进入用阿秒的时间量级来测量物理现象
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实验方法主要包括以下几个步骤:
激光系统选择:选择能够产生阿秒量级光脉冲的激光器,常见的有飞秒激光器(femtosecond laser)和飞秒光纤激光器(fiber femtosecond laser)等。
光脉冲压缩:通过使用光学非线性效应将光脉冲进行压缩,以获得更短的脉冲宽度。
常用的压缩方法包括福克-哥里亚转换(FROG)和自相关(autocorrelation)等。
光脉冲测量:通过使用阿秒级离散自相关(ASD,asymmetric spectral dispersion)技术或阿秒级频率梳(AFS,asymmetric frequency comb)技术,对光脉冲的波形和频谱进行测量和分析。
光脉冲调控:根据实验需求,使用光学元件(如光栅、衍射片、非线性晶体等)对光脉冲进行调控,以实现所需的光参数和光学效果。
光脉冲应用:根据实际需求,将阿秒光脉冲应用于不同的实验领域,如超快光谱学、材料科学、量子光学、生物医学研究等。
需要注意的是,阿秒量级光脉冲的实验方法包含复杂的光学设备和技术,需要专业知识和丰富的经验来进行操作和分析。
2023-2024学年广东省江门市创新班九年级(上)联考物理试卷(10月份)一、单选题:本大题共10小题,共30分。
1.如图所示是摄影爱好者捕捉到的“乌鸦骑乘老鹰”的精彩画面,下列能描述图中两者相对静止的成语是()A.分道扬镳B.背道而驰C.并驾齐驱D.各奔东西2.英国科学家切断番茄植株的茎,用人耳倾听没有引起任何听觉.但在靠近茎的切口处放置录音机录音,然后用超大音量、超低速度播放,居然能清晰地听到“尖叫”声。
这说明,番茄植株遭受伤害后,会发出()A.响度很大的次声B.响度很大的超声C.响度很小的次声D.响度很小的超声3.在一个密闭的屋子里,有人建议用正在工作的电冰箱降低室内平均温度,正确的做法是()A.打开电冰箱的门B.降低制冷温度后,再打开电冰箱的门C.升高制冷温度后,再打开电冰箱的门D.拔掉电源,打开电冰箱的门4.如图所示,取两个相同的验电器A和B,使A带负电,B不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来。
下列说法正确的是()A.金属棒中瞬间电流的方向从A流向B,B金属箔的张角增大B.B中负电荷通过金属棒流向A,B金属箔的张角减小C.A中正电荷通过金属棒流向B,同时B中负电荷通过金属棒流向AD.A中负电荷通过金属棒流向B,A金属箔的张角减小5.一艘科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。
具体方法是:在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时,向海底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为、、、、。
根据时间,求出海底与海平面的距离,就可以绘出海底的大致形状,则该海域海底的大致形状如图中的()A. B. C. D.6.根据表格中的数据,下列说法中正确的是()物质铝铁铜水煤油密度比热容A.将质量和温度都相等的铜块和铝块放在同一冰面上,铜块熔化的冰会更多一些B.用同样的酒精灯给质量相等、初温相同的水和煤油加热相同的时间后,发现水中的温度计示数较高C.初温、质量相同的铁和铜,吸收相同的热量后互相接触,内能从铜转移到铁D.加热质量相同的铜和铝,其吸收热量与升高温度的关系图像如图所示,其中图线a表示的是铜7.如图,体积相同的两个物体A、B用不可伸长细线系住,放入水中后,A刚好完全浸没入水中,细线被拉直。
高中物理力学实验知识点总结力学是物理学的一个重要分支,主要研究物体的运动规律和相互作用。
在高中物理课程中,力学实验是非常重要的一部分,通过实验可以帮助学生更好地理解物理学原理,掌握实验方法和技巧。
下面对高中物理力学实验的知识点进行总结。
一、测量长度的实验1. 使用游标卡尺测量物体长度:在实验中,要正确使用游标卡尺,保持测量精确度。
先将游标卡尺的两个测头对准要测量的物体两端,然后读出游标尺上的刻度值,注意估读。
2. 使用光栅测量物体的长度:利用光栅可以更加精确地测量物体的长度,实验中要注意调整好放置光栅和光源的位置,确保测量准确。
二、测量时间的实验1. 使用秒表测量时间:秒表是测量时间的常用工具,实验中要注意操作规范,按下开始按钮和停止按钮时要准确及时。
2. 利用摆钟测量时间:通过摆钟实验可以研究物体摆动的规律,要注意测量摆动周期和频率,以及摆长和振幅的影响。
三、小球自由落体实验1. 自由落体实验的原理:自由落体是一种重力作用下物体的运动方式,实验中要注意测量下落物体的时间和高度,根据实验数据计算出加速度等物理量。
2. 利用计时器测量自由落体时间:在实验中可以利用计时器准确测量自由落体的时间,通过多次实验取平均值得出准确结果。
四、力的平衡实验1. 力的合成实验:力的平衡实验可以通过力的合成和分解来研究物体在受力作用下的平衡情况,实验中要注意施加力的方向和大小,观察物体是否平衡。
