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Vol. 50, No. 5 (2001)

2001年03月05日
总论
总论
原子和分子物理学
原子和分子物理学
唯象论的经典领域
唯象论的经典领域
流体、等离子体和放电
流体、等离子体和放电
凝聚物质:结构、热学和力学性质
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凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
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物理学交叉学科及有关科学技术领域
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地球物理学、天文学和天体物理学
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研究快讯
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领域
总论
分形粗糙面双站散射的快速前后向迭代法数值模拟
李中新, 金亚秋
2001, 50 (5): 797-804. doi: 10.7498/aps.50.797
摘要 +
为模拟复杂分形表面特别是在低掠角入射条件下的双站散射,发展了一种结合前后向迭代方法(FBM)与谱加速算法(SAA)快速求解散射场的Monte Carlo数值方法,计算了在TE,TM锥形波入射在一维分形导体粗糙面的双站散射以及有规则异物存在时的双站散射,讨论了分形粗糙面双站散射的角度性分布与其分数维的关系.
Poincar-Chetaev变量下变质量非完整动力学系统的运动方程
乔永芬, 赵淑红
2001, 50 (5): 805-810. doi: 10.7498/aps.50.805
摘要 +
研究Poincaré-Chetaev变量下,变质量非线性非完整力学系统的运动方程.首先,由变质量力学系统的D’Alembert-Lagrange原理导出Chaplygin型方程、Nielsen型方程及Appell型方程.其次,研究Chaplygin方程与Appell方程的等价性问题.最后,举例说明新结果的应用.
高维增广相空间中广义力学系统的对称性和不变量
乔永芬, 李仁杰, 赵淑红
2001, 50 (5): 811-815. doi: 10.7498/aps.50.811
摘要 +
依据广义增广相空间中的Hamilton作用量在无穷小变换群作用下的不变性,给出广义完整保守和非保守力学系统的对称性和不变量及有关结论的逆命题,最后举一实例说明
仅含第二类约束的约束Hamilton系统的Lie对称性
薛纭, 张毅
2001, 50 (5): 816-819. doi: 10.7498/aps.50.816
摘要 +
研究仅含第二类约束的约束Hamilton系统的Lie对称性.建立Lie对称性的确定方程、限制方程和附加限制方程,给出由Lie对称性导致守恒量的条件及守恒量的形式
一维定态薛定谔方程的宏观模拟解法
刘剑波, 蔡喜平
2001, 50 (5): 820-824. doi: 10.7498/aps.50.820
摘要 +
将实验模拟法引入量子力学.设计了一个弦振动系统,这个系统的定态方程与定态薛定谔方程数学形式一样,为定态薛定谔方程的模拟解法提供了理论和实验途径.宏观模拟的结果为理解薛定谔方程提供了宏观类比.
(1+1)自由度para粒子的超对称量子力学
杨为民, 井思聪
2001, 50 (5): 825-831. doi: 10.7498/aps.50.825
摘要 +
讨论了同阶p的一自由度para玻色子和一自由度para费米子所组成的para粒子系统的Fock态空间结构与超对称量子力学.发现除了四种退化的特殊情况之外,这个(1+1)自由度para粒子系统的态空间结构一般具有内禀二重简并性.进一步揭示了这个para量子系统除了具有动力学超对称性之外,还存在着一层隐藏的内禀超对称性,并且这种内禀超对称性对于整个系统超对称性的严格性起着十分关键的作用.
粉碎电磁波的性质和应用
朱永强, 王煜, 沈彬彬, 洪鑫锋, 梁子长
2001, 50 (5): 832-836. doi: 10.7498/aps.50.832
摘要 +
粉碎电磁波是一种新的电磁波,是由无穷个源以无穷个相位在一个局部范围内发射的波,它与普通电磁波有完全不同的性质,波动性几乎已消失,而以粒子性为主,这样它穿透导体的能力几乎大了一百倍.同时它的传播是以粒子扩散方式进行的,具有一种保持在地球原来位置的特性,因此它具有与运动载体反方向运动的趋势.
