什么是半波损失失的本质 不是用数学推导。 用微观物理来解释最好。

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物理学名词及解释
1/4 波片 quarter-wave plate:利用四分之一波片和一个检偏镜,按一定的步骤可以检验各种偏振光; 偏振光:光是一种电磁波,电磁波是横波;而振东方向和光波前进方向构成的平面叫做振动面,光的振动 面只限于某一固定方向的,叫做平面偏振光或线偏振光;(汽车车灯;立体电影;摄像机镜头) CG 矢量耦合系数 Clebsch-Gordan vector coupling co
简称“CG[矢耦]系数”。 两个角动量 耦合时,他们的本征函数的组合系数 X 射线摄谱仪 X-ray spectrograph :配有照相或其他记录装置,能同时取得一定波长范围 X 射线光谱; X 射线衍射 X-ray diffraction:1912 年劳埃等人根据理论遇见,并实验证实了 X 射线与晶体相遇时能发 生衍射现象,证明了 X 射线具有电磁波的性质; 衍射:波在传播时,如果被一个大小接近于或小于波长的物体阻挡,就绕过这个物体,继续进行;如果通 过一个大小近于或小于波长的孔,则以孔为中心,形成唤醒波向前传播;超声波较短,不易发生衍射; X 射线衍射仪 X-ray diffractometer:利用衍射原理,精确测定物质的晶体结构,织构及应力,精确的进 行物相分析,定性分析,定量分析; [玻耳兹曼]H 定理 [Boltzmann] H-theorem/[玻耳兹曼]H 函数 [Boltzmann] H-function:路德维希玻尔 兹曼,奥地利物理学家,是热力学和统计物理学的奠基人之一;最伟大的功绩是发展了通过原子的性质 (例如,原子量,电荷量,结构等等)来解释和预测物质的物理性质(例如,粘性,热传导,扩散等等) 的统计力学,并从统计意义对热力学第二定律进行了阐释; [冲]击波 shock wave:是一种不连续峰在介质中的传播,这个峰导致介质的压强、温度、密度等物理性 质跳跃式改变;任何波源,当运动速度超过了其波的传播速度时,这种波动形式都可以称为冲击波; [冲]击波前 shock front [狄拉克]δ 函数 [Dirac] δ -function [第二类]拉格朗日方程 Lagrange equation:一般而言,如果要建立系统在特殊位置的动力学关系,可以 考虑应用动力学普遍方程;如果要建立系统在任意一般位置的动力学关系,则应考虑应用拉格朗日方程; [电]极化强度 [electric] polarization:描述电介质极化程度和极化方向的物理量,是矢量;电极化强度 P 定义为单位体积内分子电偶极矩 P 的矢量和; [反射]镜 mirror 在光学玻璃的背面,镀一层金属银或铝薄膜,使入射光反射的光学元件; [光]谱线 spectral line:由于电子云中的电子在环绕原子核时,只能受限拥有一些特定的能量,所以一旦 电子能量有变化,此能量差就会产生该原子特有的光子,这就是谱线的由来;特定谱线的出现,就表示存 在着某些元素,通过谱线的强度可观测出此元素含量的多寡;谱线如果在波长上有位移,则通过多普勒效 应,还可得到光源朝向或远离观察者的运动速度; [光]谱仪 spectrometer:又称分光仪;以光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的装置; [光]照度 illuminance:通常所说的勒克司度,表示被摄主体表面单位面积上受到的光通量; [光学]测角计 [optical] goniometer [核]同质异能素 [nuclear] isomer:质量数和原子序数相同,在可测量的时间内具有不同能量和放射性的 两个或多个核素;对任何一种同位素而言,他可以具有不同的能量状态;根据量子力学理论,这些能量状 态都是量子化的,最低的能量状态称为基态;而其他的能量状态称为激发态;当这个同位素处于某个激发 态时,按照自然规律,它迟早要回到基态去;但是,某些激发态很特殊,同位素可以在该状态下维持很长 时间之后才回到基态去,这样的长寿命态称为同质异能态;从字面上理解即为,相同质子数不同的能量的 状态;但“质”其实是指“同位素”;即相同的核内质子数以及中子数,但不同的能量的状态;核同质异 能素是第四代核武器关键能源之一,稳定的核同质异能素中含有最高激发能的为铪-178;高能炸药能量 级别为 1KJ/g,而核同质异能素大约是 1GJ/g,比高能炸药的能量大一百万倍,其核裂变反应能量更大, 达到 80GJ/g;目前一些研究所正在系统研究核同质异能素的性质和释放能量的方法,例如美国和发过的 有关研究所根据美国原战略防御计划局和北约签订的合同所进行的研究:通过重离子碰撞或惯性约束聚变 中微爆炸产生的中子脉冲进行核合成,可得到核同质异能素;像金属氢一样,核同质异能素克作为“常规 武器”,也可以作为“干净”氢弹的扳机; [化学]平衡常量 [chemical] equilibrium constant [基]元电荷 elementary charge:基元电荷,电荷的天然单位,基本物理常量之一,记为 e,其值为 1.^(-19)库仑。1910 年 R.A.密立根通过油滴实验精确测定,并认证其 基元性。电子的 电荷为-1 个基元电荷,质子的电荷为+1 个基元电荷,已发现的全部带电亚原子粒子的电荷都等于基元 电荷的整数倍值 [激光]散斑 speckle:1730 年牛顿已经注意到&恒星闪烁&而行星不闪烁,光源发出的光被随机介质散射在 空间形成的一种斑纹 。1960 年世界出现了激光器,高度相干性的激光照在粗糙表面很容易看到这种图 样,散斑携带大量有用信息。散斑在工程技术方面等各方面有广泛的应用。散斑的理论是统计光学的一部 分,与光的相干理论在很多地方相似和相通;电磁波或粒子束经受介质的无规散射后,都会形成一种无规 分布的散射场,可见光形成的散斑光源――完全相干光,部分相干光和非相干光散射体――强散射屏和 弱散射屏 [吉布斯]相律 [Gibbs] phase rule : 他在热力学平衡与稳定性方面做了大量的研究工作并取得丰硕的成果, 于
年间连续发表了 3 篇热力学论文,奠定了热力学理论体系的基础.其中第三篇论文《论多相 物质的平衡》是其最重要的成果.在这篇文章中,吉布斯提出了许多重要的热力学概念,至今仍被广泛使用.他 完成了相律的推导.作为物理化学的重要基石之一,相律解决了化学反应系统平衡方面的众多问题.他还提出 了作为化学反应平衡判据的吉布斯自由能.吉布斯对于科学发展的另一大贡献集中于统计力学方面,他于 1902 年出版了&&同热力学合理基础有特殊联系而发展起来的统计力学的基本原理&&一书.在书中,他提出 了系综理论,导出了相密度守恒原理,实现了统计物理学从分子运动论到统计力学的重大飞跃.他被誉为富兰 克林以后美国最伟大的科学家,是世界科学史上的重要人物之一 [可]变形体 deformable body [克劳修斯-]克拉珀龙方程 [Clausius-] Clapeyron equation :19 世纪,克拉伯龙和克劳修斯分别用热力 学理论推导出了纯水面和饱和水汽压随温度升高而增大的数学表达式;气温的变化,对蒸发和凝结有重要 影响。温度升高时,饱和水汽压变大,使原来饱和的空气变得不饱和,重新出现蒸发;相反,降低饱和空 气的温度,饱和水汽压则减小,空气达到过饱和,多余的水汽就会凝结出来;对于饱和空气降低同样的温 度,高温时凝结出的水汽量比低温时多,所以暖季饱和空气中形成的云雾含水量要大些[量子]态 [quantum] state:电子做稳恒的运动,具有完全确定的能量。这种稳恒的运动状态称为量子 态;量子态是由一组量子数表征,这组量子数的数目等于粒子的自由度数;环形量子和球星量子之争;量 子传输;量子通信应用;隐形传输距离;量子计算机; [麦克斯韦-]玻耳兹曼分布 [Maxwell-]Boltzmann distribution :麦克斯韦-玻尔兹曼分布是一个概率分 布,在物理学和化学中有应用。最常见的应用是统计力学的领域。任何(宏观)物理系统的温度都是组成 该系统的分子和原子的运动的结果。这些粒子有一个不同速度的范围,而任何单个粒子的速度都因与其它 粒子的碰撞而不断变化。然而,对于大量粒子来说,处于一个特定的速度范围的粒子所占的比例却几乎不 变,如果系统处于或接近处于平衡。麦克斯韦-玻尔兹曼分布具体说明了这个比例,对于任何速度范围, 作为系统的温度的函数。它以詹姆斯?克拉克?麦克斯韦和路德维希?玻尔兹曼命名 [麦克斯韦-]玻耳兹曼统计法 [Maxwell-]Boltzmann statistics [普适]气体常量 [universal] gas constant [气]泡室 bubble chamber:气泡室(bubble chamber)是探测高能带电粒子径迹的一种有效的仪器, 它曾在 50 年代以后一度成了高能物理实验的最风行的探测设备,为高能物理学创造了许多重大发现的机 会。它是 1952 年美国人 D.A.格拉泽发明的。它曾给高能物理实验带来许多重大的发现,如新粒子、共振 态、弱中性流等等;气泡室是由一密闭容器组成,容器中盛有工作液体,液体在特定的温度和压力下进行 绝热膨胀,由于在一定的时间间隔内(例如 50ms)处于过热状态,液体不会马上沸腾,这时如果有高速 带电粒子通过液体,在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰撞而产生低能电子,因而形成离子对, 这些离子在复合时会引起局部发热,从而以这些离子为核心形成胚胎气泡,经过很短的时间后,胚胎气泡 逐渐长大,就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进行拍照,就可以把一连串的气泡拍摄下来,从而 得到记录有高能带电粒子轨迹的底片。照相结束后,在液体沸腾之前,立即压缩工作液体,气泡随之消 失,整个系统就很快回到初始状态,准备作下一次探测。工作液可用液氢或液氘,需在甚低温下工作,也 可用液态碳氢有机物,如丙烷、乙醚等,可在常温下工作。大型气泡室容积可达 20 立方米;气泡室的原 理和膨胀云室有些类似,可以看成是膨胀云室的逆过程,但却更为简便快捷。它兼有云室和乳胶的优点。 它和云室都可以按人们的意志在特定的时间间隔里靠特定的方法,以带电粒子为核心使气体凝结为液体, 或者使液体蒸发形成气泡,从而留下粒子的径迹。它和乳胶相同的地方在于工作物质本身即可当作靶子。 气泡室的优点更多,它的空间和时间分辨率高,工作循环周期短,本底干净、径迹清晰,可反复操作。但 也有不足之处,那就是扫描和测量时间还嫌太长,体积有限,而且甚为昂贵,不适应现代粒子能量越来越 高、作用截面越来越小的要求 [热]对流 [heat] convection 热对流是指热量通过流动介质,由空间的一处传播到另一处的现象。火场中 通风孔洞面积愈大,热对流的速度愈快;通风孔洞所处位置愈高,热对流速度愈快。