2. 利用弹簧测力计测量力的大小:在力的平衡实验中,可以使用弹簧测力计来准确测量力的大小,通过拉伸弹簧的长度来得出力的大小。
五、牛顿运动定律实验1. 牛顿第一定律实验:通过实验验证牛顿第一定律,即物体静止或匀速直线运动时,受力平衡的原理。
实验中可以利用滑动和静止摩擦力的对比来说明该定律。
2. 牛顿第二定律实验:通过实验验证牛顿第二定律,即物体受力时产生加速度和力的大小和加速度成正比的原理。
实验中要测量物体受力后的加速度并得出结论。
2024届浙江省金华十校高三上学期11月模拟考试物理核心考点试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题下面四幅图涉及不同的物理知识,其中说法不正确的是( )A.甲图中,挡板上缝宽代表粒子位置的不确定范围,屏幕上中央亮条的宽度代表粒子动量的不确定范围B.乙图是汤姆生用于研究阴极射线本质的气体放电管,通过该装置可以获得阴极射线是带电微粒而非电磁辐射C.丙图中,奥斯特提出著名的分子电流假说,他认为分子电流的取向是否有规律,决定了物体对外是否显磁性D.丁图是卢瑟福研究α粒子散射的实验装置图,分析此实验结果,他提出了原子的核式结构模型第(2)题放射性元素A经过m次衰变和n次衰变后生成一新元素B,已知,则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置()A.向前移动了位B.向后移动了位C.向前移动了位D.向后移动了位第(3)题如图所示,半径为R的圆盘边缘有一钉子B,在水平光线下,圆盘的转轴A和钉子B在右侧墙壁上形成影子O和P,以O为原点在竖直方向上建立x坐标系。
时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘,角速度为,则P做简谐运动的表达式为( )A.B.C.D.第(4)题如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上,副线圈接有的负载电阻,原、副线圈匝数之比为,交流电流表、电压表均为理想电表。
下列说法正确的是()A.电流表的读数为B.电压表的读数约为C.原线圈的输入功率为D.副线圈输出交流电的周期为第(5)题如图所示,利用电磁铁产生磁场,电流表检测输入霍尔元件的电流,电压表检测霍尔元件输出的霍尔电压。
已知图中的1、2、3、4是霍尔元件(载流子为电子)上的四个接线端,开关、闭合后,电流表A和电表甲、乙都有明显示数,下列说法正确的是( )A.通过霍尔元件的磁场方向竖直向上B.电表甲为电压表,电表乙为电流表C.接线端2的电势低于接线端4的电势D.若减小的电阻、增大的电阻,则电表乙的示数一定增大第(6)题北京时间2023年10月3日17时45分许,诺贝尔物理学奖揭晓,皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶因在阿秒光脉冲方面所做出的贡献获奖。
第49卷第12期Vol.49N o.12红外与激光工程Infrared a n d Laser Engineering2020年12月Dec.2020 L D泵浦的高重复频率全固态飞秒激光器(特邀)郑立s汪会波u,田文龙\张大成\韩海年2,朱江峰、魏志义2(1.西安电子科技大学物理与光电工程学院,陕西西安710071;2.中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京100190)摘要:G H z飞秒激光器相比于传统的百M H z飞秒激光器,其频域中相邻纵模的间隔更大、可分辨 率更高,相同光谱范围内纵模密度更小,每个纵模分得的平均功率相对更高,在梳齿可分辨光谱学、直 接频率梳光谱学、光学任意波形产生以及天文摄谱仪校准等诸多领域有着更重要的应用价值。
文中从G H z飞秒脉冲的产生方案出发,着重对激光二极管泵浦的G H z重复频率全固态飞秒激光的产生方 案以及相应的技术挑战进行了详细介绍,然后重点综述了国际上基于S E S A M被动锁模以及克尔透镜 锁模全固态G H z飞秒激光器的研究进展,并结合笔者所在课题组取得的初步研究结果对全固态G H z重复频率飞秒激光器的应用价值以及笔者所在课题组的研究目标进行了展望。
关键词:G H z重复频率;全固态飞秒激光器;克尔透镜锁模;被动锁模中图分类号:T N242 文献标志码:A D O I:10.3788/I R L A20201069LD-pumped high-repetition-rate all-solid-statefemtosecond lasers {Invited)Zheng Li1,W a n g Hu i b o1'2,Tian W e n l o n g1,Zh a n g D a c h e n g1,H a n Hainian2,Z h u Jiangfeng1,W e i Zhiyi2(1. School of Physics and Optoelectronic Engineering, Xidian University, Xi'an 710071, China;2. Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy o f Sciences, Beijing 100190, China)Abstract:C o m p a r e d with traditional 〜100 M H z femtosecond lasers,the m o d e spacing i s larger of G H z femtosecond lasers so that each c o m b can simply be resolved.Furthermore,the less dense of longitudinal m o d e s results in higher average p o w e r.Therefore,i t has more important application value in m a n y research fields,such as comb-resolvabled spectroscopy,direct optical frequency c o m b spectroscopy,optical arbitrary waveform generation and astronomical spectrograph calibration.In this review,the generation schemes of G H z femtosecond pulses and the corresponding technical challenges of G H z-repetition-rate all-solid-state femtosecond lasersp u m p e d by laser diode were introduced in detail firsly.Secondly,the international research progresses of all-solid-state G H z femtosecond lasers based on S E S A M passively mode-locking and Kerr-lens mode-locking were summarized.Finally,the application value and research object of our group in all-solid-state G H z-repetition-rate femtosecond lasers were forcasted based on our preliminary research results.K e y w o r d s:G H z repetition rate;all-solid-state femtosecond lasers;Kerr-lens m o d e locking;passively m o d e locking收稿日期:2020-09-12;修订日期:2020-10-14基金项目:国家自然科学基金(11774277, 60808007);中央高校基本科研业务费(JB190501,Z D2006);陕西省自然科学基础研究计划(2019JCW-03)作者简介:郑立(1995-),男,博士生,主要从事全固态激光技术方面的研究。
2023年诺贝尔物理学奖成果介绍一、概述2023年诺贝尔物理学奖颁发给了皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶三位科学家,以表彰他们为研究物质中的电子动力学以及产生阿秒光脉冲的实验方法所做出的卓越贡献。
这一奖项的颁发再次证明了物理学领域在揭示宇宙奥秘、推动人类文明发展方面的重要作用。
二、关于阿秒阿秒是物理学中用于描述时间间隔的单位,它是10的负18次方秒,也就是十亿分之一秒的十亿分之一。
这一极短的时间间隔内,物质状态的变化以及相互作用过程可以被精确地捕捉和观测。
在本次获奖的研究中,阿秒级的光脉冲被成功产生和应用,为人类对物质内部电子动态过程的研究提供了前所未有的手段。
三、光的波长和频率光的波长和频率是描述光的两个重要物理量。
光的波长指的是光在空间中振动的长度,而频率则是指光在单位时间内振动的次数。
光的波长和频率成反比,即频率越高的光波长越短。
在本次研究中,科学家们通过将不同波长的激光脉冲进行组合,成功地产生了阿秒级的超短光脉冲,这一成果对于深入探讨物质内部的电子动态过程具有重要意义。
四、如何让光脉冲达到阿秒级要使光脉冲达到阿秒级,科学家们采取了一种被称为“啁啾”的技术。
这种技术的基本原理是通过将多个不同波长的激光脉冲组合在一起,形成一个具有特定形状的光脉冲。
通过精确控制各波长激光脉冲的相位和振幅,科学家们成功地产生了阿秒级的超短光脉冲。
这一成果的实现对于深入探讨物质内部的电子动态过程以及研究量子力学中的微观现象具有重要价值。
五、光的能量与波长光的能量与波长有关,越短波长的光能量越强。
激光作为一种具有高度单一波长和高度相干性的光源,其在穿过气体时可以产生强烈的谐波。
这些谐波的能量相当于紫外线,其波长比可见光短得多。
利用激光产生的谐波,科学家们可以对物质表面进行纳米级别的加工和改造,从而实现微纳制造和精密加工等应用。