用格子Boltzmann方法模拟MKDV方程
黄乒花, 刘慕仁, 孔令江, 李华兵
2001, 50 (5): 837-840. doi: 10.7498/aps.50.837
摘要 +
用精确到0(ε)的5速格子Boltzmann模型模拟MKDV方程:ut+6u2ux+uxxx=0,并与MKDV方程的孤子解比较,二者精确吻合.
弱的参数周期扰动对一非线性系统安全域的影响与分形侵蚀安全域的控制
龚璞林, 徐健学, 孙政策
2001, 50 (5): 841-846. doi: 10.7498/aps.50.841
摘要 +
讨论了弱参数周期扰动对于非线性系统安全域的影响,在一定频率下的参数周期扰动将加速安全域的分形侵蚀,而在另一些频率的扰动下,将抑制安全域的分形侵蚀,并且存在着增进安全域的最优频率.提出了用弱参数周期扰动控制受到分形侵蚀的安全域的方法,并用Melnikov方法进行了分析.最后讨论了这种控制安全域的方法在实际环境中当具有外加噪声时的鲁棒性.
一类含参数不确定性混沌系统的自适应控制
李智, 韩崇昭
2001, 50 (5): 847-850. doi: 10.7498/aps.50.847
摘要 +
基于Lyaponov函数,对一类含参数不确定性混沌系统,当系统的不确定性参数具有未知界时,给出了自适应控制器的设计方法和构造控制器的解析式.构造混沌控制器直接代入控制器的参数化公式即可.方法简单,无需拼凑,能够使系统消除混沌并渐近稳定到任何期望的光滑轨道上.而整个设计过程无需预先知道未知参数的估计值和精确值.仿真验证了其有效性
非局域Lai-Das Sarma-Villain方程动力学标度性质的研究
马本堃, 唐刚
2001, 50 (5): 851-855. doi: 10.7498/aps.50.851
摘要 +
使用动力学重整化群和直接标度分析的方法研究了非局域Lai-Das Sarma-Villain方程的动力学标度性质.动力学重整化群分析表明非局域非线性项的存在能够导致新的固定点和连续变化的动力学标度指数的产生.使用直接标度分析方法则分别得到了在弱耦合和强耦合区内的标度指数值.在弱耦合区域内得到的标度指数与动力学重整化方法得到的标度指数值能很好地吻合.
利用集总参数法测量材料对激光的吸收率
蔺秀川, 邵天敏
2001, 50 (5): 856-859. doi: 10.7498/aps.50.856
摘要 +
材料对激光吸收的研究工作对激光加工的发展有着非常重要的意义.而吸收率测量方法的研究是材料对激光吸收研究工作的基础.从量热的角度出发,利用传热学中的集总参数法建立了测量吸收率的方法,设计了相应的试验装置,并测量了几种常用工程材料对激光的吸收率.
原子和分子物理学
氮原子、分子与团簇离子注入Si(111)的特性研究
王培录, 刘仲阳, 郑思孝, 廖小东, 杨朝文, 唐阿友, 师勉恭, 杨百方, 缪竞威
2001, 50 (5): 860-864. doi: 10.7498/aps.50.860
摘要 +
用椭偏仪、傅氏变换红外吸收谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)以及原子力显微镜(AFM)对N+1,N+2,N+10离子高剂量(1.7×1017ions/cm2)注入Si(111)的表面进行测试分析,发现三种不同尺度的离子注入后,均使Si由复折射率变化为实折射率,表面出现含氮硅键的介质层.但其表面形貌各异:N+
唯象论的经典领域
变孔径像面散斑平均光强标定随机表面的理论与实验
张宁玉, 滕树云, 董前民, 亓东平, 程传福
2001, 50 (5): 865-870. doi: 10.7498/aps.50.865
摘要 +
采用随机表面的高斯相关模型和统计光学原理,推导出弱散射体在4f系统中的像面上光强的表达式.在此基础上提出了均方偏差粗糙度和横向相关长度的标定方法,该方法用理论结果对实验测量的像面散斑平均光强随滤波孔半径的关系曲线进行拟合,同时测量出被测样品表面的两个统计量.实验上制作了高斯相关随机表面样品,对其表面参数进行了测量,与AFM所测结果符合得较好,这表明该方法具有较高的精度.