热对流是热传播的重 要方式,是影响初期火灾发展的最主要因素 [热力学]过程 [thermodynamic] process 在环境作用下,系统从一个平衡态变化到另一个平衡态的过 程,简称热力过程 [热力学]力 [thermodynamic] force [热力学]流 [thermodynamic] flux [热力学]循环 [thermodynamic] cycle 热力学系统经过任意的一系列状态变化,最后又回到初始状态的 全部过程,又称循环过程,例如热机工作时,其中的工作物质(如蒸汽机中的蒸汽)即通过一系列的状态 变化,把从高温热源吸取能量的一部分转变为机械功,将一部分废热排放到低温热源,而工作物质本身又 回复到原来的状态。由于热机要不断地工作,其中的工作物质就必须周而复始地进行这种循环过程,以不 断地从热源吸取热量并对外作工 [事件]间隔 interval of events [微观粒子]全同性原理 identity principle [of microparticles] [物]态参量 state parameter, state property [相]互作用 interaction 当一部分物质对另一部分物质发生作用(直接接触或通过场)时,必然要受到另 一部分物质对它的反作用。自然界中物质之间的相互作用可归纳为:强相互作用、弱相互作用、电磁相互 作用、万有引力相互作用; [相]互作用能 interaction energy [旋光]糖量计 saccharimeter [指]北极 north pole, N pole [指]南极 south pole, S pole [主]光轴 [principal] optical axis 光束(光柱)的中心线,或光学系统的对称轴。光束绕此轴转动,不应 有任何光学特性的变化。但是,当光线从某个特殊的方向通过非均质体宝石时,不发生双折射现象。这个 特殊方向就是宝石的光轴。光轴可广泛应用于航天、航空光学系统 [转动]瞬心 instantaneous centre [of rotation] [转动]瞬轴 instantaneous axis [of rotation] 定点转动时,角速度矢量 ω 虽然通过定点 O,但它在空间 的取向却随时间而改变,故称这种转动轴为转动瞬轴。(这一瞬间,转动瞬轴上各点速度为零)它在空间 (指惯性空间)描绘一个以 O 为顶点的锥面叫空间极面,在刚体内所描绘的锥面则叫本体极面 t 分布 student's t distribution t 分布曲线形态与 n(确切地说与自由度 v)大小有关。与标准正态分布 曲线相比,自由度 v 越小,t 分布曲线愈平坦,曲线中间愈低,曲线双侧尾部翘得愈高;自由度 v 愈大,t 分布曲线愈接近正态分布曲线,当自由度 v=∞时,t 分布曲线为标准正态分布曲线 t 检验 student's t test t 检验,主要用于样本含量较小,总体标准差 σ 未知的正态分布资料; K俘获 K-capture 由于 K 层电子离核最近,它们被核俘获的概率比其他各层轨道电子的要高,因此轨道 电子俘获也常被称为 K 电子俘获。以 β+衰变的核都能产生轨道电子俘获。一般核的原子序数越高、半衰 期越长、伴随核衰变的核自旋变化越大,则发生轨道电子俘获的概率越高 S矩阵 S-matrix S 矩阵是微观粒子散射过程和反应过程的一种描述。考察微观粒子所组成的系统散射或 反应过程时,需要研究的是在一定的相互作用下,系统从一定的初始状态如何随时间演化。绝热近似下, 微观粒子系统从时间 t= -∞的初始状态跃迁到时间 t=∞的末态过程的概率振幅就是 S 矩阵的一个矩阵 元,它的绝对值二次方就是该跃迁过程的概率。所以当某 S 矩阵元为零时,该跃迁过程就是禁戒的。所有 可能的 S 矩阵元的整体构成 S 矩阵 WKB近似 WKB approximation 在量子力学里,WKB 近似是一种半经典计算方法,可以用来解析薛 定谔方程。乔治?伽莫夫使用这方法,首先正确地解释了 α 衰变。WKB 近似 先将量子系统的波函数,重 新打造为一个指数函数。然后,半经典展开。再假设波幅或相位的变化很慢。通过一番运算,就会得到波 函数的近似解 X射线 X-ray X 射线是波长介于紫外线和 γ 射线 间的电磁辐射。X 射线是一种波长很短的电磁波,其波 长约介于 0.01~100 埃之间。由德国物理学家 W.K.伦琴于 1895 年发现,故又称伦琴射线。伦琴射线具 有很高的穿透本领,能透过许多对可见光不透明的物质,如墨纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使 很多固体材料发生可见的荧光,使照相底片感光以及空气电离等效应,波长越短的 X 射线能量越大,叫 做硬 X 射线,波长长的 X 射线能量较低,称为软 X 射线。波长小于 0.1 埃的称超硬 X 射线,在 0.1~1 埃 范围内的称硬 X 射线,1~100 埃范围内的称软 X 射线;X 射线又很快导致了一项新发现-放射性的发 现;X 射线-1985 年、放射线-1896 年、电子-1897 年,是 19 世纪末 20 世纪初物理学的三大发现,这 一发现标志着现代物理学的产生;产生 X 射线的最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶。撞击过程 中,电子突然减速,其损失的动能(其中的 1%)会以光子形式放出,形成 X 光光谱的连续部分,称之为 制动辐射。通过加大加速电压,电子携带的能量增大,则有可能将金属原子的内层电子撞出。于是内层形 成空穴,外层电子跃迁回内层填补空穴,同时放出波长在 0.1 纳米左右的光子。由于外层电子跃迁放出的 能量是量子化的,所以放出的光子的波长也集中在某些部分,形成了 X 光谱中的特征线,此称为特性辐 射; Γ空间 Γ-space α 粒子 α -particle 也称甲种粒子;阿尔法粒子是某些放射性物质衰变时放射出来的氦原子核,由两个中 子和两个质子构成,质量为氢原子的 4 倍,速度每秒可达两万公里,带正电荷。穿透力不大,能伤害动物 的皮肤,不过人类如果吸入或进食具有α 粒子放射性的物质,比如吸入了辐射烟雨,就能直接破坏内脏细 胞,它的穿透力虽然弱,但由于它的电离能力很强,对生物所造成的危害并不亚于其他辐射。通常写作 α 粒子。(阿尔法,希腊字母 α 的音译);α 粒子[1] 是带正电的高能粒子(He 原子核),它在穿过介质后 迅速失去能量。它们通常由一些重原子(例如铀,镭)或一些人造核素衰变时产生。α 粒子在介质中运 行,迅速失去能量,不能穿透很远。但是,在穿入组织(即使是不能深入)也能引起组织的损伤。α 粒子 通常被人体外层坏死肌肤完全吸收,α 粒子释放出的放射性同位素在人体外部不构成危险。然而,它们一 旦被吸入或注入,那将是十分危险。α 粒子能被一张薄纸阻挡。α 粒子就是氦原子核,电子全部剥离,也 就是 He2+,相对原子质量为 4,速度为光速的 1/10。β 粒子就是电子,也就是 e-,质量非常小,速度 可达光速 9/10。γ 粒子就是光子,即电磁波,静止质量极限小,速度为光速;穿透力:γ 粒子&β 粒子&α 粒子;从碳 12 原子核的 α 粒子结构观点出发,应用碳 12 原子核内 α 粒子的形状因子和跃迁形状因子, 在 Glauber 散射理论框架下,计算了共振区内能量为 Tπ=150,180 MeV,π-12C 的 2+(4.43 MeV)和 3(9.64 MeV)非弹性散射微分截面.理论结果与实验较好地符合。 α 射线 α -ray α 射线亦称 α 粒子束,高速运动的氦原子核。α 粒子由 2 个质子和 2 个中子组成。它的静 止质量为 6.64×10-27 千克,带电量为 3.20×10-19 库。 物理学中用 He 表示 α 粒子或氦核。卢瑟福首 先发现天然放射性是几种不同的射线。他把带正电的射线命名为 α 射线;带负电的射线命名为 β 射线。 在以后的一系列实验中卢瑟福等人证实 α 粒子即是氦原子核 α 衰变 α -decay α 衰变是原子核自发放射 α 粒子的核衰变过程。α 粒子是电荷数为 2、质量数为 4 的氦 核 He。1896 年 A.-H.贝可勒尔发现放射性后,人们花了很大力量研究 α 衰变。E.卢瑟福和他的学生经过 整整 10 年的努力,终于在 1908 年直接证明了 α 粒子就是氦原子核 He-4。α 衰变中放出的能量称为 α 衰变能。衰变能可以通过衰变前后的原子核的静止质量之差计算而得到。 β射线 β-ray β 射线:高速运动的电子流 0/-1e,贯穿能力很强,电离作用弱,本来物理世界里没有左右 之分的,但 β 射线却有左右之分。 贝塔粒子即 β 粒子,是指当放射性物质发生 β 衰变,所释出的高能量 电子,其速度可达至光速的 99%。 在 β 衰变过程当中,放射性原子核通过发射电子和中微子转变为另一 种核,产物中的电子就被称为 β 粒子。在正 β 衰变中,原子核内一个质子转变为一个中子,同时释放一 个正电子,在“负 β 衰变”中,原子核内一个中子转变为一个质子,同时释放一个电子,即 β 粒子。 β衰变 β-decay 原子核自发地放射出 β 粒子或俘获一个轨道电子而发生的转变。放出电子的衰变过程称 为 β-衰变;放出正电子的衰变过程称为 β+衰变;原子核从核外电子壳层中俘获一个轨道电子的衰变过程 称为轨道电子俘获,俘获 K 层电子叫 K 俘获,俘获 L 层的叫 L 俘获,其余类推。通常,K 俘获的几率量 大。在 β 衰变中,原子核的质量数不变,只是电荷数改变了一个单位 γ 矩阵 γ -matrix 狄拉克方程 γ 射线 γ -ray γ ,又称 γ 粒子流,是原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线,是波长短于 0.2 埃的电磁波。γ 射线有很强的穿透力,工业中可用来探伤或流水线的自动控制。γ 射线对细胞有杀伤力,医疗上用来治疗 肿瘤。γ 衰变 γ -decay 伽玛衰变zγ 衰变{是放射性元素衰变的一种形式。反应时放出伽玛射线z是电磁 波的一种,不是粒子{。由于此衰变不涉及质量或电荷变化,故此并没有特别重要的化学反应式?λ 相变 λ -transition μ 空间 μ -space χ 分布 chi square distribution χ 检验 chi square test 阿贝不变量 Abbe invariant 阿贝成象原理 Abbe principle of image formation 阿贝成像原理: 物是一系列不同空间频率的集合.入 射光经物平面发生夫琅和费衍射,在透镜焦面(频谱面)上形成一系列衍射光斑,各衍射光斑发出的球面次波 在像面上相干叠加,形成像;是 1873 年由 E.阿贝在显微镜成像中提出来的。在相干照明下,被物体衍射的 相干光,只有当它被显微镜物镜收集时,才能对成像有贡献。换句话说,像平面上光场分布和像的分辨率由 物镜收集多少衍射光来决定。最简单情况是考虑一个振幅透过率周期变化的物体──光栅。讨论光栅在相 干平面波照明下的成像问题。相干平面波被光栅衍射后,各衍射级次平面波有各自传播方向,在物镜后焦 面上产生光栅的夫琅和费衍射图样,即物镜起了变换透镜作用,后焦面就是频谱面。根据惠更斯-菲涅耳 原理,在焦面上的这些衍射图样可以看成许多相干次波源,每个次波源的强度正比于该点的振幅。因此在 像平面 ∑i 上成像过程可以看成从这些次波源发出的光波互相干涉的结果,即所谓成像的两次衍射过程。 