此外,利用激光产生的谐波还可以用于探测物质内部的电子动态过程以及研究量子力学中的微观现象。
2005年诺贝尔物理学奖2005年物理学奖,由三位物理学家获得,他们是美国的罗伊·格劳伯(Roy J.Glauber)(获得奖金的一半)、约翰·霍尔(ohn L.Hall)和德国的特奥多尔·汉施(Theodor W.Haensch)(分享另一半奖金)。
格劳伯对光学相干的量子理论做出了贡献。
霍尔和汉施对基于激光的精密光谱学发展作出了贡献。
罗伊·杰伊·格劳伯(Roy Jay Glauber,1925—2018),出生于美国纽约市。
12岁时制作了和房间差不多高的望远镜。
14岁时“发明”了“分光镜”。
16岁进入哈佛大学学习。
当时,由于二战影响,大量教授需要参与和战争相关的秘密项目,迫使他在进校之初就修完了所有著名教授讲授的物理学课程。
在大学二年级时他被招募到洛斯阿拉莫斯实验室参与曼哈顿计划,年仅18岁,是当时参与的科学家中最年轻的一位。
战后返回大学,开始了自己真正的纯粹的学术研究道路。
1946年和1949年获得哈佛大学的硕士和博士学位。
约翰·刘易斯·霍尔(Jhon Lewis Hall,1934—),从卡内基技术大学共获得三个学位,分别是理学学士(1956年)、理学硕士(1956年)和哲学博士(1961年)。
他在国家标准与技术局完成了博士后研究,1962年—1971年,霍尔一直在此工作。
自1967年起霍尔开始在科罗拉多大学任教,是JILA中第三个获得诺贝尔物理学奖的科学家。
特奥多尔·汉施(Theodor W.Haensch,1941—),出生于德国海德堡。
在海德堡的卢佩莱希特卡尔大学攻读光学专业。
1从1970年起,他一直在美国斯坦福大学从事研究与学习。
1986年,他返回德国伽钦,被任命为马普量子光学研究所所长。
从20世纪60年代开始,激光技术取得了长足的发展,但是在对光本身特性的描述上则遇到了一些困难。
格劳伯认为量子化的电磁场并不能代表光的一切性质,大量光子的集体行为于普通光子有很大的区别,应该更好地发展量子理论来探索光的本质,从而开创了建立量子光学的里程碑式的研究工作。
诺贝尔物理学阿秒光脉冲阿秒光脉冲是指一种时间极短、能量极高的光脉冲,其脉冲宽度在阿秒量级(1阿秒=10^-18秒)左右。
诺贝尔物理学奖于2018年授予了高谷树一郎和道原秀之,以表彰他们在阿秒光脉冲的研究和应用方面所取得的突破性成果。
阿秒光脉冲的研究不仅对物理学领域具有重要意义,也在生物医学、化学和材料科学等领域展现出巨大的潜力。
阿秒光脉冲具有极高的光强和极短的脉冲宽度,这使得它在研究微观世界和快速动态过程中具有独特的优势。
阿秒光脉冲的产生离不开激光技术的发展。
激光是一种高度聚焦的光束,具有单一波长和相干性。
通过将激光束经过特殊的增益介质放大,可以产生阿秒光脉冲。
而阿秒光脉冲的产生,又为研究物质的基本性质和微观过程提供了一种全新的手段。
阿秒光脉冲在物理学领域的研究中有着广泛的应用。
首先,阿秒光脉冲可以用于研究原子和分子的动力学过程。
由于阿秒光脉冲的时间尺度极短,可以实时观察原子和分子的电子结构和化学反应过程。
这对于理解化学反应机理和开发新的材料具有重要意义。
其次,阿秒光脉冲还可以用于研究凝聚态物质的电子和晶格动力学。
通过观察材料中电子和晶格的运动,可以揭示材料的电子结构和相变机制。
此外,阿秒光脉冲还可以用于研究超快光学现象,如光子晶体、光学波导和光学器件等。
除了物理学领域,阿秒光脉冲在生物医学和化学领域的应用也日益受到关注。
在生物医学领域,阿秒光脉冲可以用于显微成像和分子探测。
通过使用阿秒光脉冲进行显微成像,可以实时观察生物分子和细胞的活动过程,为生物学研究提供了一种全新的手段。
在化学领域,阿秒光脉冲可以用于研究化学反应的速率和机理。
通过观察化学反应的过程和产物,可以揭示化学反应的动力学和热力学规律,为化学合成和催化反应的设计提供理论依据。
阿秒光脉冲的研究和应用正日益深入,但仍面临一些挑战。
首先,阿秒光脉冲的产生和探测技术仍需要进一步改进。
目前,阿秒光脉冲的产生和探测技术仍受到实验条件和设备限制,需要更加稳定和高效的技术手段。
物理实验技术中的时间测量方法与技巧时间测量在物理实验中占据着重要的地位。
准确的时间测量可以保证实验的可靠性和精度,同时也为我们提供了有效的数据分析工具。
本文将介绍一些物理实验中常用的时间测量方法与技巧,以帮助读者更好地理解时间测量的原理和应用。
首先,我们来讨论最基础的时间测量方法——秒表。
秒表是一种机械式的计时器,通过按下按钮开始计时,并再次按下按钮来停止计时。
秒表通常可以测量到百分之一秒的精度,但是在实验中更为常见的是能够测量到毫秒甚至微秒级别精度的电子秒表。
电子秒表有两种常见的工作方式——边沿计数和连续计数。
边沿计数是通过检测某个外部事件(如光电传感器的触发)的上升沿或下降沿来开始或停止计时。
而连续计数则是在实验开始时开始计时,实验结束时结束计时,通过记录计数器的数值来测量时间。
边沿计数适用于精确测量瞬时事件的时间,而连续计数适用于测量从开始到结束的时间间隔。
其次,我们来讨论延迟时间测量方法。
