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2000年 12卷 03期 刊出日期 2000-06-18 论文 论文 2 诺贝尔物理学奖百年回顾 厉光烈, 李龙 （续前）１９２１年爱因斯坦（ＡｌｂｅｒｔＥｉｎｓｔｅｉｎ,１８７９－１９５５）因在数学物理方面的成就,尤其是发现了光电效应的规律,获得了１９２１年度诺贝尔物理学奖。１９０５年是爱因斯坦一生中最辉煌的一年．这一年,他在《理学年鉴》上发表了３篇论文．在《关于光的产生和转化的一个启发性观点》一文中,他用普朗克的能量量子化观点成功地解释了１８８７年Ｈ·赫兹发现的光电效应．他不满足于普朗克把能量不连续性只局限于辐射的发射和吸收过程,而认为即使在光的传播过程中能量也是不连续的。他把组成辐射的能量子称为“光量子”（１９２６年后,人们改称其为“光子”）。 2000 Vol. 12 (03): 2-6 [摘要] ( 2082 ) [HTML 1KB] [PDF 603KB] ( 1775 ) 7 浅谈磨擦学 李莉 ４０多年前,在英国剑桥大学的卡文迪许实验室,Ｄ．Ｔａｂｏｒ负责的摩擦、润滑和磨损实验组曾被笑称为“摩擦和擦洗部”,如今情况今非昔比．Ｔａｂｏｒ在１９５０年将物理学引入摩擦、润滑和磨损等方面,将研究相对运动的表面间的相互作用及其有关理论和实践的一门科学技术命名为摩擦学（Ｔｎｂｏｌｏｇｙ来自希腊学“ｔｒｉｂｏｓ”意即摩擦）．由于摩擦规律蕴含大量微观和纳米量级现象,涉及物理、化学、材料学和工程学的基础,阐明这些现象已成为应用物理中引人入胜的研究工作,所以当今的摩擦学可以说是很时髦的边缘学科,本文将对这一领域以往的研究成果和现状做简要介绍． 2000 Vol. 12 (03): 7-11 [摘要] ( 2104 ) [HTML 1KB] [PDF 752KB] ( 1648 ) 12 低温浅谈 丁有瑚 提起低温,一般人往往想到通常的三九天的冷天气与南北极的冰天雪地及电冰箱的冷冻等．然而,现代科技范畴的低温,有着更为深刻的内涵．通常人们心目中的低温,只不过是摄氏零下十几度到几十度,而现代高科技中的低温,可以趋近摄氏零下２７３１５度,即开氏零度（ＯＫ）．低温下深奥的物态特性及其实际应用,对于当代科学的发展与技术的进步,有着重要而深邃的意义．早在１７８４年英国化学家拉瓦锡就曾预言：假如地球突然进到极冷的地区,空气无疑不再以气态的形式存在,它将变为液态．他的预言一直激励着人们设法达到极冷的温度并试图实现气体的液化． 2000 Vol. 12 (03): 12-13 [摘要] ( 2590 ) [HTML 1KB] [PDF 330KB] ( 1194 ) 13 为什么要研究物质结构 江向东 如果没有正确的元素概念及其科学的研究,人类就会局限在“水、土、气、火”或者“金、木、水、火、土”的圈子里,任凭炼金或炼丹术士的风箱和坩埚吞云吐雾；如果不了解空气的组成,人类就不知道自己赖以生存的氧气为何物,更谈不上气体的液化和由此引出的超导、超流现象,如果没有原子、分子论的建立,就无所谓认识生物大分子ＤＮＡ（脱氧核糖核酸）的双螺旋结构,也就无所谓认识生命现象最本质的内容,如果不对原子和原子核做解剖,就不会发现“比一千个太阳还亮”的新能源,也就不会发现奥妙无穷的粒子世界．一言以蔽之,从物质的深层结构来看物质,是探索自然奥秘的一种基本而又有效的方法． 2000 Vol. 12 (03): 13-14 [摘要] ( 2070 ) [HTML 1KB] [PDF 215KB] ( 1158 ) 15 简论时间和空间的演化 方玉田 在自然科学理论中,空间和时间的概念是基本的和必不可少的,其不仅属于自然科学理论的基本概念亦属于原始概念．此二概念本身来源于人类的社会实践,有其经验上的起源．在不同的自然科学理论中,时间和空间的概念又是各不相同的,说明其意义随着自然科学理论的不同在不断地改变和得到丰富与发展．