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  物理--2014, 43 (09)   发布日期: 2014-09-12
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特约专稿

空间科学——探索与发现之源 Hot!

顾逸东
全文: PDF (3089 KB)   ( 1185 )
摘要

空间科学是空间活动的主要组成部分,是当代最活跃的科学研究活动之一。文章对空间科学及各分支领域(包括太阳物理学和空间物理学、空间天文学、月球和行星科学、空间地球科学、空间生命科学、微重力科学)的研究内容和主要成就做了介绍。空间科学是基础前沿研究的重大领域,中国应将其作为基础科学的突破口重点发展。

评述

同步辐射核共振振动能谱学(上):原理篇 Hot!

王宏欣,周朝晖,徐伟
全文: PDF (5232 KB)   ( 782 )
摘要

核共振振动能谱学(简称核振能谱)是一种以同步辐射为实验基础的新型的振动能谱学方法。与红外、拉曼等传统的振动光谱学方法相比,核振能谱在理论上和实验上具有一系列突出的特点和优越性,从而在各学科,特别是在铁基化学和铁基生物化学的研究中有着广泛的应用。文章分为上下两篇,上篇介绍核振能谱的基本概念、基本理论、实验方法和实验条件等基础内容,并以简单的四氯化铁离子([FeCl4]-)为例,演示由原始核振能谱到振动态密度函数(PVDOS)的分析流程。在选材上,文章侧重先进性、代表性和实用性;在叙述上,考虑到非同步辐射专业研究者的阅读需要,文章突出实验科学和应用科学的内容,力求简单明了、通俗易懂。下篇将系统介绍该能谱学方法在化学与生物化学中的应用实例。

前沿进展

固液界面双电荷层结构的一个界面势模型 Hot!

万里,徐士鑫,廖麦加,柳春,沈平
全文: PDF (2417 KB)   ( 770 )
摘要

当液体受限在纳米尺度下时,会呈现出跟宏观尺度下完全不同的输运性质。这些新的性质可以被应用于很多领域,譬如对生物体中体液输运的研究,液体抽运,药物的混合和分离,以及离子和胶体颗粒的选择等领域。为了充分利用这些新性质,需要对纳米液体中最基本的双电荷层结构有深刻认识。文章回顾了传统的泊松—玻尔兹曼方程对双电荷层结构中液体离子分布的计算,指出了其中的不足,并提出一种基于液体电荷保持中性的固液表面势模型。

实验技术

扫描透射电子显微镜及电子能量损失谱的原理及应用 Hot!

李超,杨光
全文: PDF (2488 KB)   ( 760 )
摘要

扫描透射电子显微镜是透射电子显微镜的一种,近几年随着球差校正器的问世,扫描透射电子显微镜的分辨率达到亚埃级,结合能量分辨率为亚电子伏特的电子能量损失谱,可以对材料进行高空间分辨率及高能量分辨率的微结构和成分分析。文章简述了扫描透射电子显微镜的发展历程和工作原理,重点讲述了高角环形暗场像的成像机理以及基于高角环形暗场像对材料结构和成分进行分析的原理和应用;电子能量损失谱的成谱过程、谱的特征及其在材料化学和电子结构分析方面的优势和主要应用。

物理学常数

质量单位千克定义的历史、现状和发展趋势 Hot!

沈乃澂
全文: PDF (3168 KB)   ( 783 )
摘要
自1889年以来,千克的国际原器作为国际单位制(SI)质量单位的定义。这是SI定义基本单位最后一个人工制造的基准,它的重新定义必将影响着几个其他基本单位。文章介绍了瓦特天平的工作原理以及普朗克常数的实验测定。这些结果对物理学和计量学具有重要的意义。
虞福春先生百年诞辰专题

感念虞福春先生与他纯真的物理人生

赵渭江
全文: PDF (1641 KB)   ( 756 )
摘要
虞福春(1914—2003), 福建省福州人。著名的物理学家、教育家,国际核磁共振应用开拓者,核磁共振谱学奠基人之一。他又是中国核教育的主要开拓者和奠基人之一,中国物理学教育的一代宗师。他辛勤努力,从不懈怠地耕耘物理学六十余载,没有多少荣誉,没有多少桂冠,在大学里淡泊地度过了一生。他自己总是以穷小子出身,做好一个“教书匠”而感到满足。多少年来,我们大家都尊称他“虞先生”,十分感念他。值此纪念先生百年诞辰之际,我们重温先生的人生之路和他质朴纯真的物理人生,我们又一次被感动、震撼:惊叹先生的成长之路!钦佩和敬仰先生的学问、贡献和精神!