在物理实验中,我们常常需要测量两个事件之间的时间延迟,比如测量声音传播的速度或者测量电路中不同部分的响应时间。
一种常用的延迟时间测量方法是利用超声波传感器。
超声波传感器通过发射超声波脉冲并检测其回波时间来测量被测物体与传感器之间的距离。
通过对同一物体进行多次测量,我们可以计算出物体相对于传感器的移动速度,并从而确定事件之间的时间延迟。
另一种常用的延迟时间测量方法是利用高速摄像技术。
在高速摄像中,相机可以以比标准拍摄速度更快的速度进行连续拍摄,通过观察不同事件在视频中的出现时间来测量时间延迟。
最后,让我们来探讨一些提高时间测量精度的技巧。
首先,保持实验环境的恒温稳定是非常重要的。
温度的变化会导致实验器材的膨胀和收缩,进而影响测量结果。
因此,在进行高精度时间测量时,我们应该尽量控制实验环境的温度,并在实验前使用温度补偿技术来校正实际测量值。
其次,频率校准也是提高时间测量精度的重要一环。
频率校准是通过与一个精确的时间基准进行对比,来校准时间测量设备的频率。
2024届福建省厦门市高三下学期第二次质量检测全真演练物理试卷一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分,在每小题给出的答案中,只有一个符合题目要求。
(共8题)第(1)题气压式电脑桌的简易结构如图所示。
导热性能良好的汽缸与活塞之间封闭一定质量的理想气体,活塞可在汽缸内无摩擦运动。
设气体的初始状态为A,将电脑放在桌面上,桌面下降一段距离后达到稳定状态B。
打开空调一段时间后,桌面回到初始高度,此时气体状态为C。
下列说法正确的是( )A.从A到B的过程中,内能减小B.从A到B的过程中,气体会从外界吸热C.从B到C的过程中,气体分子平均动能增大D.从B到C的过程中,气体分子在单位时间内对单位面积的碰撞次数变多第(2)题伽利略在研究自由落体运动时,做了如下实验:他让一个铜球从阻力很小(可忽略不计)的斜面上由静止开始滚下,以冲淡重力。
如图所示,设与斜面底端的距离分别为,小球从处由静止开始运动到斜面底端的时间分别为,到斜面底端时的速度分别为,则伽利略当时用来证明小球沿斜面向下的运动是匀变速直线运动的关系式是( )A.B.C.D.第(3)题核的衰变方程为,下列说法正确的是( )A.X是中子B.X是电子C.X是核的核外电子D.升高温度可以加快的衰变第(4)题在物理学发展的历程中,许多科学家的科学研究为物理学的建立做出了巨大贡献。
下列叙述中正确的是( )A.松香在熔化过程中温度保持不变,松香分子的平均动能会变大B.2023年的诺贝尔物理学奖授予“采用实验方法产生阿秒脉冲光的技术”,阿秒脉冲光是一种非常短的光脉冲,其持续时间在阿秒的量级,即,阿秒对应的物理量不是国际单位制的基本量C.法拉第提出了电场的观点,其实电场以及磁场是一种客观存在,变化的电磁场和分子、原子组成的实物一样具有能量和动量D.德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律,提出了能量子的假说,他同时最早发现了光电效应,爱因斯坦由于发现了光电效应的规律而获得诺贝尔物理学奖第(5)题水上滑梯项目在夏日给人们带来了清凉。
2023年诺贝尔物理学奖:阿秒光脉冲技术的发展与应用1. 引言2023年诺贝尔物理学奖的颁发再次将人们的目光聚焦在了科学界,而今年的得主更是让众人瞩目。
本文将就2023年诺贝尔物理学奖的得主作出全面分析,并探讨阿秒光脉冲技术的发展与应用。
2. 阿秒光脉冲技术的基本原理阿秒光脉冲技术是一种基于超快激光脉冲的测量和控制技术,其基本原理是利用超快激光脉冲与物质相互作用的特性,实现对物质结构和动态过程的高时间分辨率观测。
这项技术的名字来源于其时间分辨率达到了阿秒(10^-18 秒)量级,因而被称为"阿秒光脉冲技术"。
3. 阿秒光脉冲技术的发展历程阿秒光脉冲技术自20世纪90年代问世以来,经历了数十年的发展。
从最初的激光技术到复杂的光学调制和数据处理技术的综合应用,阿秒光脉冲技术在过去几十年里不断得到改进和完善。
其发展历程可谓是一部现代光学技术的发展史,见证了人类对自然界的探索和认识。
4. 阿秒光脉冲技术在物理学领域的应用阿秒光脉冲技术在物理学领域的应用是多方面的。
它被广泛应用于纳米材料和超快动力学等领域的研究,为科学家们提供了观测物质微纳结构和原子运动的有力工具。
另阿秒光脉冲技术在量子力学、相对论等基础物理领域也有着重要的应用,为科学家们揭示了宇宙中一些最微观、最奇异的物理现象。
5. 阿秒光脉冲技术在工业和医学领域的应用除了物理学领域,阿秒光脉冲技术在工业和医学领域也有着广泛的应用前景。
在工业领域,它可以用于纳米加工、激光成像等领域,为材料加工和制造业带来了全新的可能性。
在医学领域,阿秒光脉冲技术可以用于超快成像、光学诊断等应用,为医学影像学和临床诊断提供了更高分辨率和更准确的方法。
6. 总结与展望阿秒光脉冲技术的发展与应用,不仅在物理学领域有着重要的意义,也为工业和医学带来了新的发展机遇。
未来,随着科学技术的不断进步和阿秒光脉冲技术的不断完善,相信它将在更多领域展现出其巨大的潜力和价值。
浙江省2024年高考物理模拟试卷及答案13小题,每小题3分,共39分。