飞秒激光作用下光学玻璃和激光玻璃的光致暗化及其ESR研究
邱建荣, 姜雄伟, 朱从善, 干福熹
2001, 50 (5): 871-874. doi: 10.7498/aps.50.871
摘要 +
报道了多种商用光学玻璃和激光玻璃在800nm,120fs,1kHz脉冲激光作用下,产生光致暗化的阈值.并对照射前后的玻璃进行ESR分析,结果表明,光致暗化是由于玻璃内生成空穴捕获型色心的结果.认为玻璃在800nm飞秒激光照射后所产生的色心来源于玻璃的多光子吸收
飞秒锁模固态激光器中放大的自发辐射导致的时基抖动
陆宏
2001, 50 (5): 875-879. doi: 10.7498/aps.50.875
摘要 +
基于飞秒锁模固态激光系统,推导了激光脉冲的振幅、脉宽的倒数、啁啾、频率、中心位置和位相的运动方程.在低的白噪声的假设下,估算了含啁啾的钛宝石激光器中由放大的自发辐射引起的时基抖动.结果表明:对于一台脉冲轮廓为sech2(1763t/τ)的确定的锁模固态激光系统,时基抖动近似为净群速延迟色散(GDD)的线性函数,且随着GDD的增加而变大;然而,即便在GDD被完全补偿的情况下,时基抖动也不会是零
损耗对屏蔽光伏空间孤子演化特性的影响
刘劲松, 张都应
2001, 50 (5): 880-885. doi: 10.7498/aps.50.880
摘要 +
研究了晶体损耗对屏蔽光伏空间孤子在加偏压的光伏光折变晶体中演化特性的影响.结果表明,损耗除了造成屏蔽光伏孤子光波振幅的减小外,还造成了孤子横截面的改变.对于明孤子,当入射波光强较低时,横截面随传播距离的增长而不断增大;而当入射波光强较高时,起初横截面不断压缩,而后再膨胀,并在某一传播距离上孤子横截面恢复到入射时的尺寸.对于暗孤子,不论入射光孤子光强的高低,横截面都随传播距离的增长而不断增大.虽然在传播距离足够短时,可以不考虑损耗的影响,但距离较大时,损耗将最终导致孤子崩溃.
全光双准稳态空间孤子
李荣基, 佘卫龙
2001, 50 (5): 886-891. doi: 10.7498/aps.50.886
摘要 +
观察到一种双准稳态光折变空间孤子.这种孤子是(1+1)维的.它的形成不需要外加电场,是全光的.孤子的形成过程具有全光开关效应
准完全带隙胶体非晶光子晶体
董鹏, 唐芳琼, 苏惠敏, 汪河洲, 何拥军
2001, 50 (5): 892-896. doi: 10.7498/aps.50.892
摘要 +
三维面心立方结构的固有的高对称性使其只具备非完全光子带隙,而非晶结构可降低对称性导致准完全光子带隙的出现.实验结果表明非晶胶状晶体具有准完全光子带隙.非晶胶状光子晶体中的光子带隙的禁带宽度与波长均不随光入射到样品池的角度的变化而明显变化.其禁带宽度比SiO2小球面心单晶的禁带宽度宽得多
用于固体自锁模的三元腔激光器的二阶、三阶色散的解析表示
章若冰, 孙敬华, 庞冬青, 柴路, 王清月
2001, 50 (5): 897-903. doi: 10.7498/aps.50.897
摘要 +
给出在任意角度切割情况下,三元腔固体自锁模激光器二阶、三阶色散的解析表示,并系统地计算了切割角度、材料等因素的变化对二阶、三阶色散的影响.该计算为三元腔固体自锁模激光器的设计提供了理论依据.
三芯非线性光纤耦合器中的短脉冲光开关
俞重远, 张晓光, 刘秀敏
2001, 50 (5): 904-909. doi: 10.7498/aps.50.904
摘要 +
利用变分法研究三芯非线性光纤耦合器中的短脉冲光开关,解析分析线性三耦合非线性Schr?dinger方程的结果与数值模拟符合得很好.并且得到在非线性光纤耦合器中孤子的耦合长度和开关阈值,与连续波情况和两芯光纤耦合器的结果不同.
