基于强激光场调控的关联电子动力学操控研究

正我校物理电子工程学院教师汤清彬博士2015年获批国家自然科学基金面上项目:基于强激光场调控的关联电子动力学操控研究,项目编号:61575169.超快超强激光脉冲技术的发展为研究光与物质相互作用提供了前所未有的实验条件,将光与物质相互作用的研究拓展到了一个新的层次.最近十几年来,强激光场驱动的多电子体系的     

激光对生物体的力学作用

本文比较了光力大小,分析了激光捕获生物粒子的物理机理,报导了用了不同模式的Ｈｅ－Ｎｅ和Ａｒ＋激光,在４０位显微物镜下,操纵生物样品的实验结果,为激光光镊的力学特性及其应用研究提供了实验依据。     

颗粒物质力学几个关键问题的思考

颗粒物质是由大量离散固体颗粒相互作用而形成的复杂体系,其平衡和运动规律及其应用是颗粒物质力学的主要研究内容．颗粒物质具有广泛的应用背景和丰富的物理内涵,是工程应用和凝聚态物理研究较为活跃的学科,但是进展非常缓慢,目前很多基础问题尚不够清晰．结合作者近10年的研究工作,对颗粒接触力学的难点、接触力简化存在的问题予以分析,并基于颗粒物质内部结构特点提出了以力链为核心的多尺度力学研究框架,最后对颗粒物质典型应用例子之一——泥石流运动基础研究提出新的见解．     

物质结构的演化与物理理论的“时代性”、“阶段性”和“层次性”

宇宙演化与物质结构演化具有同一性,宇宙演化史也是物质结构演化史.为物理结构所决定的物理理论,也相应地具有物质结构演化过程的"时代性"、"阶段性"和"层次性";现代物理实验,在"极端条件下"的实验过程中,发生物质结构相变,而出现现有理论失效的情况,如超导,可定义为实验使物质结构发生了"时代性"相变;对于该实验所产生的现象及理论,应作物理理论的"时代性"分析;"阶段性"和"层次性"是"时代性"结构的次级层次,构成了"时代性"结构的完备性;本文在物理理论的"时代性"构建方面,作了物理要素、实验项目、实验方式的相关设置,及其跨"时代性"组合和交集的探讨;论证了宇宙演化史与物质结构演化史及物理理论演化史的相关性;拓展了物理理论研究的思路.     

水体系结构与动力学性质理论研究

软物质物理是一个集生命科学、化学科学、材料科学与物理科学于一体的、具有高度交叉的基础研究学科，对人类社会的日常生活、工业活动及基础研究方面有着至关重要的影响.本综述主要总结了厦门大学软物质团队在软物质系统的一个重要分支——水体系的相关研究中取得的一系列重要进展，包括液滴的电浸润动力学、水结冰成核动力学及气体水合物的结构与力学特性的理论研究，为今后的研究提供了重要的数据参考与理论依据.     

非晶中“缺陷”——流变单元研究

晶体物质的很多性能和特性是和其缺陷运动紧密联系在一起的.非晶态物质是复杂的多体相互作用体系,具有复杂的长程无序原子结构和独特的物理和力学性质.最近的研究表明非晶可能存在类似晶体的中的"缺陷"即流变单元.但是非晶固体是否存在类似晶体的缺陷,如何发现、表征以及建立非晶中流变单元与其性能、性质和特征的关系仍然是凝聚态物理和材料科学的难题.本文主要阐述非晶态物理和材料领域关于流变单元研究的最新进展、争议和展望.     

对贵阳地区红粘土成分结构的研究及红粘土特殊性本质的分析

本文研究红粘土的物质组成及结构特点,分析红粘土的物理性质与力学性质间不同于其它土类的特殊关系,探讨成分结构对红粘土特殊性质的影响及红粘土物理力学性质指标变幅很大的原因。     

强激光高能量密度物理的若干进展和展望

随着大能量高功率激光和短脉冲超强激光技术的发展,人们可以在单位时间、单位空间内实现极高的能量密度,产生一系列原本只存在于天体或者核爆中的极端物理条件．对这种高能量密度条件下的物质规律的研究不仅极大地拓宽了物理学的研究领域,而且促进了不同学科之间的交叉与融合．本文将首先简单介绍强激光驱动的高能量密度实验室天体物理方面的几个进展,之后对下一代极端相对论激光物理的发展和影响进行展望．     

