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2011年 23卷 1期 刊出日期 2011-02-18 物理知识 物理前沿 科技经纬 教学参考 科苑快讯 中学园地 科学源流 物理知识 3 大气科学纵横谈 Hot! 周家斌 一、我们祖先的无上智慧 二、天气图上的花花世界 三、五花八门的气象预报 四、世界瞩目的大气科学热点 2011 Vol. 23 (1): 3-13 [摘要] ( 1899 ) [HTML 1KB] [PDF 834KB] ( 1969 ) 13 QCD 揭秘 维尔切克(著), 丁亦兵, 乔从丰, 李学潜, 沈彭年, 任德龙(译) 俗称为QCD 的量子色动力学是强相互作用的现代理论。从历史上看，它源于原子核物理及对常规物质的描述——理解质子和中子是什么以及它们是如何相互作用的。如今QCD 被用来描述大部分高能加速器中发生的现象。 2011 Vol. 23 (1): 13-19 [摘要] ( 2107 ) [HTML 1KB] [PDF 1088KB] ( 311 ) 20 太阳的故事——阳光里的奥秘 卢昌海 在前面几节中，我们介绍了太阳的大小和远近，地心说和日心说，日食的规律等。那些介绍所涉及的分析手段大都是几何手段。从本节开始，我们将介绍一类全新的手段：物理手段。我们将会看到，那是一类远比几何手段更有效的手段，在它们的帮助下，科学家们很快就将太阳研究推向了纵深。这种从几何手段向物理手段的过渡，是与天文学自身的发展脉络基本一致的。因为在历史上，人们对天文学的研究首先是从研究天体运动的几何规律入手的，用物理手段研究天文的所谓天体物理这一重要分支则是在晚得多的时候才出现的 (而且它的出现与本节所要介绍的内容有着密切关系)。 2011 Vol. 23 (1): 20-24 [摘要] ( 2198 ) [HTML 1KB] [PDF 666KB] ( 324 ) 物理前沿 25 微量元素的分析化学：从形态分析到金属组学 Hot! 王萌, 丰伟悦 自从分析化学在19 世纪成为一门独立的学科以后，人们发现很多种元素仅以很低的含量存在于环境或生物体中，这些元素常常被称为微量元素。微量元素在不同学科中，其含义往往会有所不同。在地球化学中，常把含量低于0.1%的元素称为微量元素。而在生物医学中，一般把除氧、碳、氮、氢（这四种元素约占到有机体总量的96%），以及钙、磷、硫、钾、钠、氯、镁（这七种约占3.6%）以外的所有元素称为微量元素。因此，微量元素只是一个相对的概念，而不是绝对的概念。以氢为例，在生物医学中是主量元素，而在材料科学中常作为微量元素加以研究。 2011 Vol. 23 (1): 25-26 [摘要] ( 2340 ) [HTML 1KB] [PDF 664KB] ( 583 ) 27 神秘的黑洞 米丽琴 2010 年11 月16 日凌晨（北京时间），美国宇航局对外公布了一则 “秘密”——该局最近发现的“异常物体”不是此前盛传的UFO（不明飞行物或称飞碟），也不是外星人，而是地球附近一个年仅30 岁的黑洞。这个最年轻的黑洞是天文学家利用美国宇航局的钱德拉X 射线望远镜发现的，它为观测这类婴儿期天体提供了独一无二的机会。美国宇航局在当天记者会上发布的声明称，这个黑洞将能够帮助科学家更好地理解大质量恒星是如何爆炸的，恒星爆炸后留下的是黑洞还是中子星，以及我们银河系和其他星系黑洞的数量。 2011 Vol. 23 (1): 27-29 [摘要] ( 2224 ) [HTML 1KB] [PDF 888KB] ( 169 ) 科技经纬 30 声钳在微流控芯片中的发展和应用 Hot! 李思晢, 国世上, 赵兴中 一、声钳的历史和现状 二、声钳技术的原理 三、 声学共振器的制备 四、现阶段几种对流体中样品操控的方法 五、国外声钳技术进展 六、国内声钳技术研究 七、声钳微流技术的发展与展望 2011 Vol. 23 (1): 30-34 [摘要] ( 2403 ) [HTML 1KB] [PDF 858KB] ( 498 ) 教学参考 35 纷繁隐秘的暗世界 Hot! 童国梁 暗物质的由来 暗物质的最佳候选者——弱作用大质量粒子（WIMPs） WIMP 粒子是暗物质的唯一候选者吗？ 暗作用力，隐藏的世界 暗物质和暗能量之间的联系 2011 Vol. 23 (1): 35-40 [摘要] ( 2083 ) [HTML 1KB] [PDF 765KB] ( 211 ) 41 二十一世纪的天文学教学 胡德良(译) 提高科学素养 物理学教育一马当先 天文学教育紧随其后 三个互动的学习策略 结语 2011 Vol. 23 (1): 41-47 [摘要] ( 2024 ) [HTML 1KB] [PDF 800KB] ( 175 ) 科苑快讯 47 “安慰剂效应”并非源自不明真相 高凌云 面对饱受绝症折磨的患者，医生经常会给他们开出安慰剂（其实就是糖片或维生素，有时也包括止痛剂），然而患者服后都会感到有所好转，这被称为“安慰剂效应”。多数科学家认为原因在于患者不明真相，不过美国波士顿市哈佛医学院的开普查克（Ted Kaptchuk）的最新临床实验却表明，即使知道真相，患者仍然会感觉好些。他们招募了80 名肠易激综合征（irritable bowel syndrome，IBS）患者，随机分成2 组，一组服用安慰剂，一组不采用任何治疗手段。受试者被告知：实验所用的安慰剂其实是无效的糖丸，没有任何有效药物成分，但是安慰剂一直都在临床上显示出重要作用，可以产生明显的身心自我愈合作用。