用牛顿力学基本原理分析海洋的潮汐现象

本文利用牛顿力学基本原理定性和定量地初步分析了海洋的潮汐现象.海洋的潮汐现象基本来自月球的引力作用,在较小程度上也来自太阳的引力作用.潮汐产生力决定于引力的梯度,据此给出了潮汐产生力的全貌,估算了在开阔海面处潮的平均高度,讨论了太阳引力的影响及大潮小潮等问题.     

对经典力学的反思：几个不同的基本假设

对经典力学的几个基本假设进行了较为详细的讨论,并提出了相应的不同假设.这几个假设是:认为匀速直线运动不存在,质点绕质心轴的匀速圆周运动是质点的惯性运动,建立在质心轴上的、描述这种匀速圆周运动的坐标系为该质点的惯性参考系,且惯性系是唯一的;牛顿第二定律与力的定义存在逻辑冲突,它反映的仅是两个质量悬殊的物体之间的作用力,故需要修正;惯性力是作用力,应当满足牛顿第三定律;质量的定义应回归为"物质的含有量",且质量具有相对性;万有引力定律也需要修正,所谓的引力常量G不是普适的常量,任一两体引力系统的引力系数应在1与2之间;质点的非惯性运动是其惯性运动以及所属质点系的惯性运动的叠加.     

物理学的简约美

当我们在网上输入"谁是世界上最伟大的科学家"时,牛顿、爱因斯坦的名字赫然在列,而在谈到当今最伟大的科学家时,霍金也似乎是当仁不让。看来,谈到"科学"两字时,大家对物理学和物理学家是情有独钟。物理,这门古老而神秘的学科,到底靠着什么吸引着大家呢?本文以牛顿发现万有引力定律和牛顿运动三定律的故事为主线,从物理学的一个美学特性--简约美来阐述物理学之美,同时在文中感受物理学家的伟大人格。     

用穆斯堡尔效应检验非牛顿引力的可能性

一般认为如存在“第五种力”或非牛顿引力分量,则它必耦合于重子数和轻子数的某种线性组合,而不应耦合于光子。现代穆斯堡尔谱法还不适于研究这个问题。但可以预见,此技术的进一步发展当能提供在10到1000m范围内对“第五种力”的检验,并发现对光子的等效原理的否定。     

诱生引力量子宇宙模型

本文得到了WK_B近似下的诱生引力宇宙波函数,当诱生引力耦合常数取牛顿引力常数时,等效标度因子α的数量级为普朗克长度。在U(α、x)<0的Lorentz区,宇宙演化为De sitter宇宙。     

万有引力形成机制与暗物质谬误研究

借助狭义相对论原理,将物质的固有能量推广为物质与空间交换的能量,可以实现从理论上直接推导出牛顿万有引力平方反比公式。再借助广义相对论原理,可以获得万有引力常数的物理学表达式。研究结果表明,牛顿万有引力常数与引力源之间具有函数关系。牛顿所假设的万有引力常数并不是常数,而是同引力源的质量开方成正比。     

Runge—Lenz矢量与水星近日点进动

本文采用Runge-Lenz矢量R讨论了牛顿引力理论下的开普勒问题,特别是将R用于考虑到广义相对论效应的开普勒问题时,本文给出一个简捷地得出水星近日点进动的方法。     

度规场论及其现代应用

自Einstein将重力场几何化为时空度规场后,人们多偏向于在实际应用中探求近似解。本文在介绍度规场的后牛顿参量近似后,归纳它在若干重要领域应用所取得的进展。并将已获得公认的解做进一步讨论发现,在度规重力场内,除牛顿引力势外,还自然地包含有排斥势和另一种新的引力势。为解释地质上发现的重力异常现象提供可能依据。本文还进一步展望度规场理论可能在微重力科学和强引力天体领域得到应用。这将预示有可能对开展空间材料科学和超高密度天体探索提供理论方法。     

引力势、物质运动与时空结构 强相互作用力、弱相互作用力和引力

根据物质运动、引力势与时空结构之间的关系,推导了由各个层次微观粒子的运动所产生的引力势,澄清了强相互作用力、弱相互作用力和引力之间的基本关系..     