我眼中和心中的虞福春先生

颜莎
全文: PDF (1662 KB)   ( 703 )
摘要
时光荏苒,逝者如斯。虞先生已经离开我们11 年了,但他老人家的音容笑貌仍时常浮现在眼前。今年是虞先生诞辰100 周年,大家都纷纷准备纪念这位可亲可敬的老前辈。我也希望能够为此做点什么。承蒙赵渭江老师推荐,《物理》编辑部要我为杂志写一篇纪念虞先生的文章。作为他晚年的学生,我对他在年富力强的时期为物理学和物理教育界所做的大量工作和重要贡献,了解并不全面,只鳞片甲的,大都是听他的学生我的老师们讲的,这不是我能够说的。我在先生晚年时期跟随学习工作了近20 年,我想要说而且能够给别人说的,是这个时期中我在日常接触中所了解的虞先生。

敬佩和感激——记虞福春先生的两件事

阎守胜
全文: PDF (1775 KB)   ( 609 )
摘要
虞福春先生是著名的核物理学家和教育家。1955 年起在北京大学任教,筹建技术物理系并担任系领导工作。期间, 从1982 年2 月到1983 年11 月,只有短短的、不到两年的时间,临时出任物理系主任,应该是任职时间最短的系主任,但却有两件事得到了虞先生的帮助和教诲,给我留下了深刻的印象。 我有幸在改革开放之初,1980年3 月到美国康奈尔大学,在著名低温物理学家David Lee 教授(因1970年代初期发现液体氦-3 的超流相,1996 年获诺贝尔物理学奖)的实验室工作。1981 年秋,在参加完第16 届国际低温物理学会议后,由于我的实验工作已告一段落,留在那里学习的效率不高,决定提前半年回北京大学物理系。回来后面对的是只有旋钮式电位差计、光点检流计等普通物理实验课教学设备的实验室。1982 年初,两位学生到我这里做毕业论文,我从原来合作过的中国科学院金属研究所(沈阳)的朋友那里要到了一些在FeMn 合金中掺少量Al 的样品,给他们的题目是从液体氦温度到室温做电阻的测量。结果出乎意料,发现Al 掺到一定程度,温度升高时,尽管是晶态样品,电阻却反常地下降。这一发现让我把研究方向定位到无序体系的输运性质方面,那时这是物理界关注的一个热点。虞福春先生给我留下深刻印象的第一件事就和我在这方面的研究工作有关。
Physics Today攫英

含有四个夸克或更多夸克的奇特粒子

赵强 编译
全文: PDF (3970 KB)   ( 591 )
摘要
在粒子物理的所谓“ 标准模型”中发生强相互作用的基本粒子是带有分数电荷的夸克,这些夸克被电中性的类似光子的“胶子”捆绑在一起形成强子(包括重子和介子)。目前标准模型中包含6 种不同“味道”的夸克:上夸克(u)、下夸克(d)、奇异夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)和顶夸克(t);它们各自的反粒子( 反夸克) 被标志为u、d、s、c、b、t。每一种味道的夸克又带有强作用的3 种不同的“色荷”之一的“色荷”。之所以称之为“色荷”是因为强相互作用将这些带色荷的夸克束缚在一起形成强子的法则很容易让我们类比到对颜色的感知。我们姑且把这3 种色荷称为红色、绿色和蓝色;它们相应的反夸克的颜色就对应到互补色:蓝绿色、紫红色和黄色。

光量子开关

龙桂鲁,任宝藏 编译
全文: PDF (1405 KB)   ( 563 )
摘要
经典信息网络中数据包通过路由器被准确地发送至收信地址。同样,在量子信息网络中,信息在网络节点间的准确传输也需要量子开关(量子路由器)。光子系统是量子通信和量子计算中常用的信息载体,因此光量子开关需要在不破坏光子所携带信息的情况下控制光子的传输路径。最近,以色列雷霍沃特的魏茨曼科学研究所Barak Dayan小组的一项研究有望解决这一问题。 他们设计了一个光量子开关,实验原理如图1 所示。通过控制耦合于微球光学谐振腔的铷原子量子态,能够实现量子开关对光纤中光子传输路径的选择(包含两个输入路径和两个输出路径)。通过原子与光子的连续相互作用,光量子开关能够达到控制光子传输路径而不破坏编码在光子叠加态中的量子信息的效果。
物理学漫谈

走近量子纠缠系列之三:量子纠缠态

张天蓉
全文: PDF (2247 KB)   ( 555 )
摘要
玻尔和爱因斯坦的第三次争论,本来应该发生在1933 年的第七届索尔维会议上。但是,爱因斯坦未能出席这次会议,他被纳粹赶出了欧洲,刚刚风尘仆仆地到达美国,被聘为普林斯顿高等研究院教授。德布罗意和薛定谔出席了会议,但薛定谔没见到爱因斯坦暂时不想发言,德布罗意也不想单独与人辩论。这令玻尔大大松了一口气,会议上哥本哈根派唱独角戏,看起来量子论已经根基牢靠,论战似乎尘埃落定。 然而, 爱因斯坦毕竟是个伟人,不是那么容易服输的。尽管他当时因战争而流离失所,未能参加索尔维会议,尽管到普林斯顿之后他的妻子身染重病,到了知天命年龄的爱因斯坦,仍然十分关注量子力学的进展,并更加深入地思考量子理论涉及的哲学问题。
物理学咬文嚼字

物理学咬文嚼字之六十五:空空, 如也

曹则贤
全文: PDF (2147 KB)   ( 872 )
摘要
人生似瓦盆,打破了方见真空——洪应明《菜根谭》 色不异空,空不异色。色即是空,空即是色——《般若波罗蜜多心经》 空色皆寂灭。——陈子昂《感遇》 禅师都未知名姓,始觉空门意味长。——[唐]杜牧 善知识,莫闻吾说空便即著空2)。——《六祖檀经》 空是个日常生活、宗教、哲学、数学和物理学都要面对的艰涩概念。Space, void, nothingness, emptiness, vacancy, vacuum,hole 是各色的空。汉译一古脑地都用一个“空”字对付。何谓“空”,何谓“真空”?恐非常识之识也。是空非空。
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