激光铣削物理过程研究

研究激光铣削物理过程,定量分析了喷射物质的反冲压力的大小,建立了激光铣削多余物质的排出物理模型,通过观察熔体喷射状况,并利用高速摄影仪对其喷射过程进行拍摄,验证了激光铣削模型的正确性．在此基础上研究了蒸汽反冲压力和辅助气体对熔体喷射速度的影响,分析了辅助气体压力对激光铣削速率和铣削面质量的影响机理．     

《重学》中的实验应用及其在晚清的影响

采用文献探究的方法,在细致搜集、探究文献的基础上,对《重学》中的物理实验和力学理论在中国的本土化应用进行探讨.研究表明,《重学》中的物理实验和力学理论对其后数十年的物理教学和考试都产生了很大的影响,然而《重学》没有突破当时"会通中西"的学术框架,从而削弱了它在中国近代物理学发展中的影响力,也部分遮蔽了西方力学作为一门实验科学与精密科学的特征.     

激光超声测量金属材料弹性常数实验与有限元分析

利用激光诱导产生的多种模态超声波的波速反演金属铝板的弹性常数.实验中将脉冲激光聚焦成线源在铝板表面诱导超声波,采用双通道非接触接收表面波的时域信息并测算其速度.在有限元分析中,将激光等效为时间和空间上均满足高斯分布的脉冲载荷,建立热力耦合分析模型对激光诱导超声波的过程进行模拟,提取超声信号的时域信息并计算表面波和纵波速度,利用声弹性方程得到铝的弹性常数.数值结果与理论值相吻合,表明建立的激光超声力学模型能够有效模拟激光诱导超声波的物理过程,为进一步利用激光超声技术研究材料力学性能提供了依据.     

基于单轴压缩试验的绿泥石片岩各向异性

为研究绿泥石片岩的各向异性,通过一系列室内试验分析其物质组成、微观结构,单轴压缩条件下宏、微观破坏特征及物理力学参数的变化,并揭示了其物理力学性能及力学行为各向异性的机制。研究结果表明:片理面是影响绿泥石片岩力学性质的弱面,对波速产生较大影响,使得平行片理面方向的波速为垂直片理面方向的8倍;在单轴压缩条件下,当试件片理面水平时,较之直立时更易变形,变形量更大,破坏模式为劈裂-剪切破坏,微观上呈穿晶断裂和沿晶断裂组合特征;当试件片理面直立时,破坏模式为竖向劈裂-张拉破坏,微观上呈沿晶断裂为主,所测得的单轴抗压强度、弹性模量、泊松比等物理力学参数分别为片理面水平时的1.9、3.5、5倍,各向异性十分明显。研究成果可为该类片岩区岩石工程设计与施工提供理论依据。     

2010-2015年北京市物理新课标高考计算题与课程标准的匹配性

以教育部《普通高中物理课程标准》为依据,对2010-2015年北京市高考物理计算题进行统计和分析得出结果:北京市高考物理计算题对"电磁学"的考查力度加大,而"力学知识"考查偏重基础内容,综合性有所下降。对此,建议:在高考物理试卷中逐渐有计划地渗透原始物理问题、将科学方法纳入课程标准、广泛开展课程标准的研究。     

飞秒激光诱导Li2分子的电子-离子动力学的理论研究

随着飞秒激光技术的发展，科学家们致力于理解飞秒激光与物质相互作用过程中的物理机制.选取轴对称的Li₂分子为研究对象，采用实时间、实空间的含时密度泛函理论研究飞秒激光诱导的Li₂分子的电子-离子动力学过程.在之前Li₂分子光吸收谱的理论研究基础之上，选取其偶极响应频率作为激光频率，通过调制频率、强度、极化方向等激光参数，形成不同诱导条件，包括共振情况和非共振情况，研究Li₂分子中的响应偶极矩、离化电子数、总能量和原子实位移随时间变化的物理机制.在激光作用结束后，研究上述物理量在弛豫过程中的演化规律.通过对体系的电子密度进行截图，观测电子密度在原子实背景下的振荡行为.     