关于铁电相变的一个唯象讨论
艾树涛, 王春雷, 钟维烈, 张沛霖
2001, 50 (5): 910-913. doi: 10.7498/aps.50.910
摘要 +
从不可逆过程热力学的角度研究了铁电相变中的不可逆性.一级铁电相变中的热滞及铁电体的多畴结构,可以在最小熵产生原理的基础上得到说明.并得出结论,热滞并不是一级铁电相变体系的内禀性质,体系表面的有限性与热滞是有关的.
流体、等离子体和放电
脉冲激光烧蚀块状靶材的双动态界面研究
张端明, 李智华, 黄明涛, 张美军, 关丽, 邹明清, 钟志成
2001, 50 (5): 914-920. doi: 10.7498/aps.50.914
摘要 +
给出脉冲激光作用块状靶材的烧蚀模型.根据能量平衡原理,导出烧蚀面的位置随时间的变化关系.利用绝热近似、温度连续性条件和能量平衡原理来获得烧蚀面与固液相界面边界条件.结合热传导方程,利用精确解与积分近似法相结合的方案,给出固液两相的温度分布与时间和位置的变化关系,以及固液相界面的位置随时间的变化规律,并与已有的理论和实验结果进行比较.最后以铝靶为例计算模拟了激光烧蚀的全过程计算.
激光聚变快点火机理研究
张家泰, 何斌, 贺贤土, 常铁强, 许林宝, N.E.安德列夫
2001, 50 (5): 921-925. doi: 10.7498/aps.50.921
摘要 +
对超强超短激光等离子体相互作用和快点火机理及其物理可行性进行了理论和数值模拟研究.研制了二维和二维半粒子云模拟程序,数值模拟了超强超短激光脉冲在非均匀等离子体中的传播.提出快点火穿孔速度和深度以及用于快点火的超强超短激光器的初步指标
凝聚物质:结构、热学和力学性质
液晶指向矢分布的模拟和比较研究
王谦, 何赛灵
2001, 50 (5): 926-932. doi: 10.7498/aps.50.926
摘要 +
用差分迭代法计算了扭曲、超扭曲以及混合排列丝状液晶在电场中指向矢的空间分布,与牛顿法和张弛法的计算作了比较;并应用于液晶电光特性的模拟计算
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
Y2O3:Eu纳米晶中能量传递相互作用的研究
侯尚公, 唐波, 李丹, 吕少哲, 陈宝玖, 张家骅, 黄世华, 王海宇
2001, 50 (5): 933-937. doi: 10.7498/aps.50.933
摘要 +
通过浓度猝灭曲线确定了引起Y2O3纳米晶中Eu3+发光浓度猝灭的是交换相互作用.测量了两种颗粒尺寸下Eu3+的5D0—7F2跃迁发光衰减曲线随掺杂浓度的变化,利用交换相互作用的理论衰减曲线对实验衰减曲线进行拟合.计算Eu3+离子的交换相互作用能量传递的效率,分析了Y2O3
介质谐振器法测量高温超导薄膜微波表面电阻的误差分析
李宏成, 王瑞兰, 魏斌
2001, 50 (5): 938-941. doi: 10.7498/aps.50.938
摘要 +
用微扰法研究了两端接地型蓝宝石介质谐振器测量高温超导薄膜微波表面电阻RS的误差与几何结构和工作频率的关系.结果表明,介质柱直径与高度之比2a/L,金属屏蔽腔内半径与介质柱半径之比b/a以及工作频率f对测量误差和最小可测表面电阻Rsmin有很大影响.所得到的曲线可用于蓝宝石介质谐振器的设计中.结果还表明,适当选取2a/L,b/a与f可使测量误差接近于1%,最小可测表面电阻Rsmin可达到微欧姆的数量级.这对于高温超导薄膜的检测和微波器件应用说
三维动态Ising模型中的非平衡相变:三临界点的存在