要得到一个逼真的像,所有衍射光都必须参与成像过程,事实上由于物镜的孔径有限,高衍射级次光波 (相当于物的高空间频率分量)不能被收集进物镜,因而在物镜后焦面上的空间频谱中也缺少了高频分 量,这些损失了的高频分量会使像的细节失真。以光栅为例,零级衍射沿光轴传播,其他衍射级次在零级两 侧以各自方向传播,假若物镜只收集零级衍射波,则像平面是均匀照明,原光栅物体的周期结构消失;假 若收集了零级和两个正负一级衍射光波,这时像有与物相同的周期结构,但强度分布被拉平;假若只收集 正负二级衍射光波,这时像的细节有很大失真,出现完全虚假的二倍周期结构的像 阿贝折射计 Abbe refractometer 阿贝折射仪是能测定透明、半透明液体或固体的折射率 nD 和平均色 散 nF-nC 的仪器(其中以测透明液体为主),如仪器上接恒温器,则可测定温度为 0℃-70℃内的折射 率 nD。 折射率和平均色散是物质的重要光学常数之一,能借以了解物质的光学性能、纯度、及色散大小 等。 阿贝正弦条件 Abbe sine condition 阿伏伽德罗常量 Avogadro constant 阿伏加德罗常量(Avogadro constant),旧称阿伏伽德罗常 数,为热学常量[1] ,符号 NA。它的数值为:6.022 141 29 ±0.000 000 27× 年 CODATA 数 据)[2] ,一般计算时取 6.02×1023 或 6.022×1023。它的正式的定义是 0.012 千克碳 12 中包含的碳 12 的原子的数量。历史上,将 12C 选为参考物质是因为它的原子量可以测量的相当精确。阿伏伽德罗常量因 意大利化学家阿莫迪欧?阿伏伽德罗(Amedeo Avogadro,)得名。现在此常量与物质的量 紧密相关,摩尔作为物质的量的国际单位制基本单位,被定义为所含的基本单元数为阿伏伽德罗常量 (NA)。其中基本单元可以是任何一种物质(如分子、原子或离子)阿伏伽德罗定律 Avogadro law 阿基米德原理 Archimedes principle 阿基米德定律,又称阿基米德原理(Archimedes principle),是 物理学中力学的一条基本原理:浸没于静止流体中的物体受到一个竖直向上的力(浮力),大小等于该物 体所排开的流体的重量,作用点为所排开流体的形心。是流体力学的一个重要原理,由阿基米德提出。此 结论适用于部分浸于液体的物体(浮体),处于流体静力学平衡的浮体所受的浮力等于其自身的重量。可 利用流体静力学理论,通过计算物体所受的流体压力的合力严格地证明该原理。[1] 阿特伍德机 Atwood machine 阿特伍德机(Atwood machine,又译作阿特午德机或阿特午机),是 由英国牧师、数学家兼物理学家的乔治?阿特伍德(George Atwood,)在 1784 年发表的《关于 物体的直线运动和转动》一文中提出的,用于测量加速度及验证运动定律的机械。此机械现在经常出现于 学校教学中,用来解释物理学的原理,尤其是力学;其基本结构为在跨过定滑轮的轻绳两端悬挂两个质量 相等的物块,当在一物块上附加另一小物块时,该物块即由静止开始加速滑落,经一段距离后附加物块自 动脱离,系统匀速运动,测得此运动速度即可求的重力加速度。一个理想的阿特伍德机包含两个物体质量m1 和 m2,及由无重量、无弹性的绳子连结并包覆理想且无重量的滑轮。 当 m1=m2,机器处于力平衡的状态。当 m2&m1,两物体皆受到相同的等加速度 艾里斑 Airy disk 由于光的波动性,光通过小孔会发生衍射,明暗相间的条纹衍射图样,条纹间距随小孔 尺寸的减少而变大。大约有 84%的光能量集中在中央亮斑,其余 16%的光能量分布在各级明环上。衍射 图样的中心区域有最大的亮斑,称为爱里斑。爱里斑的角度与波长(λ )及小孔的直径(d)满足关系: sinθ =1.22λ /d,θ 即第一暗环的衍射方向角(即从中央亮斑的中心到第一暗环对透镜光心的张角) 爱因斯坦-斯莫卢霍夫斯基理论 Einstein-Smoluchowski theory 爱因斯坦场方程 Einstein field equation 爱因斯坦场方程是一个二阶张量方程,R_uv 为里契张量表示了 空间的弯曲状况。T_uv 为能量-动量张量,表示了物质分布和运动状况。 爱因斯坦等效原理 Einstein equivalence principle 等效原理是广义相对论的第一个基本原理,也是整个 广义相对论的核心。其基本含义是指重力场与以适当加速度运动的参考系是等价的。爱因斯坦于 1911 年 注意到这一规律,1915 年正式以原理的形式提出 爱因斯坦关系 Einstein relation 爱因斯坦求和约定 Einstein summation convention 爱因斯坦同步 Einstein synchronization 爱因斯坦系数 Einstein coefficient 安[培]匝数 ampere-turns 一个线圈的导线根数不一定就是匝数,只有并绕根数等于 1 时,一个线圈的 导线根数才等于线圈的匝数。有如下关系: 一个线圈的导线根数一并绕根数×匝数电机定子每槽中的导线 数目是指在单层绕组中,每槽导线数等于匝数;在双层绕组中,每槽导线数是瓜数的两倍即 2x 匝数;安 培[分子电流]假说 Ampere hypothesis 安培认为在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流 ――分子电流,使每个微粒成为微小的磁体,分子的两侧相当于两个磁极.通常情况下磁体分子的分子电 流取向是杂乱无章的,它们产生的磁场互相抵消,对外不显磁性。当外界磁场作用后,分子电流的取向大 致相同,分子间相邻的电流作用抵消,而表面部分未抵消,它们的效果显示出宏观磁性。安培的分子电流 假说在当时物质结构的知识甚少的情况下无法证实,它带有相当大的臆测成分;在今天已经了解到物质由 分子组成,而分子由原子组成,原子中有绕核运动的电子,安培的分子电流假说有了实在的内容,已成为 认识物质磁性的重要依据。磁场强度和磁感应强度均为表征磁场性质(即磁场强弱和方向)的两个物理 量。由于磁场是电流或者说运动电荷引起的,而磁介质(除超导体以外不存在磁绝缘的概念,故一切物质 均为磁介质)在磁场中发生的磁化对源磁场也有影响(场的迭加原理)。因此,磁场的强弱可以有两种表 示方法:在充满均匀磁介质的情况下,若包括介质因磁化而产生的磁场在内时,用磁感应强度 B 表示,其 单位为特斯拉 T,是一个基本物理量;单独由电流或者运动电荷所引起的磁场(不包括介质磁化而产生的 磁场时)则用磁场强度 H 表示,其单位为 A/m,是一个辅助物理量。具体的,B 决定了运动电荷所受到 的洛仑兹力,因而,B 的概念叫 H 更形象一些。在工程中,B 也被称作磁通密度(单位 Wb/m2)。在各 向同性的磁介质中,B 与 H 的比值即介质的绝对磁导率 μ ,单位为亨/米(H/m)安培定律 Ampere law 安培定则,也叫右手螺旋定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系 的定则。通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向, 那么四指的指向就是磁感线的环绕方向;通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线 管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的 N 极 安培环路定理 Ampere circuital theorem 在稳恒磁场中,磁场强度 H 沿任何闭合路径的线积分,等于 这闭合路径所包围的各个电流之代数和。这个结论称为安培环路定理(Ampere circuital theorem)。 安培环路定理可以由毕奥-萨伐尔定律导出。它反映了稳恒磁场的磁感应线和载流导线相互套连的性质 安培计 ammeter 安培力 Ampere force:安培力(Ampere's force)是通电导线在磁场中受到的作用力。由法国物 理学家 A?安培首先通过实验确定。可表述为:以电流强度为 I 的长度为 L 的直导线,置于磁感应强度为 B 的均匀外磁场中,则导线受到的安培力的大小为 f=IBLsinα ,式中 α 为导线中的电流方向与 B 方向之间 的夹角,f、L、I 及 B 的单位分别为 N、m、A 及 T。安培力的方向垂直于由通电导线和磁场方向所确定 的平面,且 I、B 与 F 三者的方向间由左手定则判定。任意形状导线在均匀磁场中受到的安培力,可看作 无限多直线电流元 IΔ L 在磁场中受到的安培力的矢量和] 。在狭义相对论中,安培力与带电粒子的洛伦兹 力之间有一定的联系。安培天平 Ampere balance 昂萨格倒易关系 Onsager reciprocal relation 描述不可逆热力学过程的线性唯象定律中各系数间的倒易 关系。它是粒子微观运动方程的时间反演不变性在宏观尺度上的反映。这个关系是 1931 年由 L.昂萨格建 立,后经 H.B.G.卡西米尔发展,扩充了它的适用范围 凹面光栅 concave grating:又称罗兰光栅,它的作用是使光即衍射又聚焦。因而凹面光栅摄谱仪只需光 栅、狭缝及感光板三部分;它可减少吸收现象,只存在光栅面一次反射的光损失,且无色差;可用于远紫 外光谱及远红外光谱区域; 凹面镜 concave mirror 凹面镜 concave mirror 凹面的抛物面镜,平行光照于其上时,通过其反射而聚 在镜面前的焦点上,反射面为凹面,焦点在镜前,当光源在焦点上,所发出的光反射后形成平行光束,也 叫凹镜,会聚镜 凹透镜 concave lens 凹透镜亦称为负球透镜,镜片的中间薄,边缘厚,呈凹形,所以又叫凹透镜。凹透 镜对光有发散作用。近视眼镜是凹透镜。凹透镜分为双凹,平凹,凹凸(注意:凸凹透镜是凹度大于凸 度,凹凸透镜是凸度大于凹度的!)等形式奥温电桥 Owen bridge 巴比涅补偿器 Babinet compensator 巴耳末系 Balmer series 巴耳末系是指氢原子从 n=3、4、5、6……能级跃迁到 m=2 能级时发出的光子 光谱线系,因瑞士数学教师巴耳末(J. J. Balmer) 于 1885 年总结出其波长通项公式(巴耳末公式)而得 名。 白光 white light 摆 pendulum 摆是一种实验仪器,可用来展现种种力学现象。最基本的摆是悬挂于定点能在重力影响下 往复摆动的物体。因为摆一次全振荡的时间间隔(周期)是恒定[1]的,它通常用作校准如钟这类机械装 置的运动的主要机件。意大利的伽利略首先研究了单摆,荷兰的 C.惠更斯研究了复摆,他们为摆的力学 理论奠定了基础。单摆由悬在质量可以忽略的细杆下端的摆锤构成。悬挂点到摆中心的长度越大,摆的周 期越长。摆的长度确定后,摆锤质量的变化对周期无影响,但是摆在地球上的位置对周期却有影响。复摆 是在重力作用下能绕固定转轴摆动的物体。复摆运动规律和性质类似单摆。利用复摆可以测量一些刚体对 某轴的转动惯量。此外,还有扭摆、可逆摆、等时摆等 板极 plate 伴线 satellite line 半波片 halfwave plate 一定厚度的双折射晶体,当法向入射的光透过时,寻常光(o 光)和非常光(e 光)之间 的位相差等于 π 或其奇数倍,这样的晶片称为二分之一波片,简称半波片。 