（一）牛顿的绝对时空观１７世纪法国的哲学家笛卡尔首先创立了坐标系,把代数的方法引入几何学实现了代数学和几何学的统一,因此空间成为一种具有三维性、均匀性、各向同性、连续性和无限性的特征．正是这种经过笛卡尔发展和完善后的欧几里得几何学成为牛顿力学的支柱． 2000 Vol. 12 (03): 15-17 [摘要] ( 2069 ) [HTML 1KB] [PDF 483KB] ( 1699 ) 18 电流变效应及其应用前景 鄢红春,李定国,周骏,康颖 在英国设菲尔德市举行的第五届国际电流变液研讨会上,美国Ｌｕｂｒｉｚｏｌ公司的代表播放了一段录像,录像显示：在美国福特汽车公司的试验场上,装备普通减振器的轿车开进一个大坑时,车体下沉和上抬很厉害．而装备有被人们誉为“灵巧液体”的减振器的轿车,经过同一大坑时,车体下沉和上抬大大减少,车身只是稍稍起伏,车子就开过去了．试验还表明：在试验场的正弦型特制的道路上,普通轿车的速度超过５６Ｋｍ／ｈ时,车子颠簸不已,无法继续行驶．而装备有”灵巧液体”的减振器的轿车却行驶平稳,可以开到９６Ｋｍ／ｈ．据说,到Ｌｕｂｒｉｚｏｌ公司去的人可以坐一坐这种车子,亲身体验一下． 2000 Vol. 12 (03): 18-22 [摘要] ( 2034 ) [HTML 1KB] [PDF 555KB] ( 1175 ) 23 全球卫星定位系统的物理基础及应用前景 郑民伟, 梅滨 全球卫星定位系统（ＧＬＯＢＡＬＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧＳＹＳＴＥＭ）,简称ＧＰＳ,它是利用多颗低轨道卫星实现全球导航定位的系统,是目前世界上定位精度最高的一种系统,属高新科技．它可以直接测定地球表面上任一点的三维坐标（经度、纬度、高度）、能高精度、高速度、全天候地为陆上、海上、空中、空间的用户连续提供优质服务,并且有良好的保密性和抗干扰性,可以说是导航系统的一次革命．ＧＰＳ系统是美国于１９９４年全面投入运行的全球卫星定位系统．一、ＧＰＳ系统的组成ＧＰＳ系统是由３个独立的部分组成的,即空间部分、地面监控部分和用户接收部分. 2000 Vol. 12 (03): 23-25 [摘要] ( 2081 ) [HTML 1KB] [PDF 283KB] ( 1602 ) 26 遥感技术及其应用 陈德超, 益建芳, 李祥 遥感技术是本世纪６０年代在现代物理学（如光学、红外、微波、雷达等）、计算机技术、空间技术等技术支持下形成的一门综合性探测技术．目前,它已广泛应用于农林、地矿、测绘、环境监测、考古、军事等领域,随着遥感技术的不断发展和完善,它的应用前景也会越来越广阔．一、遥感技术的原理遥感（ＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇ）,通俗地讲,就是“遥远的感知”,即在一定的距离之外,探测和识别所要研究的对象．广义而言,凡是不直接接触被探测目标,但能收集、记录其信息,并把它们转换成人们可以识别和分析的信号的技术,都可称为“遥感”．如人通过眼、耳、鼻等感测光、声、味等物理现象,从而识别事物. 2000 Vol. 12 (03): 26-29 [摘要] ( 2370 ) [HTML 1KB] [PDF 401KB] ( 1493 ) 29 超塑性合金 林鸿溢 金属或两种以上金属组成的合金,通常是坚硬的,有大的强度,做成各种构件很坚固,不容易破坏,这当然是一种优点；但是,强度越大的材料,要做成某种形状,成形也就越困难,这时强度大变成了缺点,给加工成形造成困难．那么,有没有既柔软又坚硬的材料呢？长期以来,人们幻想着有一种材料,加工成形时,像麦芽糖似的,用一点力就能把它拉长,柔软可塑,而加工成形后,又像钢铁一样坚硬牢固．今天“幻想”已经成为现实,人们在实验中发现了超塑性合金材料,大体上是这样一种理想的材料．一次实验引起的思考我们来看一次有趣的实验,取长度、粗细相同的铅棒、锡棒、铝棒、铜棒和钢棒,做实验时,在每一种棒的两端分别用马拉． 