“三生万物”规律生——趣谈“三”妙之处

本文通过列举语言、数学、物理中与数字“三”有关的特殊性,推理出三变量关系是很多公式和模型的基础,是我们认识世界和理解世界规律的起点.在思维能力训练和复杂问题的生成与人类认知规律方面三变量关系有着神奇的作用.

高能重离子碰撞中心快度区鉴别粒子的平均横动量

末态粒子的平均横动量T>是高能重离子碰撞实验中的一个重要观测量.它反映了软质强子的特性和热核物质的性质,对其研究有助于获取碰撞系统的演化信息与规律.基于相对论重离子对撞机(RHIC)上的STAR、PHENIX实验组和大型强子对撞机(LHC)的ALICE实验组提供的金核-金核(Au+Au)和铅核-铅核(Pb+Pb)碰撞中心快度区实验数据,唯象公式能很好地描述不同碰撞能量下,鉴别粒子平均横动量T>随碰撞中心度、每核子对的平均碰撞次数、每核子对平均产生的带电粒子多重数赝快度密度及每次碰撞平均产生的带电粒子多重数赝快度密度的依赖关系.结果表明,鉴别粒子平均横动量T>与碰撞中心度呈线性关系,而与每核子对的平均碰撞次数2N_(coll)/N_(part)、每核子对平均产生的带电粒子多重数赝快度密度2/N_(part)dN_(ch)/dη及每次碰撞平均产生的带电粒子多重数赝快度密度1/N_(coll)dN_(ch)/dη呈幂律关系.同时,发现鉴别粒子平均横动量T>与碰撞中心度以及每核子对的平均碰撞次数唯象公式中的拟合参数与碰撞能量呈现非常好的幂律函数关系.因此,碰撞中心度及每核子对的平均碰撞次数是研究鉴别粒子平均横动量的优选物理量.本文结果可用于对实验上在其他碰撞能量下鉴别粒子平均横动量的预测.

计算机模拟辅助教学在分析力学中的应用

计算机模拟辅助教学能有效弥补传统教学的不足,二者的有机结合能提高学生对有些难懂知识点的理解,从而提高学生的学习兴趣与课堂的效能.本文以分析力学中的卢瑟福散射、二体碰撞两个典型问题介绍笔者在应用计算机模拟辅助分析力学教学中的一些尝试.

创新视域下《热力学与统计物理》课程教材比较研究

为更好地培养学生的思维能力和创新意识,在教育部高等学校物理学类专业教学指导委员会立项资助和四川大学新世纪教改项目资助下,四川大学和华中师范大学联合对国内外具有代表性的《热力学统计物理》教材进行了比较研究。两校通过选取不同体系、不同风格的中英文教材作为授课教材和辅修教材,采用经常性定期交流和问卷调查等方式,对国内外经典教材进行系统研究,发现国内外教材各有特色,可互为补充。在此基础上,借鉴国外英文教材生动、形象、实用的特点,在授课内容中融入生活实例和科学前沿知识,提高了课程吸引力和课堂教学效果。

基于Geant4的射线探测仿真并行化研究

Geant4是一个用于粒子物理的大型蒙特卡罗仿真计算机模拟工具包。Geant4的并行化对于提高仿真效率具有重要意义。采用ParGeant4在Event层次上实现了射线探测器的并行化仿真,在多核处理器单机和PC集群上考察了并行化对计算效率的影响,并记录其运行时间与对应的串行算法仿真进行了比较。结果表明,采用ParGeant4并行化后的程序较串行程序效率明显提高,提高效率依赖于样本数量;而采用PC集群的并行化程序效率提高更加显著。

物理学中的“降维打击”

维度是物理学习和研究中的一个重要概念。在处理复杂物理问题时,通常采用降维的方法对问题进行简化,进而在低维空间中对简化后的问题进行分析和求解。然而在面对具体物理问题时,有时候增加系统的维度反而会使问题的分析变得更加直观和简单。本文以几个具体的物理问题为例,展示如何通过提升系统的维度来有效解决低维中遇到的一些困难。本文旨在强调“降维打击”思想在物理教学中的意义,目的在于培养学生的发散思维能力。

分析力学中有心力场天体运动

对称性与守恒律是理论物理中被重点讨论的对象。有心力场问题是理论物理中的典型问题。本文从理论物理的角度,在极坐标系下对有心力场下质点的一般运动进行讨论,之后具体讨论了在有心力场中天体运动情况。