半波损失 half-wave loss 媒质密度和波速的乘积称为波阻。波阻大的媒质称为波密媒质,波阻小的媒质 称为波疏媒质。波从波疏介质射向波密介质时反射过程中,反射波在离开反射点时的振动方向相对于入射 波到达入射点时的振动相差半个周期,这种现象叫做半波损失。 半波天线 half-wave antenna 半导体 semiconductor 半导体( semiconductor),指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体 (insulator)之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体 制作的器件 半导体激光器 semiconductor laser 半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的激光器,由于物质结 构上的差异,不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓(GaAs)、硫化镉 (CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。 半导体激 光器件,可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲 器件,而双异质结激光器室温时可实现连续工作。 半衰期 half life period 放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间,叫半衰期(Half-life)。 随着放射的不断进行,放射强度将按指数曲线下降,放射性强度达到原值一半所需要的时间叫做同位素的 半衰期。原子核的衰变规律是:N=No*(1/2)^(t/T) 其中:No 是指初始时刻(t=0)时的原子核数 t 为衰 变时间,T 为半衰期,N 是衰变后留下的原子核数。放射性元素的半衰期长短差别很大,短的远小于一 秒,长的可达数百亿年。 半透[明]膜 semi-transparent film 半影 penumbra 半周期带 half-period zone 傍轴近似 paraxial approximation /傍轴区 paraxial region /傍轴条件 paraxial condition 在高斯光学 理论中,当一条光线与系统光轴之间形成一个微小的角度,且在系统中与光轴非常接近时,该光线即称为 傍轴光线。通常采用线性近似的方法对傍轴光线进行建模。若傍轴光线与光轴之间形成的入射角为 θ ,由 于 θ ≈0°,sinθ 和 cosθ 可被线性化。即根据线性近似方法,sinθ ≈θ , cosθ ≈1。该近似结果成为设计透镜 的理论工具之一。薄膜干涉 film interference 由薄膜产生的干涉。薄膜可以是透明固体、液体或由两块玻璃所夹的气体薄 层。入射光经薄膜上表面反射后得第一束光,折射光经薄膜下表面反射,又经上表面折射后得第二束光, 这两束光在薄膜的同侧,由同一入射振动分出,是相干光,属分振幅干涉。若光源为扩展光源(面光 源),则只能在两相干光束的特定重叠区才能观察到干涉,故属定域干涉。对两表面互相平行的平面薄 膜,干涉条纹定域在无穷远,通常借助于会聚透镜在其像方焦面内观察;对楔形薄膜,干涉条纹定域在薄 膜附近 薄膜光学 film optics 由薄的分层介质构成的,通过界面传播光束的一类光学介质材料。光学薄膜的应用 始于 20 世纪 30 年代。现代,光学薄膜已广泛用于光学和光电子技术领域,制造各种光学仪器 薄透镜 thin lens 保守力 conservative force 在物理系统里,假若一个粒子,从起始点移动到终结点,由于受到作用力, 且该作用力所做的功不因为路径的不同而改变,则称此力为保守力(Conservative Force)。假若一个物理 系统里,所有的作用力都是保守力,则称此系统为保守系统。 保守系 conservative system 如果一个系统中的每个非保守内力都不作功,我们就把该系统称为保守 系。保守系的条件与参考系的选择无关。 饱和 saturation 指在一定温度和压力下,溶液所含溶质的量达到最大限度(不能再溶解),或空气中所 含水蒸气达到最大限度。也表示犹充满。指事物达到最高限度。 饱和磁化强度 saturation magnetization 饱和磁化强度( saturation magnetization)指磁性材料在 外加磁场中被磁化时所能够达到的最大磁化强度叫做饱和磁化强度。饱和磁化强度是铁磁性物质的一个特 性,是永磁性材料极为重要的磁参量。 本底 background 本体瞬心迹 polhode 本影 umbra:本影指发光体(非点光源)所发出光线被非透明物体阻挡后,在屏幕(或其他物体)上所投 射出来完全黑暗的区域。此处发光体的光线完全被物体阻挡,而没有任何光线到达 本征函数 eigenfunction 本征频率 eigenfrequency 只要把一个波形作傅立叶分解就行了。就是把波形分解成一系列时间的三角 函数。这些三角函数的频率就是本征频率。 本征矢[量] eigenvector 本征振荡 eigen oscillation 本征振动 eigenvibration 本征值 eigenvalue 本征值方程 eigenvalue equation 比长仪 comparator 以不接触光学定位方法瞄准被测长度,主要用于测量线纹距离的精密长度测量工 具。比长仪一般采用测量显微镜或光电显微镜作为瞄准定位部件,并以精密线纹尺的刻度或光波波长作为 已知长度,与被测长度比较而确定量值。比长仪主要用于检定线纹尺,测量分划板上的线距和物理、天文 类照相底片上的光波谱线距离,也可用于测量孔径。 比荷 又称“荷质比(charge-mass ratio)”。 20 世纪初 W.考夫曼用电磁偏转法测量 β 射线(快速运动的电子束)的荷质比,发现 e/m 随速度增大而减小。这是电荷不变质量随速度增加而增 大的表现,与狭义相对论质速关系一致,是狭义相对论实验基础之一 比热[容] specific heat [capacity] 比热容(Specific heat Capacity)又称比热容量,简称比热(specific heat),是单位质量物质的热容量,即单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能。比热容是表示 物质热性质的物理量。通常用符号 c 表示。比热容与物质的状态和物质的种类有关。 比色高温计 colorimetric pyrometer 智能光纤比色测温仪是一种采用光导纤维和单片机技术的非接触 式高温测量仪表。该系统利用物体在某一温度下两种不同波长光谱辐射强度的比值来测量物体表面温度, 可以减少由于黑度变化、水蒸汽和尘埃吸收以及散射对测温的影响 比体积 曾用名“比容”。 单位质量的物质所占有的体积称为比体积,用符号 v 表示, 单位为 m3/kg(立方米每千克) 比耶对切透镜 Billet split lens 比重 specific gravity, specific weight 也称相对密度,固体和液体的比重是该物质(完全密实状态)的 密度与在标准大气压,3.98℃时纯 H2O 下的密度(999.972 kg/m3)的比值。气体的比重是指该气体的 密度与标准状况下空气密度的比值。液体或固体的比重说明了它们在另一种流体中是下沉还是漂浮。比重 是无量纲量,即比重是无单位的值,一般情形下随温度、压力而不变。比重简写为 s.g 比重瓶 pycnometer 比重瓶,测量液体比重的玻璃器具。也包括可用于测定固体粉末的比重瓶 毕奥-萨伐尔定律 Biot-Savart law 在静磁学中,毕奥-萨伐尔定律(英文:Biot-Savart Law)描述电流 元在空间任意点 P 处所激发的磁场。定律文字描述:电流元 Idl 在空间某点 P 处产生的磁感应强度 dB 的 大小与电流元 Idl 的大小成正比,与电流元 Idl 所在处到 P 点的位置矢量和电流元 Idl 之间的夹角的正弦 成正比, 而与电流元 Idl 到 P 点的距离的平方成反比 闭管 closed pipe 避雷针 lightning rod 边界条件 boundary condition 随着凿岩机具、装运机具和爆破技术的发展,基于多边界条件爆破理论 对公路工程影响较大的爆破技术是光面爆破和预裂爆破、深孔爆破以及微差爆破技术。 边缘效应 edge effect 在两个或两个以上不同性质的生态系统(或其他系统)交互作用处,由于某些生 态因子(可能是物质、能量、信息、时机或地域)或系统属性的差异和协合作用而引用而引起系统某些组 分及行为(如种群密度、生产力和多样性等)的较大变化,称为边缘效应。亦称周边效应 边值关系 boundary relation 边值问题 boundary-value problem 边值问题,在微分方程中,边值问题是一个微分方程和一组称之为 边界条件的约束条件。边值问题的解通常是符合约束条件的微分方程的解。在求解微分方程时,除了给出 方程本身,往往还需要给出一定的定解条件。最常见的就是初值问题,即给出的定解条件为初始条件;但 也有一些情况,定解条件要考虑所讨论区域的边界,例如在一个区间讨论时,定解条件在区间的两个端点 给出,这种定解条件就称为边界条件,相应的定解问题就称为边值问题。 变分法 variational method 变分法在量子力学中主要解决基态能量和波函数问题 变量 variable 变压器 transformer 变压器(Transformer)利用互感原理。变压器是利用电磁感应的原理来改变交流 电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗 变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。按用途可以分为:配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组 合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器等。 变质量系 variable-mass system 变阻器 rheostat 变阻器可以调节电阻大小的装置,接在电路中能调整电流的大小。一般的变阻器用电阻 较大的导线(电阻线)和可以改变接触点以调节电阻线有效长度的装置构成。作用:1、限制电流,保护 电路 2、改变电路中电压的分配 遍历假说 ergodic hypothesis 遍历理论 ergodic theory 又称各态历经理论,研究保测变换的渐近性态 的数学分支。它起源于对为统计力学提供基础的&遍历假设&的研究,并与动力系统理论、概率论、信息 论、泛函分析、数论等数学分支有着密切的联系。 遍历性 ergodicity 标定 scaling 标量 scalar 标量波理论 scalar wave theory 量子真空不仅是一种电磁场,而且也是一种复杂的磁矢量势和静电标量 势场。