( 1586 ) [HTML 1KB] [PDF 67KB] ( 1436 ) 73 国家纳米技术与工程研究院 国家纳米技术产业化基地 李博文 2006 Vol. 18 (03): 73-73 [摘要] ( 2136 ) [HTML 1KB] [PDF 367KB] ( 1055 ) 编辑部公告 2018年全国物理科普大会通知 更多... 物理科普信息 更多...

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