安培定律与毕奥-萨伐-洛仑兹定律的补充

用毕奥-萨伐定律的磁感应强度B所表达的洛仑兹力的磁分量形式,人们称为毕奥-萨伐-洛仑兹定律(Biot-Savart-LorentzLaw)。自19世纪以来,人们对安培定律和毕奥-萨伐-洛仑兹定律的等效性进行了讨论。尽管目前尚存在不同的观点,但该两定律用于计算两个闭合电路间的相互作用力时,均可得到F_1=-F_2的结论。不过,此式仅表明两回路间的作用力大小相等,方向相反,也即满足弱牛顿第三定律,并不表明F_1与     

浮法玻璃锡槽内速度场的研究

玻璃液在锡槽内的流动速度受玻璃液粘滞力、拉边机作用及其它力的影响,清楚了解玻璃液与它们之间的关系,有利于调控玻璃质量及品种.利用牛顿粘性定律等基本理论,对影响玻璃液流动速度的因素进行了分析比较.结果表明,拉边机的影响最大,粘滞力次之,其它力的影响较小.     

ISO(3,1|N)与OS_P(N|4)超引力理论

本文应用超空间的规范超群的规范作用机制和将所论的超引力的引力部分看做引力规范理论,提出一种ISO(3,1|N)Poincare扩展超引力和一种OS_p(N|4)deSitte~r扩展超引力,给出了ISO(3,1|N)生成元和OS_p(N|4)生成元的一种新表示,得到了iso(3,1|N)和osp(N|4)超代数的交换和反交换关系,构造了这两种超引力的作用量,同时讨论了一些其它问题。文中,用于这两种超引力中的基于超对称变换的粒子多重态方法被给出,同时也给出了这两种超引力中不同旋性的可能粒子的数目。如果我们选取一个适当的表示,我们将得到H_1~i,H_3~i是升高旋性1/2和H_2~i,H_4~i是下降旋性1/2的算符的结论,并且对于算符O_α~i也得到类似的结果。本文构造了一系列具有不同旋性的多重态,同时也得到了旋性为J_(max)-t/2的粒子态将按内对称规范群的反对称t秩张量表示变换的结果。对于OS_p(N|4)超引力,如果我们对一个粒于态连续施行两次超对称变换,得到的各粒子态将与原始态间还将差有转动。     

不同高度范围月球卫星轨道受摄分析

目前月球探测任务具有多样性,需要采用不同高度的月球卫星轨道,因此研究摄动力对不同高度月球卫星轨道的影响具有重要意义.文章首先分析了月球非球形摄动、地球引力摄动和太阳引力摄动三种摄动力大小随高度的变化规律.在此基础上,仿真计算了这三种摄动对不同高度月球卫星轨道的影响,得到了轨道要素和近月点高度在不同轨道高度范围内随这三种摄动力的变化规律.最后在近月点高度为百米级精度的条件下,给出了不同高度范围需要考虑的摄动力,为新型月球任务轨道设计和轨道控制提供参考.     

摩擦力的微观机理

本文从分子之间的相互作用的角度讨论了滑动摩擦力的微观机理.两个物体相对滑动时,在接触面上的分子之间主要存在两种作用:分子之间的吸引力和分子相互碰撞时的冲力.这两种力的宏观效果就是滑动摩擦力. 作者推导出这两种作用的理论公式,并计算了几种金属材料的滑动摩擦系数,与实验得到的数据比较接近.     

物质运动、引力势和时空结构的相对性——惯性力、“暗物质”,“暗能量”等的本质(英文)

基于当场测定的光速不变以及引力不是超距作用,引出两个原理:①极限相对固有速度取决于相对局域宇宙引力势;②物质运动会伴生引力势.结合能量守恒,澄清了能量在不同时空结构之间的变换关系,进一步验证了这两个原理,并由此澄清了惯性力的本质;通过分析由天体和星际物质整体运动引起的附加局域宇宙引力势,推导出"暗物质"和"暗能量"与时空结构之间的关系并解释其本质;在不同时空结构之间建立了更严格的时间间隔以及空间间隔变换关系,且澄清了其物理意义,并推导出了精确的相对固有速度的合成关系;由原子核中各个层次粒子的运动与局域宇宙引力势之间的相互作用解释了强相互作用、弱相互作用以及引力之间的基本关系;针对静态球对称引力场推导出爱因斯坦场方程的精确外部解,结果否定了宇宙中存在黑洞的可能性;从函数关系及物理意义上确定了弱场近似的假设条件在Schwarzschild度规中所引入的误差,该误差随着引力场强增大而增大,在极端的高场强情况下误差太大导致Schwarzschild度规失效.     