标量波是 100 多年前由 N?特斯拉发现的,因此一般称为特斯拉波。它们可以在实验室中通过让反 向电荷的电磁的电磁波相互抵消而产生。因此,这种场的力(它的电和磁分量)就趋向于零,但它的标势 是守恒的,并且是实在的――它们具有物理学效应。当电磁波是横波相反标量波是矢量的――它们携带 力――而标量携带信息却不携带力。 标量衍射理论 scalar diffraction theory 标势 scalar potential 标准大气压 standard atmospheric pressure 标准大气压,在标准大气条件下海平面的气压,其值为 101.325kPa,是压强的单位,记作 atm。化学中曾一度将标准温度和压力(STP)定义为 0°C (273.15K)及 101.325kPa(1atm),但 1982 年起 IUPAC 将“标准压力”重新定义为 100 kPa 标准电池 standard cell 标准电池是一种化学电池,由于其电动势比较稳定、复现性好,长期以来在国际 上用作电压标准。在测量和校准各种电池的电压时,用作标准的辅助电池。根据电池中硫酸镉溶液的情 况,分饱和式和不饱和式两种。在 20℃时,饱和式的电动势应在 1 伏特范围内;不饱和式 的电动势应在 F1960 伏特范围内。前者特点是:电动势稳定、温 F 度系数(温度对电动势 变化)较大;后者温度系数较小,使用方便。一般供工业和实验室用。它是由美国电气工程师韦斯顿(E. Weston)在 1892 年发明的,故又称韦斯顿电池 标准偏差 standard deviation 标准误差 standard error 标准钟 standard clock 狭义相对论中的重要概念。其定义:若一个钟世界线上两点的时间间隔恒等于其 两点的世界线长,则这个钟为标准钟。日常生活中的钟表均可近似看做标准钟,如电子表,沙漏或原子 钟。在说明某物体关于指定参考系的速度时,该速度可由以下式子表出:V=X/t,其中的时间或者说时间 间隔 t 即为指定参考系的标准钟所测。特别的,光子的世界线恒为类光测地线,其线长恒为零,即其标准 钟的测时(也叫固有时)恒为零,通俗来讲就是光子自身的时间是不流逝的。1.由于相对论中经常采用几 何单位制,取光速 C=1,所以上述定义在国际单位制下即可表为:dt=dx/c2.走时率:世界线上任意两点 读数等于线长 表观功率 apparent power 表观形状 apparent shape 表面电阻 surface resistance 表面电阻又称表面比电阻。表征电介质或绝缘材料电性能的一个重要数 据。它代表每平方面积电介质表面对正方形的相对二边间表面泄漏电流所产生的电阻。 表面张力 surface tension 表面张力,是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界 线上的张力。通常,处于液体表面层的分子较为稀薄,其分子间距较大,液体分子之间的引力大于斥力, 合力表现为平行于液体界面的引力。表面张力是物质的特性,其大小与温度和界面两项物质的性质有关 表面张力系数 surface tension coefficient 表示 指群的表示。 表述 formulation 表象 representation 冰点 ice point 通常是指淡水在 0℃结冰,叫做冰点。凝固点:从液体变成固体的温度值反义词:熔点 (注释:从固态变为液态时的温度值。)淡水在 0℃结冰,叫做冰点。海水的凝固点是一个不确定的温度。因 为,海水中含有大量的盐,所以海水凝固点的变化与海水盐度和密度有密切的关系。当盐度达到 24.695 的时候,海水最大密度值的温度和冰点的温度一样,都是-1.332℃并联 parallel connection, connection in parallel 并联共振 parallel resonance 玻恩近似 Born approximation 玻恩-奥本海默近似(Born-Oppenheimer approximation)也称为定 核近似或绝热近似,它基于这样一个事实:电子与核的质量相差极大,当核的分布发生微小变化时,电子 能够迅速调整其运动状态以适应新的核势场,而核对电子在其轨道上的迅速变化却不敏感。这种近似是量 子化学和凝聚态物理学中的一种常用方法,用于对原子核和电子的运动进行退耦合。大多数的计算化学研 究中都隐含使用了这个近似,但其正确性只能靠精确的实验来检验 玻耳兹曼[积分微分]方程 Boltzmann [integro-differential] equation 玻尔兹曼方程对于载流子的导 电、导热等输运过程的分析,简单的方法就是采用所谓粒子平均运动的模型来处理。这能够得到载流子的 各种输运参量,但是因为忽略了许多因素,故结果不太精确。 玻耳兹曼常量 Boltzmann constant 玻耳兹曼关系 Boltzmann relation 玻耳兹曼因子 Boltzmann factor 玻尔半径 Bohr radius 在玻尔理论中是氢原子处于基态时电子绕核运行所作的圆轨道的半径。是氢原子 最靠近原子核的电子轨道的半径。是原子物理学中的一种长度单位。常用表示。常用以衡量原子的大小 玻尔磁子 Bohr magneton 玻尔磁子或称玻尔磁元,以物理学家尼尔斯?玻尔为名,是根据量子力学理论 所得,与电子相关的磁矩基本单位,是一项常数。其用在电子轨域角动量及自旋角动量相关磁性的表示。 电磁学常用的单位有两种,一种是国际标准公制,另一种则是高斯制。因此,玻尔磁子的定义也有两种不 同的定义。 玻尔量子化条件 Bohr quantization condition 玻尔假定,氢原子核外电子的轨道不是连续的,而是分 立的,在轨道上运行的电子具有一定的角动量(L=mvr,其中 m 为电子质量,v 为电子线速度,r 为电子 线性轨道的半径),只能按下式取值:L=n(h/2π) n=1,2,3,4,5,6....... 玻尔频率条件 Bohr frequency condition 玻尔原子模型 Bohr atom model 在卢瑟福模型的基础上,他提出了电子在核外的量子化轨道,解决了 原子结构的稳定性问题,描绘出了完整而令人信服的原子结构学说; 1.电子在一些特定的可能轨道上绕核 作圆周运动,离核愈远能量愈高;2.可能的轨道由电子的角动量必须是 h/2π 的整数倍决定;3.当电子在 这些可能的轨道上运动时原子不发射也不吸收能量,只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时原子才发 射或吸收能量,而且发射或吸收的辐射是单频的,辐射的频率和能量之间关系由 E=hf 给出。h 为普朗克 常数。玻尔的理论成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱线规律。玻尔的理论大大扩展了量子论的影 响,加速了量子论的发展。1915 年,德国物理学家索末菲(Arnold Sommerfeld,)把玻尔 的原子理论推广到包括椭圆轨道,并考虑了电子的质量随其速度而变化的狭义相对论效应,导出光谱的精 细结构同实验相符玻色-爱因斯坦积分 Bose-Einstein integral 根据量子力学,玻色子是自旋为整数的粒子,其本征 波函数对称,在玻色子的某一个能级上,可以容纳无限个粒子。因而符合玻色-爱因斯坦统计分布的粒 子,当他们处于某一分布 (“某一分布”指这样一种状态:即在能量为 的能级上同时有 个粒子存在着,不难想象,当从宏观观察体系能量一定的时候,从微观角度观察体系可能有很多种不同的分 布状态,而且在这些不同的分布状态中,总有一些状态出现的几率特别的大,而其中出现几率最大的分布 状态被称为最可几分布)时,体系总状态数为: 玻色-爱因斯坦凝聚 Bose-Einstein condensation Bose-Einstein condensation (BEC) 玻色-爱因斯坦 凝聚(BEC)是科学巨匠爱因斯坦在 80 年前预言的一种新物态。这里的“凝聚” 与日常生活中的凝聚不 同,它表示原来不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态(一般是基态)。即处于不同状态的原子“凝 聚”到了同一种状态。这种原子的凝聚是在高能物理状态下的,同种物质原子的量子的一种电子的电核凝 聚,在高空陨落的陨石体中就有此类凝聚,属于天然的玻色-爱因斯坦凝聚态,2014 年 6 月在中国一陨石 中就发现了这一凝聚态特;20 世纪 90 年代以年来,由于大家所熟知的三位物理学家(Chu(朱棣文), Cohen, Phillips)的杰出工作,激光冷却与囚禁中性原子技术得到了极大发展,为玻色-爱因斯坦凝聚奇迹 的实现提供了条件; 1995 年实验观察气相原子的玻色-爱因斯坦凝聚的愿望终于实现了!第一批实现 BEC 的几个研究小组分别来自美国科罗拉多大学实验天体物理联合研究所(JILA) 、美国莱斯大学(Bradley 小 组)、麻省理工学院(MIT)(Davis 等人)这三个实验宣告了实验观察玻色-爱因斯坦凝聚的实现,在物理界 引起了强烈反响,是玻色-爱因斯坦凝聚研究历史上的一个重要里程碑。并 2014 年 6 月在中国一陨落的陨 石体中发现,天然的玻色-爱因斯坦凝聚,意义重大,其体现了高能粒子物理的微观量子特性。此后,有 关 BEC 的研究迅速发展,观察到了一系列新的现象。如 BEC 中的相干性、约瑟夫森效应、蜗旋、超冷费 米原子气体。其中许多是当年爱因斯坦和玻色未曾想象过的,BEC 招致了诸多领域现代物理学家的关注。 如果物质不断冷下去、冷下去……一直冷到不能再冷下去,比如说,接近绝对零度(-273.15℃) 吧,在这样的极低温下,物质又会出现什么奇异的状态呢?这时,奇迹出现了――所有的原子似乎都变 成了同一个原子,再也分不出你我他了!这就是物质第五态――玻色-爱因斯坦凝聚态(以下简称“玻爱 凝聚态”―― 玻色-爱因斯坦凝聚态) 这个新的第五态的发现还得从 1924 年说起,那一年,年轻的印度物理学家玻色寄给爱因斯坦一篇 论文,提出了一种关于原子的新的理论,在传统理论中,人们假定一个体系中所有的原子(或分子)都是 可以辨别的,我们可以给一个原子取名张三,另一个取名李四……,并且不会将张三认成李四,也不会将 李四认成张三。然而玻色却挑战了上面的假定,认为在原子尺度上我们根本不可能区分两个同类原子(如 两个氧原子)有什么不同。 玻色的论文引起了爱因斯坦的高度重视,他将玻色的理论用于原子气体中,进而推测,在正常温度 下,原子可以处于任何一个能级(能级是指原子的能量像台阶一样从低到高排列),但在非常低的温度 下,大部分原子会突然跌落到最低的能级上,就好像一座突然坍塌的大楼一样。处于这种状态的大量原子 的行为像一个大超级原子。打个比方,练兵场上散乱的士兵突然接到指挥官的命令“向前齐步走”,于是 他们迅速集合起来,像一个士兵一样整齐地向前走去。后来物理界将物质的这一状态称为玻色-爱因斯坦 凝聚态(BEC),它表示原来不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态。这就是崭新的玻爱凝聚态。 