光学千年——国际光年概观光学千年发展
摘要：2013年12月20日联合国第六十八届会议决定将2015年设定为光和光基技术国际年,简称2015国际光年.本文围绕国际光年举办周年纪念的光科学历史上的一系列里程碑式的重要成就,在国际光年之际对光学千年的发展进行回顾.文中除尽可能全面地列出光学发展道路上的重要事件外,还力图从物理学的视角给光学一个概貌式的观察.光,你这个精灵
摘要：文章从多方面论述了光与人类生活密切相关、眼睛与太阳息息相应,并论述了光,作为探测无限大和无限小世界的一种最神速最机灵的载波,为人类带来无限丰富的信息,诸如显微图像、星体图样、光谱图和衍射图.这是一篇综述文章,通今溯源,联想发挥,为全面认识光——这个遨游穿梭于宏观、微观和宇观3大世界的精灵,提供广阔的科学背景和学术视野.不可忽略多次反射——对一种光子晶体阻波器的严格分析
摘要：光子晶体是当前的热门研究课题和很有发展前途的应用领域.本文对光纤光栅作为特定波长激光的阻波器进行了仔细的研究,严格求解了达到最大反射率的光栅参数条件和总反射率对周期性介质层数的依赖关系.所应用的方法的关键是考虑电磁波场在介质交界处的连续性条件和求出传递矩阵.研究表明：只有把激光在介质交界处的多次反射完全计算在内,才能得到满足能量守恒定律的合理结果.令人欣慰的是,总反射率对介质层数的严格依赖关系是解析函数,它的反函数也是如此,这使我们能够在实际应用时比较容易地决定光纤光栅的各项参数.8课时讲完几何光学
摘要：为了彻底改变传统的几何光学教学方法,笔者借助计算机辅助教学手段对多媒体课件、课堂讲授、课外作业、网上辅导等教学环节进行精心设计,在8课时之内让学生掌握成像系统的初步设计方法,既能计算物像关系,又能初步判断成像质量.学生的学习手段与方法有较大改变,学习工具从以纸笔为主变为以电脑为主,课外作业从以公式推导为主变为以电脑操作设计为主,学生的学习效率、知识应用能力大大提高.关于动量流的几点思考
摘要：动量流这一概念的引入,为人们开启了一扇重新认识物理学,尤其是重新认识力学的大门.以动量流为主线阐述力学原理,可以使力学和电学之间的相似性清楚地显现出来,为这两门物理学分支学科中的动量与电（荷）量、动量流与电流、速度与电势等各个相应物理量及其计算式之间开展类比奠定坚实的基础.这种类比不仅使物理学在整体上能得到浓缩或简化,而且在认知层次上也能得到一定的提升.就力学自身而言,运用动量流的概念代替力的概念在许多场合下有助于以生动、形象、简便的方式解释物理现象,解决物理学问题,从而增强学生的学习兴趣,改进物理教学的效果,因而值得推介并进一步深入研究.两维电场和电流的可视化
摘要：文章利用保角变换和镜像电荷,借助数学软件画出了正方形和正三角形上点电荷和电流对等的等势线和电场线的图形.从上半复平面到矩形或三角形上的保角变换可以用第一类不完全椭圆积分或不完全贝塔函数表示.满足Dirichlet或Neumann边界条件上半复平面上的等势线和电场线可以用镜像电荷（流）方法求得,它们是一系列垂直正交的圆.选取特殊参数,保角变换把这些等势线和电场线映射到正方形或正三角形上,点电荷映射到对称中心,电流映射到顶点.磁场中三维各向异性谐振子哈密顿量的对角化
摘要：当三维各向异性谐振子处在一个任意方向的磁场中后,谐振子之间出现耦合.这些耦合谐振子的海森伯运动方程能够写成类似于薛定谔方程的形式.通过一定的变换可以使海森伯运动方程解耦合,利用这些结果也可以使哈密顿量对角化,进而得到系统的能量本征值和体系的本征态.同时给出了坐标和动量的矩阵元以及量子涨落.3×n阶蛛网等效电阻猜想的证明
摘要：本文应用基尔霍夫节点电流定律和回路电压定律,建立了3元矩阵方程模型,构造了矩阵变换方法,经过一系列严格的推导与计算,较好地证明了3×n阶蛛网等效电阻猜想的正确性,同时给出了3×n阶蛛网等效电阻公式.通过比较分析进一步给出了3×n阶蛛网在无限情形时的等效电阻公式,并且探讨了3×n阶蛛网等效电阻的单调性质.理想斯特林热机循环原理及其效率的计算和实际工作效率的简单讨论
摘要：本文首先从热机效率的基本公式出发,阐述理想斯特林热机的工作原理,从中看到斯特林热机独特的工程设计对效率计算的影响,使其效率达到理想卡诺循环效率;其次给出实际斯特林热机工作时的热损耗的来源分析;最后结合有关论文的结论,给出工质为范德瓦耳斯气体时的效率与体积比的关联.对一种新型空气热机工作原理的分析