每小题给出的四)1.2023年的诺贝尔物理学奖授予“采用实验方法产生阿秒脉冲光的技术”,阿秒脉冲光是一种非常短的光脉冲,其持续时间在阿秒的量级,即10−18s,则()A.阿秒是导出单位B.阿秒是国际单位制的基本单位C.阿秒对应的物理量是国际单位制的基本量D.阿秒对应的物理量是矢量2.杭州亚运会10m跳台的跳水决赛中,中国运动员全红婵完美一跳后裁判全给10分并获得冠军。
从全红婵离开跳板开始计时,跳水过程中重心的v−t图像如图所示。
则全红婵的重心()A.在0∼t1过程中作自由落体运动B.在t2∼t3过程中速度方向发生改变C.在t3∼t4过程中加速度逐渐减小D.在t4时刻上浮至水面3.如何堆放重物件常是建筑工人需要考虑的问题。
如图所示,重杆AO可绕O轴在竖直平面内自由转动,使杆压在置于水平地面的光滑圆柱体上,又使圆柱体紧靠在竖直档板上而保持平衡。
已知杆与水平地面的倾角为θ,杆的质量为m,圆柱体的质量为M,杆与圆柱体在接触点P处的作用力为F,则档板对圆柱体的作用力为()A.FsinθB.mgcosθC.mgcosθ+Mg D.Fsinθ+mgcosθ4.一静止的钠核发生衰变,衰变方程为1124Na→12A Mg+B0Y,假设衰变释放的核能全部转化为Mg和Y的动能,下列说法正确的是()A.12A Mg与1124Na的中子数相同B.Na核的比结合能大于Mg核的比结合能C.Mg核的动量大于Y的动量D.该衰变与弱相互作用力有关5.如图所示用无人机拍摄一个盆景的特效,无人机在盆景正上方沿竖直方向先减速下降再加速上升。
若拍摄全程无人机升力相等,所受空气阻力也相等,则无人机()A.下降过程失重B.上升过程失重C.下降过程动能增加D.上升和下降过程的加速度不相等6.太阳系内很多小天体和八大行星一样围绕太阳运行。
之前,能进入金星轨道内侧的小天体仅发现21个,但它们一部分轨道在金星轨道外侧。
【人教2024版八上物理精彩课堂(教案+素材)】1.1长度和时间的测量第一章机械运动章首语《机械运动》是初中物理的起始章节,主要讲述的是测量和运动的初步知识,包括长度和时间的基本测量、机械运动、参照物、速度和平均速度等。
物理是一门以实验为基础的自然学科,而测量是各种实验的基础,了解测量的初步知识,掌握测量的基本技能,是学生学习物理的必要准备。
机械运动是自然界最普遍的运动,也是学生最熟悉的运动,还是物理学科后续学习的重要基础,因此放在了本套教材的第一章。
第1节内容是所有测量的基础,介绍了测量的基础知识,通过实验“用刻度尺测量长度”让学生了解如何规范、科学地进行测量。
后面3节内容围绕“速度”展开,首先简单介绍了什么是“机械运动”,在第1节“长度和时间的测量”的基础上,渗透空间和时间的概念,进而说明研究运动还需要引入“参照物”。
通过学生讨论,建立“速度”概念,同时介绍了“匀速直线运动”和“平均速度”。
最后通过实验“测量小车运动的速度”,了解测量速度的基本方法。
学情分析对于刚开始系统学习物理知识的初中生,由于缺乏定量研究自然现象的经验,他们对测量的重要性认识不足。
因此,让学生了解测量的重要性是学习这部分内容首先要解决的问题。
教师应灵活使用教材,使学生认识到人的感觉并不总是可靠的,从而引出使用测量工具或仪器进行测量的必要性。
长度和时间的测量是后续其他物理量测量的基础,学会正确使用刻度尺对以后学习正确使用温度计、弹簧测力计、电流表等仪器会有很大的帮助。
在小学数学课中,学生已经学习过计算速度和路程的问题,对这些知识并不陌生。
但缺乏物理学科思维的推导和实验操作,且生活中的测量常常比较粗略,不够规范。
因此,在学习本章知识时,应从训练学生规范地进行实验操作开始,培养学生严谨的科学态度,并尽量从学生已有的基础出发,让他们学习有关测量长度和时间的知识,做到能够规范地使用测量工具进行正确的测量。
2.1.1知道机械运动,举例说明机械运动的相对性。
用阿秒光脉冲探索微观世界作者:杨先碧来源:《大自然探索》2024年第05期阿秒光脉冲技术是一种引人注目的新技术,它以其独特的方式改变了我们对量子世界的理解。
它不仅带来了全新的研究视角,更在无数次实验中揭示了量子世界的奇妙特性。
在这段科研征程中,主角是瑞典物理学家安妮·吕利耶、法国物理学家皮埃尔·阿戈斯蒂尼和奥地利物理学家费伦茨·克劳斯,他们凭借着在阿秒光脉冲技术发展中的卓越贡献,荣获了2023 年的诺贝尔物理学奖。
要探究阿秒光脉冲的奥秘,我们首先要清楚什么是阿秒。
阿秒是一个时间单位,其值为一百亿亿分之一秒。
这个时间如此短暂,以至于光在1 阿秒内仅能前进0.3 纳米。
这种难以想象的短暂瞬间,似乎已经超越了我们的探测极限。
光脉冲是光源按着一定时间间隔时断时续的发光,而阿秒光脉冲是由超级短暂的闪光所构成。
它是科学家手中的利器,用以探索那些瞬息万变的微观世界。
阿秒光脉冲具有极致的速度和短暂,却足以照亮微观世界的隐秘空间。
光是电场与磁场振动而形成的电磁波,它的振动频率受到物理极限的约束。
正是这种自然规律的限制,光脉冲的最短持续时间无法低于1飞秒,这是20世纪80年代时科学界的共识。
飞秒与阿秒,虽一字之差,却有千倍的时差。
若要跨越这道时间之篱,阿秒光脉冲的研究人员明白,仅靠改良现有科技是远远不够的,更需要开拓全新的技术领域。
光脉冲是激光光源在一个个间隔的小时间段内发射出来的,其峰值功率很高。