然而,实现玻爱凝聚态的条件极为苛刻和矛盾:一方面需要达到极低的温度,另一方面还需要原子 体系处于气态。极低温下的物质如何能保持气态呢?这实在令无数科学家头疼不已。 后来物理学家使用稀薄的金属原子气体,金属原子气体有一个很好的特性:不会因制冷出现液态, 更不会高度聚集形成常规的固体。实验对象找到了,下一步就是创造出可以冷却到足够低温度的条件。由 于激光冷却技术的发展,人们可以制造出与绝对零度仅仅相差十亿分之一度的低温。并且利用电磁操纵的 磁阱技术可以对任意金属物体实行无触移动。这样的实验系统经过不断改进,终于在玻色―爱因斯坦凝聚 理论提出 71 年之后的 1995 年 6 月,两名美国科学家康奈尔、维曼以及德国科学家克特勒分别在铷原子 蒸气中第一次直接观测到了玻爱凝聚态。这三位科学家也因此而荣膺 2001 年度诺贝尔物理学奖。此后, 这个领域经历着爆发性的发展,世界上己有近 30 个研究组在稀薄原子气中实现了玻爱凝聚态。 玻爱凝聚态有很多奇特的性质,请看以下几个方面: 这些原子组成的集体步调非常一致,因此内部没有任何阻力。激光就是光子的玻爱凝聚,在一束细 小的激光里拥挤着非常多的颜色和方向一致的光子流。超导和超流也都是玻爱凝聚的结果。 玻爱凝聚态的凝聚效应可以形成一束沿一定方向传播的宏观电子对波,这种波带电,传播中形成一 束宏观电流而无需电压。 原子凝聚体中的原子几乎不动,可以用来设计精确度更高的原子钟,以应用于太空航行和精确定位 等。 玻爱凝聚态的原子物质表现出了光子一样的特性正是利用这种特性,2001 年哈佛大学的两个研究 小组用玻色-爱因斯坦凝聚体使光的速度降为零,将光储存了起来。 玻爱凝聚态的研究也可以延伸到其他领域,例如,利用磁场调控原子之间的相互作用,可以在物质 第五态中产生类似于超新星爆发的现象,甚至还可以用玻色-爱因斯坦凝聚体来模拟黑洞。约瑟夫森效应:隧道效应由微观粒子波动性所确定的量子效应。又称势垒贯穿。考虑粒子运动遇到一个高 于粒子能量的势垒,按照经典力学,粒子是不可能越过势垒的;按照量子力学可以解出除了在势垒处的反 射外,还有透过势垒的波函数,这表明在势垒的另一边,粒子具有一定的概率,粒子贯穿势垒。约瑟夫森 效应属于遂穿效应,但有别于一般的隧道效应,它是库伯电子对通过由超导体间通过若连接形成约瑟夫森 结的超流效应蜗旋 超冷费米原子气体:超冷原子是将原子保持在一个极低温的状态(接近绝对零度,0K),一般来说其典 型温度在百纳开左右。在这样的低温状态下,原子的量子力学性质变得十分重要。要到达如此低的温度, 则需要好几种技术的配合使用。首先将原子囚禁于磁光阱中,并用激光冷却预冷。再利用蒸发制冷,以达 到更低的温度。[1] 当原子被降到足够低的温度时,他们将会处于一种新的量子物态。对于玻色型原子气会 产生玻色-爱因斯坦凝聚;对于费米型原子气,则形成简并费米气。由于原子间存在相互作用,实际上绝 大多数原子在低温下的基态是形成固体(除了 He3 和 He4,由于较大的零点能,常压下始终为液体), 因此这类原子气实际上处于亚稳态。但是当原子气足够稀薄,碰撞概率足够小,这种亚稳态可以比较长时 间的存在。无论是费米子还是玻色子,如果原子间相互为吸引作用,上述原子气所描述的状态将会失稳而 塌缩。对于费米型气体,某种原子间的吸引作用可能形成类似超导当中的库伯(Cooper)对,而形成新 的基态。[1] 实验上,冷原子被用于研究玻色-爱因斯坦凝聚(BEC),超流,量子磁性,多体系统,BCS 机制,BCS-BEC 连续过渡等,对理解量子相变有重要意义。冷原子也被用于研究人工合成规范场,使得 人们可以在实验室中模拟规范场,从而在凝聚态体系中辅助验证粒子物理的理论(而不需要巨大的加速 器)。冷原子可以被精确的操控,可以用于研究量子信息学,冷原子系统是实现量子计算的众多方案中非 常有前景的之一费米子:在一组由全同粒子组成的体系中,如果在体系的一个量子态(即由一套量子数所确定的微观状 态)上只容许容纳一个粒子,这种粒子称为费米子。或者说自旋为半整数(1/2,3/2…)的粒子统称为费 米子,服从费米-狄拉克统计。费米子满足泡利不相容原理,即不能两个以上的费米子出现在相同的量子 态中。 轻子,核子和超子的自旋都是 1/2,因而都是费米子。自旋为 3/2,5/2,7/2 等的共振粒子也是 费米子。中子、质子都是由三种夸克组成,自旋为 1/2。奇数个核子组成的原子核。因为中子、质子都是 费米子,故奇数个核子组成的原子核自旋是半整数。 玻色[-爱因斯坦]分布 Bose[-Einstein] distribution 玻色[-爱因斯坦]统计法 Bose[-Einstein] statistics 玻色子 boson 玻色子是依随玻色-爱因斯坦统计,自旋为整数的粒子。玻色子不遵守泡利不相容原理, 在低温时可以发生玻色-爱因斯坦凝聚。玻色子包括:.胶子-强相互作用的媒介粒子,它们具有整数自旋 (0,1,……),它们的能量状态只能取不连续的量子态,但允许多个玻色子占有同一种状态,有 8 种; 光子-电磁相互作用的媒介粒子,这些基本粒子在宇宙中的“用途”是构成实物的粒子(轻子和重子)和传递 作用力的粒子(光子、介子、胶子、w 和 z 玻色子)。在这样的一个量子世界里,所有的成员都有标定各 自基本特性的四种量子属性:质量、能量、磁矩和自旋。如光子、粒子、氢原子等, 玻意耳定律 Boyle law 定量定温下,理想气体的体积与气体的压强成反比。是由英国化学家波义耳 (Boyle),在 1662 年根据实验结果提出:“在密闭容器中的定量气体,在恒温下,气体的压强和体积 成反比关系。”称之为波义耳定律。这是人类历史上第一个被发现的“定律”。 波 wave 在空间以特定形式传播的物理量或物理量的扰动。由于是以特定的形式传播,这个物理量(或 其扰动,下同)成为空间位置和时间的函数,而且是这样的函数,即在时间 t 出现在空间 r 处周围的分 布,会在时间(t+t┡)出现在空间(r+vt┡)的周围。 v 一般说是个常矢量,就是有关物理量(或其扰动)的传 播速度。物理量函数称为波函数,数学上它是一个叫波动方程的在特定边界条件下的解。 波包 wave packet 波包是波的一个特殊的品种,用以描述波包状态的代数函数仍然叫做“波函数”。波 包的局域性并不是很严格的。人们在收听广播时接收到的是电台发来的电磁波,电台总有停播的时候,所 以这种电磁波肯定是局域性的,但习惯上不把这种局域性的波称为波包。在量子力学里,薛定谔所说的波 包是指微观粒子,其尺寸就是粒子的尺寸。如果用波函数来描述它,那么就会发现,波函数在任意大的范 围内都不会严格等于零。这时的所谓“局域”,实际上是指“主要分布区域”。从数学形式上看,k 和 x 在波函数里是处于完全平等的地位,所以波的概念不是坐标空间里特有的。坐标空间的波在 k 空间里(或 动量空间里)仍然是波,k 空间里也有波包。在量子力学建立之初,波粒二象性被提出之后,对它的解释曾 有过很大的争议。是否可以认为粒子就是波包呢?答案是否定的,由于根据德布罗意关系 λ =h/p, ν =E/h,若假设粒子就是波包,则组成粒子的群速度不仅不等于相速度,而且彼此之间的相速度也各不相 同,造成波包在传播过程中扩散,这意味着粒子会在运动中自动解体,这显然是不合理的。后来玻恩提出 的统计解释认为,所谓的波表征的是粒子在空间中的各个位置出现的概率,波包的扩散实际上是粒子概率 的扩散,而并非粒子本身的解体,这种解释在一定程度上解决了波动性和粒子性的矛盾,目前为多数人所 认同。 波长 wavelength 波长(wave length)是指波在一个振动周期内传播的距离。也就是沿着波的传播方 向,相邻两个振动位相相同的点之间的距离。波长 λ 等于波速 V 和周期 T 的乘积,即 λ =VT。同一频率的 波在不同介质中以不同速度传播,所以波长也不同。 波带片 zone plate 波导 waveguide 电磁波在波导中的传播受到波导内壁的限制和反射。波导管壁的导电率很高(一般用 铜、铝等金属制成,有时内壁镀有银或金),通常可假定波导壁是理想导体,波导管内的电磁场分布可由 麦克斯韦方程组结合波导的边界条件来求解。波导管内不能传输 TEM 波,电磁波在波导中的传播存在着 严重的色散现象。波导中可能存在无限多种电磁场的结构或分布,每一种电磁场的分布称为一种波型(模 式),每一种波型都有对应的截止波长和不同的相速。横截面均匀的空心波导称为均匀波导,均匀波导中 电磁波的波型可分为电波(TE 模)和磁波(TM 模)两大类。 波动方程 wave equation 波动光学 wave optics 波动力学 wave mechanics 量子力学的两大形式之一,由薛定谔创立,与海森伯等人创立的矩阵 力学在数学形式上是等价的;根据微观粒子的波动性建立起来的用波动方程描述微观粒子运动规律的理 论,量子力学理论的一种表述形式。1924 年 ,L.V.德布罗意提出微观粒子具有波动性的假设 。1926 年,E.薛定谔在此基础上提出微观粒子运动满足的波动方程,用于解决氢原子问题获得成功,后来用于其 他问题,并发展了完善的近似计算方法。与运用矩阵作为数学工具的矩阵力学相比,波动力学使用比较熟 悉的波动语言和偏微分方程,比较适合于初学者,在量子理论的基本应用中最常使用的也是这种形式; 旧的力学理论相当于光学中用彼此孤立的光线来处理问题,新的波动力学相当于光学中用波动理论 处理问题。物质波在波动力学过程中的作用于光波在光学过程中的作用一样。从旧的理论转变到新的理论 的标志之一是引入了与光的衍射现象十分类似的现象。引入这种现象并不显得那么重要,否则旧的力学就 不会长时期地得到认可。但是如果整个力学系统的大型可以与“物质波”的波长相比,那么被忽略的象就 将会很清楚地显现出来,并且对力学过程有很大影响。这些现象对于旧的理论来说是难解之谜。 因此,在像原子这样的微小系统中,旧的理论注定要失败。但所有在量子世界出现的奇怪的现象都 可由新的波动理论中推出。为了解释这些现象,曾经有很多附加条件被迫被强加于旧理论,以解释观察到 的事实,但这些条件的添加显得十分牵强。 对于为什么原子的直径与假设的物质波的播出具有几乎相同的数量级,薛定谔认为这既不是纯粹的 巧合,也不是特殊的假设,而是可以从波动理论中自然地得出的。这是因为如果把干涉区(即衍射晕)与 原子等同起来,原子实际上纯粹是被原子核俘获的电子波的衍射现象。 波动力学用了极少的假设就解决了各种理论问题波动说 undulatory theory, wave theory 根据直径大小,他把波动划分成五个等级,并认为波动起因于 地下不同深度的层圈物质分异和对流。波动产生的势能可通过以下作用而消释:①火山作用;②由侵蚀和 沉积作用造成物质的扩展;③重力构造。近年来范?贝梅伦又发展了这一学说,使之能解释板块构造及地 槽的发展 波动性 undulatory property 波峰 [wave] crest 波腹 [wave] loop 波谷 [wave] trough 波函数 wave function 波节 [wave] node 波粒二象性 wave-particle dualism 波粒二象性(wave-particle duality)是指某物质同时具备波的特 质及粒子的特质。波粒二象性是量子力学中的一个重要概念。