摘要：根据物理学原理对单缸单活塞空气热机的工作过程给出了一种物理解释.即：本实验所涉及热机的气缸中工质的状态参量要用3组pVT来表示（气缸工质分为3段）,尽管3段空气柱的压强p始终保持相等,但3段空气柱的V、T并不保持相等.在单一活塞运动时,局部空气柱状态参量的变化具有热机效应,部分吸热被转化为对外做功,完成了热机循环.超稳球形光学腔的设计
摘要：环境振动会引起光学谐振腔体的形变,从而降低了光学谐振腔的稳定性能.为了减小环境振动对光学谐振腔稳定性的影响,采用了有限元数值模拟的方法,设计了对振动不敏感的球形光学超稳腔.通过数值模拟水平支撑的球形腔,改变腔体的支撑位置,得到了球形腔光程变化量随位置参数变化的关系曲线.结果表明,通过选择合适的支撑位置,能够保持两腔镜平行,使得光程的变化最小,可以有效地减小环境振动对球形腔稳定性的影响.该方法对超稳球形腔的设计具有重要的指导意义.关于“对物理教材中两个概念的讨论”中“加减平衡力系”的商榷
摘要：文章讨论了＂对物理教材中两个概念的讨论＂一文的＂加减平衡力系＂的不当之处,其根本原因在于弹簧是变形体,而＂加减平衡力系＂的公理只适应于刚体.使用了一个弹簧振子的例子进行佐证.目前的教学只强调解题速度,为了提高速度而占用了大量的学习资源,导致学生无暇理解科学的本质和科学的美.建议当代教学应强调通用解法和基本思路.一例关于伯努利方程知识点的教学案例
摘要：伯努利方程是＂工程流体力学＂＂液压与气压传动＂＂土木工程结构抗风设计＂＂连续介质力学＂等课程的核心基础,而这些课程又是机械类、土木工程类等专业的专业基础课.＂大学物理＂作为理工科专业的公共基础课,应该全部或部分讲授伯努利方程这一重要的知识点.文章通过对工程上有关伯努利方程应用的实例进行合理抽象,为大学物理课程中所讲解的＂伯努利方程＂知识点营造工程教育情境.通过这种教学设计,能够实现在加深学生对基础知识掌握程度的同时,增强学生工程背景阅历和工程实践意识.关于均匀带电球面上电场强度的求解
摘要：由于均匀带电球面上的电场强度无法用高斯定理求出,现行大部分大学物理基础教材在讨论均匀带电球面产生的场强分布时,只用高斯定理求出了该带电系统内外空间电场的分布,并没有给出球面上场强的计算方法,只是指出在球面上场强值不连续.文章利用叠加原理和电容器能量的变化两种方法分别导出了均匀带电球面上任一点的场强值,验证了均匀带电球面的场强是不连续的,两种方法思路截然不同,但得到的结果完全相同,该结果使得高斯定理求出的均匀带电球面在空间电场分布的结论更加完整.国内短期访学对本科生培养的重要性——以南开大学物理“伯苓班”为例
摘要：本文以南开大学物理＂伯苓班＂为例,讨论了国内短期访学对本科生培养的重要性.通过带领学生们到国内兄弟单位进行2~4天的课程学习、实验学习、实验室参观以及与师生们的座谈等活动,开阔了学生们的眼界,找出差距,树立目标,促使他们寻找自我发展的道路.该活动对树立学生们的学术理想、学习精神有着非常积极的意义,并促进了校际之间的交流和探讨.本文还对国内短期游学需要注意的一些问题进行了探讨.标准和优美厄米-高斯光束通过圆环孔衍射的比较
摘要：标准厄米-高斯光束（Standard Hermite-Gaussian beam,SHGB）和优美厄米-高斯光束（Elegant Hermite-Gaussian beam,EHGB）是厄米-高斯光束的两个特殊解.应用柯林斯（Collins）公式研究两种光束通过圆环孔的衍射特性,用Matlab软件进行一些数值模拟.模拟结果表明：这两种光束通过圆环孔的衍射存在明显差异,在x、y轴方向上SHGB衍射光强始终比EHGB大,差异来源于标准厄米-高斯光束与优美厄米-高斯光束的场分布的差异.基于Matlab的势垒贯穿透射系数研究
摘要：粒子在经过一个势垒时,无论粒子能量和势垒高度存在怎样的关系,理论上都有一定的透射.本文用Matlab软件探讨了粒子对于宽度为n＊a的势垒和n重宽度为a的势垒进行贯穿时的透射系数.研究结果说明：在E/U〉1情况下,宽度为na的势垒的贯穿透射系数较n重宽度为a的势垒的贯穿系数大;当E/U〈1时,情况则相反.2014年度值得推荐的物理新教材（续）
摘要：《大学物理学（第3版）》清华大学出版社作者：朱峰内容简介：本书以＂精品化、立体化、实用化＂为目标,采取压缩经典、简化近代、突出重点的方法精选和组织内容.全书共13章,涉及力学、热学、电磁学、振动和波、波动光学、狭义相对论和量子物理基础.每章包括引入、基本内容、知识拓展、科学家简介、复习与小结及练习题.全书联系实际,特别是注意介绍物理知识和物理思想在实际中的应用．