医学物理研究进展

医学物理的目标是用物理学的理论和方法为改善人类的健康服务.它的发展涉及把物理学应用于疾病的预防、诊断、治疗和康复等许多方面.医学物理研究的领域很广，物理学研究的各个层次，从声、光、热、电、磁到核物理和核技术，以及理论力学、热力学统计物理、电动力学和量子力学为代表的四大力学涵盖的理论和方法也是医学物理发展的基础.在应用中又使得这些理论和方法得到进一步的发扬光大.在技术层面上，很多新技术，例如超声技术、激光技术、纳米技术、电磁波技术、磁共振技术、同位素技术、光源和射线探测技术等等，也都是医学物理的关键技术.目前医学物理发展最快的是以下4个领域：物理诊断学、物理治疗学、医学物理仪器装备和医学物理信息学.     

三代院士话力学

 力学是研究物质宏观机械运动规律的科学,既是一门基础科学,又是一门技术科学。新中国成立以来,以周培源、钱学森、钱伟长、郭永怀为代表的中国力学工作者在湍流理论、空气动力学、板壳理论、工程控制论、物理力学等多方面所做的开创性工作,赢得了世界的尊重;在以两弹一星、航天航空、船舰、海洋平台、能源开发、高速列车、精密机械、机器人等为代表的国防和经济建设中,力学工作者也做出了重要的贡献。     

善用坐标系解题

物理学是研究物质最基本的运动形式和物质基本结构的一门学科。初学物理者,往往都有这样一种感觉,物理比其它课程难学。究其原因,我想主要是物理前后联系较强,往往是一步跟不上,就步步跟不上;其次是物理学的一些基本概念、公式等,比较容易懂、记忆,但具体到实际应用,往往无从下手。本文以力学部分习题为例,谈谈如何培养学生应用坐标系解题的能力。     

熊钰庆:《激光理论基础》

该书由我校物理系熊钰庆教授编著.出版以来,深受广大激光科技人员及多间高校激光专业师生的欢迎,得到多位激光专家的好评,认为该书很有特色,有一定的学术价值,较高的学术水平和较高的社会价值.全书分六章,内容包括经典、半经典辐射理论基础,激光形成的基本条件,粒子数反转和光在激活介质中的增益,光学谐振腔和高斯光束的特性,连续激光器和脉冲激光器工作原理等有关激光技术的最基本问题.该书的主要特点是:1.重点突出.光和物质的相互作用是激光振荡和放大的物理基础,书中突出对激光的物理机制和物理概念的阐述.该书从经典和半经典的光辐射理论入手,着重阐明光与物质相互作用的3种基本物理过程及其关系,然后分析激光形成的基本条件.在论述激光形成的基本条件时,对受激发射强度与受激吸收强度之比、受激发射强度与自发发射强度之比都作了较详细的讨论,从而得出光子与原子体系相互作用的自发发射、受激发射和受激吸收3种过程中只有当受激发射占优势时才能实现光放大,并指出它与粒子布居数反转状态相联系,而借助光学谐振腔技术提高光子的简并度,形成激光振荡,从而揭示激光产生的物理机制,使读者了解激光产生的原理.抓住重点,用不太大的篇幅讲清激光技术的最基本问题,是本书     

捕获与观测纳米粒子技术的进展

光镊是20世纪末激光技术领域的重大发明．它应用光的力学效应有效地操控微小粒子，用于研究纳微尺度下物质相互作用，探讨微观机制，解读生命规律。     

煤层开采“固-气”耦合相似材料特性分析

为研究采动裂隙演化规律,选取适合的"固-气"耦合相似材料,结合岩石力学和流体力学理论,运用自行改进的单轴压力仪及渗透性测试装置,对不同材料配比所制作试件的力学及渗透特性进行研究。最终确定以砂子作为骨料,淀粉及水泥作为胶结剂,水作为溶剂,并对这种原材料组合在不同配比条件下制作试件的力学及渗透性影响因素开展试验研究,以此为依据开展"固-气"耦合物理相似模拟试验,揭示不同覆岩层位瓦斯浓度分布规律。结果表明:最终确定的材料配比组合能够满足岩石力学性能的要求,较原始固相相似模拟材料及"固-气"耦合相似材料PSO(Paraffin石蜡,Sand砂子,Oil油),其渗透速度平均分别下降91.61%及68.29%;通过对新型材料制作出的试件开展力学及渗透特性影响因素试验并进行非线性回归拟合,得出相应变化趋势的拟合方程,同时得到不同淀粉含量对试件抗压强度及渗透性影响趋势的拟合方程。开展二维煤层开采物理相似模拟试验,得到采动覆岩裂隙演化及不同覆岩层位瓦斯浓度分布规律,为进一步开展煤与瓦斯共采多场耦合物理相似模拟试验提供理论依据。