2000 Vol. 12 (03): 29-32 [摘要] ( 2839 ) [HTML 1KB] [PDF 396KB] ( 1143 ) 32 107号超重元素的测定 卞吉, 秦宝 一个放射化学合作组利用瑞士保罗谢勒研究所（ＰＳＩ）的菲利普回旋加速器测定了１０７号超重元素（Ｂｏｈｒｉｕｍ）的挥发性．该项研究的关键问题是要使用较长寿命（约１５秒）的同位素,这是１９９９年年初在美国伯克利实验室中探测到的．虽然科学家们已经鉴别出几个比还重的元素,包括去年在伯克利８８英寸回旋加速器上发现的１１６号和１１８号元素,还有在杜布纳所发现的１１４号元素,但最重的这些元素在周期表里的正确位置仍在研究中．一在发现新元素的实验中,只展示了有很重的新原子核的存在,但没有得到有关它们的化学性质的信息．目前,１０６元素（ｓｅａｂｏｒｔｇｉｕｍ）的化学性质已得到广泛研究． 2000 Vol. 12 (03): 32-32 [摘要] ( 2631 ) [HTML 1KB] [PDF 114KB] ( 1030 ) 33 集邮与物理教学 秦克诚 集邮是各种集藏活动中参与人数最多的一种．小小的邮票,以其斑斓的色彩、美丽的画面和无所不包的内容吸引了千千万万集邮者．中国号称有２０００万集邮者,３６０万集邮协会会员,其中多数是青少年和各级学校学生．他们怀着极大的兴趣,坚持收集和鉴赏邮票,乐此不疲．爱因斯坦说过,兴趣才是最好的教师,它远远超过责任感．如果我们能够对学生加以引导,向他们介绍有哪些与物理学有关的邮票,解释邮票的内容,评论邮票的设计,使他们把对集邮的兴趣与学习结合起来,寓教于乐,寓学于乐,一定会在教学上收到很好的效果．邮票上有丰富的物理学知识邮票的画面有很丰富的内容． 2000 Vol. 12 (03): 33-35 [摘要] ( 2286 ) [HTML 1KB] [PDF 318KB] ( 1120 ) 36 工科大学物理教学展望 刘洪义 一、工科大学物理课程的地位和作用２０世纪后半叶,物理学在此前建立起来的狭义相对论、量子力学、量子电动力学、统计物理和许多重要物理实验基础上,以前所未有的速度发展着．许多物理学的分支学科,如原子、分子物理、原子核物理、固体物理、等离子体物理以及粒子物理等,都得到极大发展．与此同时,科学发展的另一个重要特征是学科间相互渗透和交叉综合．物理学和其他学科相互渗透,产生了一系列交叉学科和边缘学科,如化学物理、生物物理、大气物理、海洋物理、地球物理等等．物理学的新概念、新理论和新的实验方法向其他学科转移,促成各学科的发展并成为其组成部分． 2000 Vol. 12 (03): 36-37 [摘要] ( 2458 ) [HTML 1KB] [PDF 212KB] ( 1349 ) 38 基因枪──导入外源基因的新式武器 郭春沅 基因工程技术的诞生是２０世纪下半叶改变人类生活面貌的重大科学事件之一,它使人类第一次能够按着自己的意愿,依靠工程设计的原则去改造生命的遗传结构,并创造新的品种．其实质就是借助一定的手段将人们所选定的外源目的基因导入受体细胞中,并使这种基因整合到受体细胞的基因组中,从而使受体细胞表达出所导入基因的遗传性状；早期的基因工程技术是利用质粒作为运载外源目的基因的载体,通过分子生物学的方法来实现的．８０年代以后,又发展了一些利用物理学原理来导入外源目的基因的方法,如电击穿孔法、激光穿孔法等,而１９９０年由美国杜邦公司推出的商品化的“基因枪”则是利用高速微弹瞬时导入外源基因的一种新方法． 2000 Vol. 12 (03): 38-38 [摘要] ( 2168 ) [HTML 1KB] [PDF 146KB] ( 1725 ) 40 正电子湮没技术 刘东红, 刘裕勤 正电子湮没技术（ＰＡＴ）是一项较新的核技术．它是利用正电子与物质的相互作用来获得凝聚态物质的微观结构、电子动量分布及缺陷状态等信息的实验技术．正电子是电子的反粒子,这种粒子首先是狄拉克在１９３０年建立相对论量子力学时预言其存在的．两年以后安德逊（Ａｎｄｅｒｓｏｎ在宇宙射线中发现了它．