事实上，早在1965 年，帕克（Lee Park）和科维（Lino Covi）就曾对患有精神病的15 个病人进行安慰剂试验，患者都声称症状有所好转，只不过开普查克这次添加了对照组。 开普查克承认这次试验的样本群小、时间短，并不能完全证实安慰剂效应，但是他和许多临床研究者都认为心理的自我安慰有助于患者改善症状，医生开安慰剂给病人并不违背现代医学的伦理道德。 2011 Vol. 23 (1): 47-47 [摘要] ( 2112 ) [HTML 1KB] [PDF 484KB] ( 94 ) 57 周期表原子量将全面修改 高凌云 自从冥王星在2006 年被剔出太阳系大行星之列以来，现在最震撼科学界的大事，当数化学元素原子量的全面改动了。以前化学元素周期表上的原子量只是一个大致估计，并不精确，今后氧、氢、锂、硼、碳、氮、硅、硫、氯和铊这10 种元素的原子量将以数值区间方式标注，而不再只是一个失真的单一数值（如图）。这一变化也表明长期以来，科学界终于承认118 种元素中大部分的原子量是变化的。 大多数元素在自然界中都有一个占优势的稳定形式，比如地壳中含量最丰富的氧元素，其最稳定的形式是原子核内有8 个质子（定义为氧元素的标志）和8 个中子的氧16，占99%。但这个比例并非一成不变，在空气、地下水、果汁或骨骼中都是不同的，这种变化已成为一个用于科学鉴定的有力工具。以前公布的原子量是这些同位素的平均值，随着同位素数量的不断增长（118 种元素有2000 多种同位素），这些数值亟需修订。 美国弗吉尼亚州地质调查稳定同位素实验室（Geological Survey’s Reston Stable Isotope Laboratory）的科普伦（Tyler Coplen）作为主持修改元素原子量的负责人估计这一工作需要10 年。他说，目前工作已经有了良好的开端，余下元素的原子量将陆续调整。 2011 Vol. 23 (1): 57-57 [摘要] ( 2087 ) [HTML 1KB] [PDF 526KB] ( 127 ) 57 透明的碳同素异形体 高凌云 大多数人都知道碳的同素异形体不只一种，其中最常见的是金刚石和石墨，另外还有富勒烯、碳纳米管以及今年荣获诺贝尔奖的石墨烯。2003 年又发现了一种介于石墨和金刚石之间的体心四方结构（body-centred tetragonal，bct）同素异形体（如图）。首次对其研究的是筑波、东京和明尼苏达大学的梅本耕一郎（Koichiro Umemoto）和同仁。南开大学的周向峰和同事则做了进一步研究，虽然他们的工作仍停留在理论阶段，但是却解释了石墨压缩形成透明碳同位素异形体的实验现象。这种材料的硬度比金刚石更高，它在金刚石砧上按压后留下了印痕。透明的体心四方碳不仅只需很少的能量就能形成，其剪切强度甚至比金刚石还高出17%。如果这一结论能得以证实，也就意味着能在常温下制造出比金刚石更强的材料。 2011 Vol. 23 (1): 57-57 [摘要] ( 2984 ) [HTML 1KB] [PDF 526KB] ( 98 ) 中学园地 48 小筷子 大道理 赵英彬 筷子应用之力学篇 筷子应用之光学篇 筷子应用之热学篇 2011 Vol. 23 (1): 48-49 [摘要] ( 2860 ) [HTML 1KB] [PDF 734KB] ( 651 ) 科学源流 50 微观物质组成理论的发展与近现代科学（上） Hot! 阎康年 一、研究微观物质组成理论发展的重大意义 二、古希腊原子论 三、古原子论在近代的恢复和科学化 2011 Vol. 23 (1): 50-55 [摘要] ( 2349 ) [HTML 1KB] [PDF 748KB] ( 287 ) 56 1998 年1 月：宇宙的加速膨胀 萧如珀, 杨信男(译) 在20 世纪90 年代中期，有两个竞争团队开始观察超新星，目的是要确定宇宙膨胀趋缓的速率，但大出人们意料之外的是，他们的发现结果刚好相反：宇宙膨胀不仅没有慢下来，而且还因看不见的神奇力量所驱使而加速。1998 年初，研究员将这些震惊天文物理学领域的奇怪结果发表出来。 2011 Vol. 23 (1): 56-57 [摘要] ( 1933 ) [HTML 1KB] [PDF 631KB] ( 171 ) 58 1928 年2 月：发现拉曼散射 萧如珀, 杨信男(译) 1921 年，印度物理学家拉曼（C. V. Raman）从英国搭船回国，在途中他思考着为什么海洋会是蓝色的问题，而开始了这方面的研究，促成他于1928 年2 月发现了新的散射效应，就是现在所知的拉曼效应，在物理和化学方面都很重要。 2011 Vol. 23 (1): 58-59 [摘要] ( 2169 ) [HTML 1KB] [PDF 636KB] ( 393 ) 59 地动仪的历史真实和科学价值 冯锐 本文从下述6 个方面说明其历史的真实：1. 史料记载不是孤证，2. 考古结果有旁证，3. 地动仪的发明旨在检测地震，4. 古籍文字是科学实践的经验总结，5. 陇西地震及其观测是确切的，6. 失传存在社会背景。最后，简谈地动仪的科学价值和发挥的历史作用。 2011 Vol. 23 (1): 59-63 [摘要] ( 1943 ) [HTML 1KB] [PDF 822KB] ( 228 ) 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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