在量子力学里,微观粒子有时会显示出波动 性(这时粒子性较不显著),有时又会显示出粒子性(这时波动性较不显著),在不同条件下分别表现出 波动或粒子的性质。这种量子行为称为波粒二象性,是微观粒子的基本属性之一。1905 年,爱因斯坦提 出了光电效应的光量子解释,人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。1924 年,德布罗意提 出“物质波”假说,认为和光一样,一切物质都具有波粒二象性。根据这一假说,电子也会具有干涉和衍 射等波动现象,这被后来的电子衍射试验所证实 波面 wave surface 波模 wave mode 波前 wave front 波矢[量] wave vector 波数 wave number 波阵面 wave front 波阵面分割 division of wavefront 伯努利方程 Bernoulli equation 泊松比 Poisson ratio 泊松比是指材料在单向受拉或受压时,横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值, 也叫横向变形系数,它是反映材料横向变形的弹性常数。 泊松分布 Poisson distribution 泊松分布(Poisson distribution),台译卜瓦松分布,是一种统计与概 率学里常见到的离散机率分布(discrete probability distribution)。泊松分布是以 18~19 世纪的法国 数学家西莫恩?德尼?泊松(Siméon-Denis Poisson)命名的,他在 1838 年时发表。但是这个分布却在更 早些时候由贝努里家族的一个人描述过。就像当代科学史专家斯蒂芬?施蒂格勒(Stephen Stigler)所说 的误称定律(the Law of Misonomy),数学中根本没有以其发明者命名的东西 泊松括号 Poisson bracket 泊肃叶定律 Poiseuille law 泊肃叶定律是流体动力学的一个重要定律,常用于测定流体的粘滞系数、血 液流动分析、药物分析和制剂中,是医学生和药学生感兴趣的物理知识。遵循定律的适用条件,科学地使 用泊肃叶定律,将促进医学、药学的研究和发展。本文将对泊肃叶公式的适用条件,泊肃叶公式在血流动 力学应用中有关 补偿板 compensating plate 补色 complementary colour 补色(Complementary Colors)又称互补色、余色。如果两种颜色混合后 形成中性的灰黑色,这两种色彩为互补色。如黄与蓝、青与红、品红和绿均为互补色。一种特定的色彩总 是只有一种补色,做个简单的实验即可得知。当我们用双眼长时间地盯着一块红布看,然后迅速将眼光移 到一面白墙上,视觉残象就会感觉白墙充满绿(青色)味。这种视觉残象的原理表明,人的眼睛为了获得 自己的平衡,总要产生出一种补色作为调剂。这种现象还说明了这样一种道理,有些作品画面色彩单调, 而且生,这是由于画面中的色彩布局不能满足视觉补色的平衡要求而造成的。在约翰内斯?伊顿先生设计 的色彩环形轮上,对比色(互补色)是每条直径两端上的色彩。互补色还具备两种特征:[1] (1)两个互 为对比的颜色如红和青,靠近并置在一起时,它们各自的色彩都在视觉上加强了饱和度,显得色相、纯度 更强烈。(2)这两个色彩调和后成为明度、纯度都降低的中性灰黑,这种灰黑色是这一组对比色互相连 结的最调和的颜色。 不含时微扰 time-independent perturbation 不可对易性 noncommutability 不可见光 invisible light 不可见光顾名思义就是人类肉眼看不到的光,其中包括我们熟悉的紫外线、红 外线、远红外线等。不可见光是个比较笼统的概念,是指除可见光外其他所有人眼所不能感知的波长的电 磁波,包括无线电波,微波,红外光,紫外光,x 射线,γ 射线、远红外线等。一般人的眼睛可以感知的 电磁波的波长在 400 到 700 纳米之间,但还有一些人能够感知到波长大约在 380 到 780 纳米之间的电磁 波。传播速度同可见光,为 3×10 的八次方。不可见光如果以波长来表示:不可见光&380nm:如紫外 线。不可见光&760nm:如红外线、远红外线。紫外线是电磁波谱中波长从 10nm 到 400nm 辐射的总 称,不能引起人们的视觉。1801 年德国物理学家里特发现在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化银 的照相底片感光,因而发现了紫外线的存在。紫外线可以用来灭菌,过多的紫外线进入人体会造成皮肤 癌;红外光又叫红外线,是波长比可见光要长的电磁波(光),波长为 1 毫米到 770 纳米之间,光谱上 面在红色光的外侧。 不可逆[过程]热力学 irreversible thermodynamics 不可逆过程 irreversible process 不可压缩性 incompressibility 不可约表示 irreducible representation 不可约张量算符 irreducible tensor operator 不良导体 poor conductor 善于传热的物质叫做热的良导体,不善于传热的物质叫做热的不良导体。 银、铜、铝是良导体。 瓷、纸、木头、玻璃、皮革都是热的不良导体。最不善于传热的是羊毛、羽毛、 毛皮、棉花、石棉、软木和其他松软的物质。 液体中,除了水银以外,都不善于传热, 气体比液体更不 善于传热 不确定[度]关系
曾用名“测不准关系” 不确定[性]原理 u 曾 用名“测不准原理”。 海森伯测不准原理是通过一些实验来论证的。设想用一个 γ 射线显微镜来观察一 个电子的坐标,因为 γ 射线显微镜的分辨本领受到波长 λ 的限制,所用光的波长 λ 越短,显微镜的分辨 率越高,从而测定电子坐标不确定的程度△q 就越小,所以△q∝λ 。但另一方面,光照射到电子,可以看 成是光量子和电子的碰撞,波长 λ 越短,光量子的动量就越大,所以有△q∝1/λ 。再比如,用将光照到一 个粒子上的方式来测量一个粒子的位置和速度,一部分光波被此粒子散射开来,由此指明其位置。但人们 不可能将粒子的位置确定到比光的两个波峰之间的距离更小的程度,所以为了精确测定粒子的位置,必须 用短波长的光。但普朗克的量子假设,人们不能用任意小量的光:人们至少要用一个光量子。这量子会扰 动粒子,并以一种不能预见的方式改变粒子的速度。所以,位置要测得越准确,所需波长就要越短,单个 量子的能量就越大,这样粒子的速度就被扰动得更厉害。换言之,对粒子的位置测得越准确,对粒子的速 度的测量就越不准确,反之亦然。经过一番推理计算,海森伯得出:△q△p≥h/2π。海森伯写道:“在位 置被测定的一瞬,即当光子正被电子偏转时,电子的动量发生一个不连续的变化,因此,在确知电子位置 的瞬间,关于它的动量我们就只能知道相应于其不连续变化的大小的程度。于是,位置测定得越准确,动 量的测定就越不准确,反之亦然。”海森伯还通过对确定原子磁矩的斯特恩-盖拉赫实验的分析证明,原 子穿过偏转所费的时间△T 越长,能量测量中的不确定性△E 就越小。再加上德布罗意关系 λ =h/p,海森伯 得到△E△T≥h/4π,并且作出结论:“能量的准确测定如何,只有靠相应的对时间的测不准量才能得到 不确定度 uncertainty 不稳定平衡 unstable equilibrium 不相干成象 incoherent imaging 布格定律 Bouguer law 布拉格定律 Bragg law 布拉格条件 Bragg condition 当电磁辐射或亚原子粒子波的波长,与进入的晶体样本的原子间距长度相 若时,就会产生布拉格衍射,入射物会被系统中的原子以镜面形式散射出去,并会按照布拉格定律所示, 进行相长干涉。对于晶质固体,波被晶格平面所散射,各相邻平面间的距离为 d。当被各平面散射出去的 波进行相长干涉时,它们的相位依然相同,因此每一波的路径长度皆为波长的整数倍。进行相长干涉两波 的路径差为 2dsinθ ,其 θ 为散射角。由此可得布拉格定律,它所描述的是晶格中相邻晶体平面(由米勒 指数[1] h、k 及 l 标记),产生相长干涉的条件 布拉开系 Brackett series 布朗运动 Brown[ian] motion 看起来连成一片的液体,在高倍显微镜下看其实是由许许多多分子组成 的。液体分子不停地做无规则的运动,不断地随机撞击悬浮微粒。当悬浮的微粒足够小的时候,由于受到 的来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的。在某一瞬间,微粒在另一个方向受到的撞击作用超强 的时候,致使微粒又向其它方向运动,这样,就引起了微粒的无规则的运动就是布朗运动 布里渊散射 Brillouin scattering 在光纤中传播的光波,其大部分是前向传播的,但由于光纤的非 结晶材料在微观空间存在不均匀结构,有一小部分光会发生散射。光纤中的散射过程主要有三种:瑞利散 射、拉曼散射和布里渊散射,它们的散射机理各不相同。其中,布里渊散射是光波与声波在光纤中传播时 相互作用而产生的光散射过程,在不同的条件下,布里渊散射又分别以自发散射和受激散射两种形式表现 出来。 在注入光功率不高的情况下,光纤材料分子的布朗运动将产生声学噪声,当这种声学噪声在光纤中 传播时,其压力差将引起光纤材料折射率的变化,从而对传输光产生自发散射作用,同时声波在材料中的 传播将使压力差及折射率变化呈现周期性,导致散射光频率相对于传输光有一个多普勒频移,这种散射称 为自发布里渊散射。自发布里渊散射可用量子物理学解释如下:一个泵浦光子转换成一个新的频率较低的 斯托克斯光子并同时产生一个新的声子;同样地,一个泵浦光子吸收一个声子的能量转换成一个新的频率 较高的反斯托克斯光子。因此在自发布里渊散射光谱中,同时存在能量相当的斯托克斯和反斯托克斯两条 谱线,其相对于入射光的频移大小与光纤材料声子的特性有直接关系。 由于构成光纤的硅材料是一种电致伸缩材料,当大功率的泵浦光在光纤中传播时,其折射率会增 加,产生电致伸缩效应,导致大部分传输光被转化为反向传输的散射光,产生受激布里渊散射。具体过程 是:当泵浦光在光纤中传播时,其自发布里渊散射光沿泵浦光相反的方向传播,当泵浦光的强度增大时, 自发布里渊散射的强度增加,当增大到一定程度时,反向传输的斯托克斯光和泵浦光将发生干涉作用,产 生较强的干涉条纹,使光纤局部折射率大大增加。这样由于电致伸缩效应,就会产生一个声波,声波的产 生激发出更多的布里渊散射光,激发出来的散射光又加强声波,如此相互作用,产生很强的散射,这就是 受激布里渊散射(SBS)。相对于光波而言,声波的能量可忽略,因此在不考虑声波的情况下,这种 SBS 过程可以概括为频率较高的泵浦光的能量向频率低的斯托克斯光转移的过程。这样受激布里渊散射可以看 成仅仅是在有泵浦光存在的情况下在电致伸缩材料中传播的斯托克斯光经历了一个光增益的过程。在受激 布里渊散射中,虽然理论上反斯托克斯和斯托克斯光都存在,一般情况下只表现为斯托克斯光。 布儒斯特窗 Brewster window 布儒斯特角 B 又称“起偏角 (polarizing angle)”。 自然光射到非金属的光滑平面,例如玻璃、水面等时,被反射后反射光会发生部分偏振现象,即反射光由部分直线偏 光和部分自然光混合而成。