邵元智, 蓝图, 林光明
2001, 50 (5): 942-947. doi: 10.7498/aps.50.942
摘要 +
用Monte Carlo方法模拟了三维动态Ising模型中的非平衡相变,用统计的观点研究了序参量的大小和分布以描述该相变过程.保持温度和外场频率不变,改变外场大小使之由小到大变化,序参量由非零值变成零值.在低温阶段,序参量呈非连续变化,为典型的非连续相变,在高温阶段,序参量呈连续变化,为典型的连续相变.本文确定了界定非平衡转变的相界,并进一步确定了相界上区分非连续连续相变的三临界点.外场频率ω减小时,三临界点温度TTCP向高温部分移动,并满足TTCP=1.33×
混合Heisenberg自旋体系动态相变的滞后标度
邵元智, 蓝图, 林光明
2001, 50 (5): 948-952. doi: 10.7498/aps.50.948
摘要 +
采用Monte Carlo方法对离散混合经典Heisenberg自旋体系在周期性外场驱动下动态相变行为进行了模拟计算.在典型Heisenberg自旋体系的哈密顿量基础上,引入表征非晶相的随机各向异性能项(比例为X)和表征晶体相的单轴各向异性能项(比例为1-X),考察了该混合自旋体系磁滞后回线面积Aarea随X和单轴各向异性常数A及随机各向异性常数D的变化规律,并确定了该类自旋体系动态相变新的滞后标度关系Aarea-AδDη
非晶态铁基合金退火样品的偏移回线
陈笃行, M.VAZQUEZ, A.HERNANDO, 李印峰, 沈保根
2001, 50 (5): 953-957. doi: 10.7498/aps.50.953
摘要 +
报道了非晶态铁基合金(Fe65.9Cr11.6Si7.5B15和Fe60Co5.9Cr11.6Si7.5B15)退火样品的回线偏移现象.研究了偏移回线与测量磁场Hm,温度T和时间t的关系.基于退火产生的硬磁颗粒与剩余非晶软磁母体之间的静磁相互作用机制,利用等效的单向各向异性模型可以很好地分
载流子影响下铁磁膜中静磁孤子的存在性分析
郁黎明, 王奇
2001, 50 (5): 958-963. doi: 10.7498/aps.50.958
摘要 +
铁磁膜近邻存在半导体载流子的影响下,静磁表面波在一定频率范围内与外加恒磁场相垂直的传播方向上能演化成静磁孤子,而且静磁表面波群速在一定频率范围会改变运动方向成为反向波,其大小受载流子浓度的影响
Hg1-xCdxTe的共振拉曼散射
黄仕华, 莫玉东
2001, 50 (5): 964-967. doi: 10.7498/aps.50.964
摘要 +
当入射光的光子能量接近Hg1-xCdxTe的E0+Δ0时,发现了Hg1-xCdxTe的共振拉曼散射,观察到了“禁戒”共振增强拉曼散射,同时也观察到了二级共振拉曼散射.分析了非共振条件下能在样品的(100)面观察到微弱的“禁戒”TO2模以及在共振条件下“禁戒”TO2模大大增强的原因.通过分析,发现由双LO声子引起的二级共振拉曼散射主要
Cd0.96Zn0.04Te低温Raman光谱中荧光背景的猝灭现象
裴慧元, 方家熊
2001, 50 (5): 968-972. doi: 10.7498/aps.50.968
摘要 +
研究了Cd0.96Zn0.04Te表面低温Raman散射光谱中的样品荧光背景随激光功率的变化行为,观察到了荧光的“猝灭”现象和同时伴随的声子峰红移.分析表明样品荧光的“猝灭”现象与声子峰红移显示的表面结构变化有关,而激光对Cd0.96Zn0.04Te表面的加热是导致表面晶体结构变化的原因.
