谈谈“玻尔兹曼分布律”的教学

以前在《热学》中讲解“玻尔兹曼分布律”时,基本上沿着教材所提供的线索讲,主要步骤为:(一)在麦克斯韦速度分布律的基础上考虑到分子在保守力场中的势能而引入玻尔兹曼分布律的数学表达式:(1)式中,m:分子的质量;∈_k:分子的平移动能;∈_p:分子在保守外力场作用下的势能;K:玻尔兹曼常数;     

麦克斯韦速度分布律与重力场的关系

现行热学教材中,一般没有表明麦克斯韦速度分布律对于重力场中的气体也适用,有的甚至明确指出:"这是对理想气体在平衡态中没有外力作用下的速度分布情况:"事实上麦克斯韦速度分布律对于非理想气体和某些外力场(如重力场)也是适用的.     

对外力场作用下气体分子速度分布规律的讨论

在外力场的作用下，对气体分子的速度分布规律进行了讨论，得到了其仍然遵循麦克斯韦速度分布律的结论．     

用能量的观点求解平衡问题例析

在保守力场中,保守力所做的功等于势能的减少。保守力学体系处于平衡状态时,根据系统势函数一阶导数为零,可得出系统在保守力以及约束力等作用下的平衡位置。本文通过5个典型例题给出在这类问题中的具体做法以及一般的求解程序。     

应用海尔曼—费曼定理计算力学量的平均值

对量子力学中的海尔曼一费曼定理的内容和应用范围进行论述，重点阐明应用海尔曼一费曼定理求力学量平均值的方法，并探讨了粒子在中心力场中的运动。     

运动电荷在有界磁场中的运动分析

磁场的强弱和运动速度的大小决定了荷质比一定的粒子的磁偏转半径,而磁场分布的位置(或者粒子进与出磁场的位置)和磁场在空间分布范围限定了磁偏转运动的径迹,从而决定了磁偏转所对应的圆心角和所夹的弦,进而决定了粒子在有界磁场中运动的时间和实际通过的路径。粒子从什么位置以什么样的速度进入和射出有界磁场,以及有界磁场的分布区域是分析粒子进出有界磁场问题的重要条件。     

静电场环路定理在静电场中的地位及应用

文章从静电场力作功的特点出发，说明静电场是保守力场。然后通过与高斯定理比较，阐述了静电场环路定理在静电场中的地位。并通过两个典型例子说明静电场环路定理的应用。     

谈谈参照系、坐标系的关系及势能零点的选取

在物理学中,势能是一个重要的概念,而保守力场的势能又是普通物理学所研究的重点。现行教科书一般都选取任意点M_0为势能零点,另一任意点M与零势点M_0的势能函数U_0之差叫点M的势能。一般来说,在不同的参照系中,对同一物体的同一运动状态来说,它的描述是不同的。本文经推导指出保守力场的势能与参照系无关,并给出确定势能零点的一般定义。这对解决实际问题很有益处。     

对涡旋电场中所谓“引入”电势、电势差概念问题的讨论

众所周知,涡旋电场（感生电场）是一种非保守力场,在非保守力场中是不能引入关于电势和电势差概念的．换言之,在涡旋电场中讨论电势和电势差是没有意义的．但在现行的电磁学教材和有关资料中,却常常出现在涡旋电场中比较或判断所谓两点电势高低和计算两点电势差,这也往往成为普通物理教学中学生常提出的问题和中学物理教师中常引发争论的焦点．2008年湖北省武汉市高中毕业生4月调考理科综合试卷物理部分第19题就是一个例子,题目如下．     

单摆运动的讨论

应用一维势能曲线讨论了单摆的各种可能运动,并通过对单摆运动周期的计算证实了上述讨论的确切性,由此说明一维势能曲线是讨论单个质点在保守力场中运动的有力工具。     

一维复杂颗粒气体的速度分布特性

利用蒙特卡罗方法,采用计算机模拟研究粒径呈连续分布的一维颗粒气体在均匀加热机制下的速度分布特性。研究表明颗粒气体的速度分布不再遵从高斯分布。系统的颗粒速度分布偏离高斯分布的程度及各个组分之间颗粒速度分布的差异程度受到颗粒的非弹性恢复系数及粒子粒径分布宽度的影响。     