随着激光技术的不断发展,光脉冲宽度也在不断缩小,也就是脉冲的时间间隔不断变小。
如何将光脉冲压缩到阿秒量级?高次谐波可以充当动力来源。
对混合的多频光进行分解时,其中最低频率为基频2 倍以上的那些波就是高次谐波。
吕利耶是早期通过实验来产生高次谐波的科学家之一。
早在1987 年,吕利耶将红外激光射入惰性气体,观察到了高次谐波的产生。
与以前实验中使用的波长较短的激光相比,红外激光产生更多、更强的高次谐波。
阿秒光脉冲简介阿秒光脉冲是一种超短脉冲光,其时间尺度为阿秒(atto-second)级别,即每个脉冲的时间仅为10^-18秒。
这种极短的光脉冲具有多种引人注目的特性,对于研究和理解原子和分子的电子运动以及材料的电子动力学行为非常有用。
以下是一些阿秒光脉冲的主要特点和应用:1.极短时间分辨率:阿秒光脉冲的时间分辨率非常高,能够捕捉原子和分子中电子的极短时间行为。
这使其成为研究电子在化学反应中的角色以及分子中电子云的动态行为的理想工具。
2.光谱学研究:阿秒光脉冲可以用于研究原子和分子的电子激发和离子化过程,通过测量阿秒时间尺度下的光谱信息,可以获得关于能级结构和电子态的详细信息。
3.材料表征:阿秒光脉冲可用于研究凝聚态材料中电子和电子激发态的动力学行为。
这对于理解材料的光电性质、载流子传输以及光诱导相变等方面非常重要。
4.光电子发射:阿秒光脉冲通常用于激发材料中的电子,从而产生光电子发射,这对于研究材料的电子结构和电子云的动态行为具有重要意义。
5.生物物理学研究:阿秒光脉冲还被用于生物物理学研究,以探索生物分子中的电子运动和光激发过程,对于理解生物分子的功能和结构非常有帮助。
发展历史1993年,诺贝尔物理学奖获得者亨施提出对高次谐波采用傅里叶合成的方法产生阿秒光脉冲。
1994年,莱文斯坦小组提出了基于量子理论的高次谐波产生的强场近似模型(SFA)。
在这个理论中,他们假设(i)不考虑激发态的贡献;(ii)忽略基态的衰减;(iii)连续态电子不受原子核的库仑作用。
1996年,莱文斯坦小组从理论上证明了单原子模型的计算可以产生阿秒光脉冲。
在同一年,赫里斯托夫等人采用单原子三维模型计算利用小于10fs的激光脉冲产生宽带高效谐波,再通过滤波可以产生100as左右的X射线阿秒光脉冲。
2001年,奥地利维也纳技术大学的克劳茨研究组在实验上成功地利用气体高次谐波产生了脉宽为650 as的单个光脉冲,使光脉冲宽度达到阿秒量级。
物理实验技术中的时间测量与分析方法时间,作为一个基本的物理量,对于物理实验的测量与分析具有至关重要的作用。
准确、精确地测量和分析时间对于科学研究的进展和实验结果的解释至关重要。
本文将从物理实验技术的角度,探讨时间测量与分析方法的相关知识。
一、时间的基本概念与单位时间是指事物发展、变化所经历的数量。
在物理实验中,时间通常以秒(s)为单位进行测量。
然而,在某些特殊的实验条件下,要求测量更精确的时间,常常需要使用纳秒(ns)、皮秒(ps)甚至更小的单位。
这时,就需要借助一些高精度的仪器和技术来实现。
二、原子钟与时间的高精确度测量原子钟是一种利用原子物理过程进行计时的高精确度设备。
原子钟的工作原理是通过测量原子共振频率来确定时间。
在现代科学研究中,原子钟是最为精确的时间测量设备之一。
原子钟的工作原理是基于原子在不同能级之间的跃迁所引起的电磁波的频率。
当原子吸收或发射特定频率的电磁波时,会发生共振现象。
利用这个原理,可以通过测量原子的共振频率来确定时间。
原子钟广泛应用于航天、导航和通信等领域。
利用原子钟的高精确度时间测量,可以提供更准确的导航信息,确保卫星导航系统的正常运行,同时也对地理测量和地球物理实验提供了强大的支持。
三、时间分辨率与实验数据的高精确度分析在物理实验中,时间分辨率是指实验设备或仪器所能测量的最小时间间隔。
时间分辨率的高低对于实验结果的精确性和准确性有着决定性的影响。
对于需要进行快速过程观测的实验,高时间分辨率的要求显得尤为重要。
例如,在激光技术中,为了观测光的快速变化过程,需要使用皮秒级的时间分辨率。
时间分辨率的提高需要借助于高频率、高速度的信号采集和处理技术。
例如,高速示波器、频率计等设备可以实现对高频率信号的准确采集和分析。
实验数据的高精确度分析需要借助于相关的数学模型和数据处理技术。
例如,离散傅里叶变换可以将实验数据从时域转换到频域,并提供频谱分析,从而对实验数据进行更全面、准确的分析。
一、单选题1. 一列简谐横波在t =0时刻的波形图如图中实线所示,从此刻起,经0.2s 波形图如图中虚线所示,波传播的速度为5m/s ,下列说法正确的是( )A .这列波沿x 轴正方向传播B .t =0时刻质点a 沿y 轴正方向运动C .若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象,则该波所遇到的简谐横波频率为1.25HzD .x =2m 处的质点的位移表达式为y =0.4 sin (2.5πt )m2. 下列图像中,表示物体做匀减速直线运动的图像是( )A.B.C.D.3. 在物理学发展的历程中,许多科学家的科学研究为物理学的建立做出了巨大贡献。