反射光中所含的直线偏光比例决定于光的入射角。当入射角为 某一合适数值时,反射光为纯粹的直线偏光。这个合适的入射角叫做起偏角。设 α 为起偏 角,构成反射表面的非金属物质的折射率为 N,二者关系:tanα=N步骤 procedure 部分偏振 partial polarization 部分相干性 partial coherence 振动频率相同、相差恒定的叫做相干性。两个波彼此相互干涉时,因为相位的差异,会造成建设性干涉或摧毁性干涉。假若两个正弦波的相位差为常 数,则这两个波的频率必定相同,称这两个波“完全相干”。两个“完全不相干”的波,例如白 炽灯或太阳所发射出的光波,由于产生的干涉图样不稳定,无法被明显地观察到。在这两 种极端之间,存在着“部分相干”的波。相干性又大致分类为时间相干性与空间相干性。时 间相干性与波的带宽有关;而空间相干性则与波源的有限尺寸有关。波与波之间的的相干 性可以用相干度(degree of coherence)来衡量。干涉可见度(interference visibility)是 波与波之间的干涉图样的辐照度对比,相干度可以从干涉可见度计算出来。参考系 reference frame, reference system 参考圆 circle of reference 参量 parameter 测高仪 altimeter 测节器 nodal slide 测量 measurement 测微目镜 micrometer eyepiece 测温性质 thermometric property 层流 laminar flow 层流(Laminar Flow)是流体的一种流动状态。流体在管内流动时,其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。此种流动称为层流或滞流,亦有称为直线流动 的。流体的流速在管中心处最大,其近壁处最小。管内流体的平均流速与最大流速之比等 于 0.5,根据雷诺实验,当雷诺数 Re&2320 时,流体的流动状态为层流。 粘性流体的层状 运动。在这种流动中,流体微团的轨迹没有明显的不规则脉动。相邻流体层间只有分子热 运动造成的动量交换。常见的层流有毛细管或多孔介质中的流动、轴承润滑膜中的流动、 绕流物体表面边界层中的流动等查理定律 Charles law 查理定律(Charle's law) 描述一定质量气体在体积不变时其压强随温度作线性变化的规律:P = P0(1+βt).其中 P0 是在 0℃时的压强,t 为摄氏温度,β 是气 体的膨胀系数。对于理想气体,β 与气体种类及温度范围无关,且 β=1/273,这时 P = P0(1+t/273).产生 creation 产生算符 creation operator 颤动 zitterbewegung 场点 field point 场源 field source 场致发射 field-emission 固体内的电子由于受到原子核的吸引作用而被束缚在固体内部。在经典物理理论中,只有当外电场场强达到 10 的 8 次方,才能让电子克服原子核的吸引而 发射出固体表面。但是,按照量子力学,电子会发生隧穿效应,也就是,电子能够穿过比 它的动能更高的势垒。因此,当外电场场强达到 10 的 6 次方时,已经有很明显的电子发 射现象了。这种利用外界强电场,把电子拉出固体表面的现象就是场致发射现象。有很多 离子源就是利用场致发射现象来工作的常量 constant 常数 无量纲的常量。 长度 length 长度收缩 length contraction 长度收缩效应,又称尺缩效应,是物理学理论。在某一个运动的参考系中,对一根沿运动方向放置且相对于此参考系静止的棒的长度要比在一个静止的 参考系中测得的此棒的长度短一些。这种情况被叫做长度收缩效应,或尺缩效应。这个效 应显示了空间的相对性。对于同一个物体,在相对于该物体运动的参考系中,沿运动方向 测量它的长度,所得的结果要比在相对于该物体静止的参考系中测得的同方向长度短一 些。这种情况被叫做长度收缩效应。由坐标的洛仑兹变换可知,物体的长度只在物体运动 方向上收缩。在与物体运动垂直的方向上,长度并不收缩。运动时长度收缩为静止时长度 的 。上述比值称为洛伦兹收缩因子,其中 v 表示物体相对速度,c 表示光速。 从阿尔伯特? 爱因斯坦的狭义相对论的“相对性原理”和“光速不变原理”可推导出长度收缩效 应,它显示了空间性的相对性。长度收缩效应不但导致物体之间位置和方向的非确定性, 还导致物体体积和密度等物理量的可变性。物体在其运动方向上发生长度收缩是相对论时 空观的必然结果,与物体的内部结构无关。所有相对于观察者运动的物体,在其运动方向 上都要发生同等程度的收缩。1878 年,亨德里克? 安东? 洛伦兹发表了光与物质相互作用的 论文,把以太与普通的物质区别开来,认为以太是静止的,无所不在,而普通物质的分子 则都含有带电的谐振子;在这个基础上,他导出了分子折射率的公式(即洛伦兹-洛伦茨公 式)。l892 年,他开始发表电子论的文章,他认为一切物质的分子都含有电子,电子是很 小的有质量的刚球,电子对于以太是完全透明的,以太与物质的相互作用归结为以太与物 质中的电子的相互作用。在这个基础上,1895 年他提出了著名的洛伦兹力公式。另外, l892 年他研究过地球穿过静止以太所产生的效应,为了说明迈克尔逊-莫雷实验的结果,他 独立地提出了长度收缩的假说,认为相对以太运动的物体,其运动方向上的长度缩短了。 1895,他发表了长度收缩公式。l899 年,他讨论了惯性系之间坐标和时间的变换问题,并 得出电子质量与速度有关的结论。1904 年,他发表了著名的洛伦兹变换公式,以及质量与 速度的关系式,并指出光速是物体相对于以太运动速度的极限由此,我们得出结论:当一 个物体对于某参照系是静止的时候,就这个参照系来看,物体长度最大。沿垂直于运动方 向时,长度则不发生变化。这种长度收缩的现象是真实的吗?这是不容怀疑的。不但运动 的物体沿运动的方向产生收缩,而且收缩遵循着一定规律。这些都已从实际现象中得到证 实。我们平时看不到这种收缩现象,是由于在低速缓慢的运动中,这种现象是不显著的。 例如,即使物体运动速度达到每秒 3 万公里,长度的收缩也不过是千分之五。但是当物体 运动速度接近光速时,情况就不同了,这时候长度的收缩非常显著。静止的时候,一米长 的尺,沿相对运动方向的长度就会收缩成几厘米。如果物体速度变得就等于光速,那么长 度就会缩减成零。然而,这是不可能的。这一点也说明了光速是速度的最高限。一般物体 的速度,无论如何也不会达到光速的。洛伦兹收缩就是指当物体在运动时,在运动的那个 轴向,会产生收缩。其收缩率,就是洛伦兹因子。其它轴向的长度,并不会有影响.迈克耳 孙-莫雷实验那种实验,就是洛伦兹收缩的最佳证明.当然,被洛伦兹收缩的人事物本身, 并不会察觉到被收缩了;从静系看来,动系上的观测者,就像拿着一根被收缩的尺,去测 量被收缩的物体.但是,因为绝对静止系不可得,所以我们仅能测得相对短缩。因为我们不 知道自己设定的静止参考系,是否真的比我们要测的运动物体还要静止。假如运动物体上 面有个观测者,他又设定他的惯性系才是静止的,那我们就变成他的动系了。当他观测我 们时,我们才是被收缩一方的,而他是正常的一方。另外,洛伦兹收缩率,从移动电荷所 产生的电场推迟的效应,也就可以推出来。高速运动电荷产生的电场形变之等势面,因为 电场传播不是无限快,所以必定会产生推迟,所以它向四周散发出的电场之等势面,就不 再是正球面对称了。超导[电]性 superconductivity1911 年,荷兰莱顿大学的卡末林―昂内斯意外地发现,将汞冷却到-268.98℃时,汞的电阻突然消失;后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类 似的低温下失去电阻的特性,由于它的特殊导电性能,卡末林―昂内斯称之为超导态。卡 茂林由于他的这一发现获得了 1913 年诺贝尔奖超导体 superconductor 超导是指导电材料在温度接近绝对零度的时候,物体分子热运动下材料的电阻趋近于 0 的性质;“超导体”是指能进行超导传输的导电材料。零电阻和抗磁性 是超导体的两个重要特性。人类最初发现物体的超导现象是在 1911 年。当时荷兰科学家 卡? 翁纳斯等人发现,某些材料在极低的温度下,其电阻完全消失,呈超导状态。使超导体 电阻为零的温度,叫超导临界温度超精细结构 hyperfine structure 超静定问题 statically indeterminate problem 超距作用 action at a distance 超声波 supersonic wave, ultrasound wave 超声波是一种频率高于 20000 赫兹的声波,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测 速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声 波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。超声速 supersonic speed 超声速即为速度超过声音在空气中的传播速度,此时有可能会产生激波,激波就是在流体中以高于声速的速度传播并对流体产生压缩作用的波。气体中的激 波最明显,受到压缩的气体与未受到压缩的气体之间有一个很薄的波阵面隔开。这个波阵 面的前后的压力不同,具有突然变化。这个压力比越大,激波就越强 超重 overweight 超重是物体所受限制力(拉力或支持力)大于物体所受重力的现象。当物体做向上加速运动或向下减速运动时,物体均处于超重状态,即不管物体如何运动,只要 具有向上的加速度,物体就处于超重状态。超重现象在发射航天器时更是常见,所有航天 器及其中的宇航员在刚开始加速上升的阶段都处于超重状态。衬比度 contrast 成象 imaging, imagery 弛豫时间 relaxation time 动力学系统的一种特征时间? 系统的某种变量由暂态趋于某种定态所需要的时间? 在统计力学和热力学中,弛豫时间表示系统由不稳定定态趋于某稳定定态所 需要的时间? 在协同学中,弛豫时间可以表征快变量的影响程度,弛豫时间短表明快变量容 易消去弛豫时间近似 relaxation time approximation 充电 charging 冲击摆 ballistic pendulum 冲击电流计 ballistic galvanometer 冲量 impulse 抽气机 air pump 抽运 pumping 抽运过程 pumping process 初速[度] initial velocity 初速――弹头脱离枪(炮)口瞬间的运动速度。相同的弹头,初速大的,射程远,侵彻力(贯穿力)大,反之则小出[射]窗 exit window 出[射光]瞳 exit pupil 出射[光]瞳在光学系统上是光圈的真正直径,只有穿过这个真正口径的光线可以离开系统。出射[光]瞳在光学上是跟随在影像的口径中止位置之

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