探讨一类圆形磁场问题

在半径为R的圆形磁场中,带电粒子沿平行于直径的方向射入磁场区域,圆心与速度方向的距离为d．粒子在该磁场中的轨道半径为r,粒子在磁场中的速度偏转角为α． 设带电粒子远离圆心偏转,运动轨迹如图1所示．在Rt△AOB中,     

论集体意向性的个体化——批判性考察塞尔的集体意向性理论

在塞尔的哲学体系中,一个核心概念和一个关键问题始终贯穿于其中,核心概念是意向性概念,关键问题是世界的各个不同部分是如何相互关联的,塞尔通过"个体化"集体意向性来解释社会现象在由力场中的物理粒子所组成的世界之中是如何可能的。然而,这一研究进路是失败的,个体的认知态度不足以解释意向性的共享,极端的内在主义理论无法说明社会实在中的规范性关系。     

放“慢镜头” 看懂碰撞瞬间

动量守恒定律的应用是高考的重点和热点,在处理动量守恒中碰撞的问题时,建立动量守恒关系往往不是难点。学生感觉比较困难的是讨论碰撞过程中能量转化和在碰撞过程中的速度关系,例如质量为m1的粒子1以速度v0正碰静止的质量为m2的粒子2,试讨论碰后粒子2的速度v2的可能取值范围。对这一问题,有的学生甚至已经套关系式解得结果,但仍存有疑惑,关键是不清楚作用过程。本文就上述问题建立一个模型,帮助学生理解和分析这类问题。     

关于浮力与阿基米德原理的讨论

文中动场中气体,粒子分布遵从玻耳兹曼分布的特例,证明了浸在气体中的物体,阿基米德原理严格成立。由于阿基米德原理是对物体浸在液体中的大量实验总结出来的,所以可以一般证明,如果静止流体粒子遵从玻耳兹曼分布,浸在流体中的物体,阿基米德原理都是严格成立的。     

带电粒子运动的拼接问题

带电粒子在匀强电场中的常见运动有：（1）加速运动,粒子加速一次,增加的动能为：△Ek=qU。（2）往复运动：带电粒子沿电场线方向进入电场,先作减速运动,后作反方向的加速运动,粒子进入电场和飞出电场的速度大小相同、方向相反。（3）粒子在匀强电场中的偏转运动：粒子以一定的初速垂直进入电场,     

基于蚁群优化的边缘化粒子滤波器跟踪算法

针对边缘化粒子滤波器(MPF)中的Kalman滤波通常无法从量测方程中获得线性状态估计,以及标准粒子滤波器估计非线性状态计算量大和粒子退化的问题,提出了一种改进的MPF粒子滤波目标跟踪算法。该方法采用状态的预测值作为Kalman粒子滤波的量测更新,用Kalman滤波估计目标的速度和加速度,并通过蚁群优化算法改进标准粒子滤波器,并用以估计目标的位置信息。仿真结果表明:该方法在提高目标状态估计精度的同时,降低了粒子滤波的计算复杂度,克服了粒子滤波退化现象。     

带电粒子在磁场中的运动专题——动态圆之转圆的理解和应用

<正>带电粒子在磁场中的运动是电磁学中最重要的内容,也是高考命题高频内容之一。而带电粒子在磁场中的运动有一类难点就是动态圆中转圆的理解和应用,由于这类问题涉及数学中圆的特点的运用,要求空间想象力很强,所以一直都是学生难以理解和掌握的内容。一、转圆的特点1.条件:相同的粒子,以相同的速度大小、不同的速度方向从同一点垂直进入磁场。2.特点:(1)所有粒子的轨迹都经过同一     

粒子加速器中带电粒子最终速度的计算方法比较

带电粒子在示波器（低速）中和在粒子加速器（高速）中的最终速度的计算方法是不一样的。利用相对论的相关知识推导出粒子加速器中带电粒子最终速度的计算公式,并与在示波器中利用牛顿力学计算的结果进行比较,说明利用牛顿力学的计算式是有局限性的,不适用于高能物理中的相关计算,不能随便假设能量数据进行计算,最后得出设置能量数据时要考虑能量与粒子静止能量的比值W/m0c^2的结论。     

关于 力与阿基米德原理的讨论

文中运动中气体，粒子分布遵从玻耳兹曼分布的特例，证明了浸在气体中的物体，阿基米德原理严格成立。由于阿基米德原理是对物体浸在液体中的大量实验总结出来的，所以可以一般证明，如果静止流体粒子遵从玻耳兹曼分布，浸在流体中的物体，阿基米德原理都是严成立的。