窄谱带绿色有机电致发光器件
杨盛谊, 徐征, 刘姗姗, 董金凤, 章婷, 徐叙瑢, 张莉, 杨展澜, 吴谨光
2001, 50 (5): 973-976. doi: 10.7498/aps.50.973
摘要 +
以Tb3+:水杨酸(Tb3+:(SA)3)为空穴传输层兼发光层、高荧光材料Alq3为电子传输层,得到了窄谱带的绿色有机薄膜电致发光双层结构器件.实验证实,双层器件的电致发光是电荷载流子隧穿内界面(Tb3+:(SA)3/Alq3)之后分别在两有机层内的复合发光,是两有机层本征发光的叠加.其光谱随着电子传输层厚度而改变,因而减少电子传输层厚度能得到亮度高、稳
稀土对金属纳米粒子-介质复合薄膜(Ag-BaO)光电发射性能的增强
许北雪, 吴锦雷, 刘惟敏, 邵庆益, 刘盛, 薛增泉, 吴全德, 杨海
2001, 50 (5): 977-980. doi: 10.7498/aps.50.977
摘要 +
用真空蒸发沉积的方法制备了掺杂稀土的金属纳米粒子介质复合薄膜(Ag-BaO薄膜).与不掺杂稀土的Ag-BaO薄膜相比,其光电发射能力提高了近40%.透射电镜分析表明,掺杂稀土后,Ag-BaO薄膜中的Ag纳米粒子明显细化、球化、密度增大.这表明Ag纳米粒子的细化,使得其在光作用下,光电子更容易通过隧道效应穿过界面位垒逸出,导致光电发射能力增强
物理学交叉学科及有关科学技术领域
Au/PZT/BIT/p-Si异质结的制备与性能研究
于军, 董小敏, 王耘波, 周文利, 赵建洪, 周东祥, 王华
2001, 50 (5): 981-985. doi: 10.7498/aps.50.981
摘要 +
采用脉冲激光沉积(PLD)工艺,制备了以Bi4Ti3O12(BIT)为过渡阻挡层的Au/PZT/BIT/p-Si异质结.研究了BIT铁电层对Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)薄膜晶相结构、铁电及介电性能的影响,对Au/PZT/BIT/p-Si异质结的导电机制进行了讨论.氧气氛530℃淀积的PZT为多晶铁电薄膜,与直接淀积在Si基片上相比,加入BIT铁电层后PZT铁
地球物理学、天文学和天体物理学
黑洞的普朗克绝对熵公式
李传安
2001, 50 (5): 986-989. doi: 10.7498/aps.50.986
摘要 +
利用黑洞热力学第一定律和第三定律分别导出黑洞的普朗克绝对熵公式,该公式表明黑洞熵与黑洞视界的全面积成正比.并进一步证明了黑洞的普朗克绝对熵就是经典热力学熵
研究快讯
有机纳米信息存储中的结构转变
时东霞, 巴德纯, 宋延林, 庞世瑾, 高鸿钧
2001, 50 (5): 990-993. doi: 10.7498/aps.50.990
摘要 +
采用真空热蒸发方法制备了有机单体薄膜对硝基苯腈p-nitrobenzonitrile(PNBN).利用扫描隧道显微镜(STM)在PNBN薄膜上进行信息记录点的写入,通过在STM针尖和高定向裂解石墨(HOPG)之间施加电压脉冲,直接观察到了信息记录点写入前后薄膜发生的局域结构转变.信息记录点的写入机制主要是这种纳米范围结构变化所导致的薄膜由高阻态向低阻态转变,高阻态对应0,低阻态对应1.
用激光等离子体实验对天体物理动力学过程进行模拟的可行性研究
夏江帆, 张军, 张杰
2001, 50 (5): 994-1000. doi: 10.7498/aps.50.994
摘要 +
采用当前最先进的激光装置与物质相互作用,可以获得与天体物理过程中相同或相似的条件,并进而开展利用激光等离子体模拟天体物理现象的实验.然而,激光等离子体为微米空间尺度、纳秒存活时间,而天体物理对象则为宇宙学的极大的时间与空间尺度,对在物理上和实际操作上将这两种表面上存在巨大差异的物理过程对应起来从而利用激光等离子体研究天体物理过程的可能性进行了讨论,特别是对利用国内的激光装置开展模拟实验的可行性进行了讨论