它是人们发现的第一种反粒子．正电子与电子一样,同属于轻子．正电子和电子作为基本粒子的属性列于表１．从表中可以看出正电子与电子具有相同的静止质量和自旋,所带的电荷和电子的电量相等,不过是正的,因而也具有正的磁矩．但是,正电子和电子之间也有重要的区别． 2000 Vol. 12 (03): 40-41 [摘要] ( 3243 ) [HTML 1KB] [PDF 238KB] ( 1564 ) 42 怀念我的师长王竹溪先生和胡宁先生 关洪 我是１９５６年进北京大学物理系学习的．这一年开学时,适逢国家高等教育部审定颁布《综合大学物理专业教学大纲》．那是一个全面推行“学习苏联先进经验”,并且普遍把这一口号理解为“凡是苏联经验必定先进,必须学习”的时代．在这一份当时被认为具有“法律效力”的大纲里,几乎所有各门数学和物理学的基础课程列出的主要参考书（许多课程是全部参考书）,都是苏联教科书的译本．仅有的两个例外是：“热力学和统计物理”课程的主要参考书是王竹溪先生的《热力学》和《统计物理学导论》,“电动力学”课程的主要参考书是胡宁先生的《电动力学讲义》． 2000 Vol. 12 (03): 42-45 [摘要] ( 2278 ) [HTML 1KB] [PDF 398KB] ( 1304 ) 45 狄拉克科学贡献中的美学思想 司德平, 王彦海 狄拉克（Ｐ．Ｄｉｒａｃ,１９０２—１９８４）是世界著名的数学物理学家．他的研究工作主要在量子力学的数学和理论两个方面,他最重要的科学贡献是于１９２８年建立了相对论量子力学的狄拉克方程,从而获得了１９３３年诺贝尔物理学奖．其实,狄拉克巨大的科学贡献深受他的美学思想的影响,让我们在此一睹狄拉克科学贡献中的数学美和对称美．一、狄拉克方程──数学美２０世纪２０年代末,量子力学已经建立,用它来研究和处理微观粒子的低速运动问题取得了很大成功．同时,爱因斯坦建立的相对论,虽然能够讨论粒子的高速运动,但在处理微观粒子的波粒二象性上却无能为力． 2000 Vol. 12 (03): 45-46 [摘要] ( 2256 ) [HTML 1KB] [PDF 192KB] ( 1148 ) 46 超新星孕育了黑洞 卞吉, 秦宝 黑洞一直被看成是神秘而奇异的天体．虽然有越来越多的观测证据证明它们的存在,但有关这些天体形成的原因,仍存有许多问题．一种可能的方案是,一个大质量恒星（比太阳质量大２５倍）燃尽了核燃料并在它的很大的引力质量下塌缩,形成了黑洞．另一种可能的方案是一个更为复杂的模型,假设一个大质量恒星首先爆炸,留下了一个直径小于２０千米、密度极高的中子星．这一超新星爆发所摔出的一些物质又落回到新生的中子星上,最后发生塌缩而形成黑洞． 2000 Vol. 12 (03): 46-46 [摘要] ( 1779 ) [HTML 1KB] [PDF 176KB] ( 1585 ) 47 高温超导磁体研究进展 林良真 美国Ｄｕｐｏｕｔ公司设计了一个高温超导磁分离机,它将用于分离高岭土和钛氧化物中的矿物质．这个高温超导磁体直径为０．８ｍ,中心磁场为２到２．５Ｔ,运行温度为２０Ｋ．美国佛罗里达高场实验室报道了它们一个３Ｔ的高场高温超导插入线圈,导线用ＰＩＴ法制造,线圈为双并式结构,用Ｗ＆Ｒ法制造．里层线圈的导线是纯银基,外面二组线圈导线是用Ａｇ和ＡｇＭｇ作基底．线圈试验是成功的．芬兰Ｔａｍｐｅｒｅ大学和美国超导公司合作研制了一个５ＫＪ的高温超导微型ＳＭＥＳ,该储能线圈是美国超导公司用Ｂｉ－２２２３带绕成的,其运行电流为１６０Ａ,运行在２０Ｋ温度下,磁体采用二级Ｇ－Ｍ制冷机冷却,冷却功率为８Ｗ． 2000 Vol. 12 (03): 47-47 [摘要] ( 2625 ) [HTML 1KB] [PDF 124KB] ( 1352 ) 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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