基于脉冲机动的引力辅助深空探测轨道设计

以借助金星引力的火星探测器轨道设计为背景,针对借力前后可能存在的速度不匹配问题,提出了一种施加脉冲机动的解决方式。首先以借力飞行的基本理论为基础,推导了施加脉冲的实现过程。其次,探讨了基于等高线图的引力辅助轨道设计方法,当速度不匹配时,不存在无动力的借力飞行,针对可能发生的速度不匹配的情况,文章采用在引力辅助过程完成之后,施加脉冲,提高探测器的速度,实现了速度不匹配的借力飞行情况。最后研究了遗传算法在引力辅助轨道设计中的应用,以金星借力的火星探测轨道为例,同样在无动力的引力辅助不满足要求的情况下,研究了基于遗传算法的引力辅助轨道优化设计流程,得出与等高线图法基本一致的结果。对两种方法的结果进行比较分析,验证了施加脉冲机动的方法在引力辅助轨道设计中的适用性。     

物理量与其增量相联系的量

本文首先从描述运动的基本量速度出发,引出与速度增量相联系的物理量加速度,并且从它们各自的相对性、瞬时性以及矢量性说明二者的区别与联系。其次通过力的持续作用,即在时间和空间的积累效应中分别引出动量原理与功能原理,从而明确动量与其增量相联系的冲量,能量与其增量相联系的功之间的内在联系。 本文除论述力学中的机械能守恒外,并涉及了自然界的普遍规体之一的“能量守恒转换定律,在各种运动形式中所反映的具体规律。并以牛顿力学的局限性而告结束。 人们在学习物理的过程中,往往由于对一些物理量及其增量相联系量之间,在概念上含糊不清,就在理解一些物理现象和解决物理实际问题时,遇到了一定的困难,甚至错误。本文仅就牛顿质点力学中几个主要基本量所联系的量,初步说明如下:     

牛顿积分与黎曼积分之异同

牛顿所积分的函数都是连续的,可分为牛顿不定积分和牛顿定积分,而黎曼所积分的函数又是有界的。因此,并不是每一个牛顿不定积分都可进行黎曼积分,并不是每个黎曼积分都存在牛顿不定积分,黎曼积分也并不能对每一个有界函数求定积分。只有连续函数在闭区间上的黎曼和牛顿不定积分与定积分都存在时方可积分。     

复模糊微分方程的初始值问题

复模糊微分方程的初始值问题是近年来研究的热点问题。首先证明了复模糊域上的牛顿-莱布尼茨公式,并建立了微分和积分之间的关系,然后定义了复模糊微分方程的初始值问题,最后给出了基于经典的不动点定理和基于Zadeh在复数域上的扩展原理两种初始值问题存在的结论。然后在此基础上对初始值进行求解。     

一种基于单纯形法的改进中心引力优化算法

针对中心引力算法无法在演化速度和求解质量之间做到有效均衡,提出一种基于单纯形法的改进中心引力算法.该算法通过周期性地把单纯形算子得到的最优个体迁移到中心引力算法的探测器种群中,达到中心引力算法和单纯形法(SM)的协同搜索：单纯形法借助中心引力算法跳出局部最优点,中心引力算法依靠单纯形法提高局部搜索能力.为了强化两种算法的作用,将改进的单纯形法应用到算法设计中,对算法的参数进行灵敏度分析,为中心引力算法的参数设置提供建议.通过６个典型的2～40维测试函数对算法进行测试,数值试验结果表明:新算法有效地克服了停滞现象,增强了全局搜索能力,与对比算法相比性能更佳.