下列叙述中正确的是( )A .松香在熔化过程中温度保持不变,松香分子的平均动能会变大B .2023年的诺贝尔物理学奖授予“采用实验方法产生阿秒脉冲光的技术”,阿秒脉冲光是一种非常短的光脉冲,其持续时间在阿秒的量级,即,阿秒对应的物理量不是国际单位制的基本量C .法拉第提出了电场的观点,其实电场以及磁场是一种客观存在,变化的电磁场和分子、原子组成的实物一样具有能量和动量D .德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律,提出了能量子的假说,他同时最早发现了光电效应,爱因斯坦由于发现了光电效应的规律而获得诺贝尔物理学奖4. 如图甲所示,x 轴的正方向竖直向下,其原点为O ,一个钢球从x 轴上的P 点沿竖直方向抛出,之后钢球落入粘性液体中,粘性液体底部坐标为;钢球在运动过程中机械能E 随位置坐标x的变化规律如乙图所示,图中为直线,为曲线.不计空气阻力,则下列判断正确的是()A .钢球从P 点抛出时速度竖直向下B .钢球进入液体后先加速后匀速运动C .钢球在液体中下落时动能越来越小D .钢球在液体中下落时所受阻力越来越大5. 一同学研究某款保温壶(如图)的保温性能,将保温壶装半壶水后盖上盖,壶内水面上方就封闭一部分空气,开始时水的温度为97℃,封闭空气的压强为p 1,过一天后,水的温度变为57℃,此时封闭空气的压强为p 2,封闭空气的温度与壶内水的温度相同,封闭空气可视为一定质量的理想气体,不考虑水的蒸发对封闭空气体积和压强的影响,下列说法正确的是( )2024届云南省曲靖市高三上学期第一次复习检测理综试卷名校模拟版二、多选题三、实验题A .此过程中气体的内能增大B .此过程中每个气体分子的动能均减小C .此过程中气体向外界放出热量D.前后两次气体压强之比6. A 、B 两个物体从同一地点同时出发,沿同一方向做匀变速直线运动,若初速度不同,加速度相同,则在运动过程中A .A 、B 的速度之差保持不变B .A 、B 的速度之差与时间成正比C .A 、B 的位移之差与时间成正比D .A 、B 的位移之差与时间的平方成正比7. 电源、开关S 、定值电阻R 1、R 2、光敏电阻R 3和电容器连接成如图所示电路,电容器的两平行板水平放置.当开关S 闭合,并且无光照射光敏电阻R 3时,一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M 点,当用强光照射光敏电阻R 3时,光敏电阻的阻值变小,则( )A .液滴向下运动B .液滴向上运动C .电容器所带电荷量减少D .电容器两极板间电压变大8. 关于热现象和热学规律,下列说法中正确的是( )A .非晶体和晶体的物理性质都是各向同性B .自然界中一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性C .布朗运动是由悬浮在液体中的小颗粒之间的相互碰撞引起的D .水的饱和汽压与水面的大气压强无关,只与水的温度有关E .慢慢向小酒杯中注水,即使水面稍高出杯口,水仍不会流下来,是因为液体表面存在张力9. 某同学用如图甲所示的装置来测定滑块与导轨间的动摩擦因数.在气垫导轨上安装了一个光电门,滑块上固定一遮光条,让气垫导轨倾斜一定的角度,重力加速度g 取10m /s 2.(1)用游标卡尺测遮光条的宽度d ,图乙中游标卡尺的读数为________cm .(2)接通气源,释放滑块,滑块在轨道上由静止开始做匀加速运动,初始时,遮光条距离光电门的距离为L (L 远大于d ),通过光电门所用的时间为t ,用d 、t 、L 表示滑块运动的加速度a=_______、滑块初始位置到光电门这段位移的中点的速度大小为v=________.(3)保持气垫导轨的倾角不变,断开气源时,仍将滑块在轨道上由静止释放,滑块仍做匀加速运动,初始时,遮光条距离光电门的距离也为L (L 远大于d ),一测得通过光电门所用的时间为,分析实验数据发现,,则滑块与导轨间的动摩擦因数μ=__________.10. 某实验小组为研究保温式自动电饭锅中用于监测温度的热敏电阻的特性,设计了以下实验:四、解答题(1)首先利用多用电表粗略测量与电饭锅中型号相同的热敏电阻常温状态下的阻值,多用电表的旋钮置于“”的挡位时示数如图甲所示,则该热敏电阻的阻值为______;(2)该实验小组为了进一步探究热敏电阻的特性,设计了图乙所示的电路,电路中的电表均为理想电表,定值电阻;①开关闭合前,滑动变阻器的滑动触头应置于最______(选填“左”或“右”)端;②某次实验,电压表、的示数分别为3.0V 、4.5V ,则热敏电阻的阻值为______;(3)通过多次实验,作出热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图丙所示,当时,热敏电阻所处环境的温度约为______℃;(4)该自动电饭锅采用感温磁控元件(图中虚线框内)控制加热电路通或断,当磁控元件输入端a 、b 间的电压大于某一值时开关S 闭合,加热电路接通。
新疆巴音郭楞蒙古自治州2024高三冲刺(高考物理)人教版模拟(押题卷)完整试卷一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题“神舟十五号”返回舱返回地面过程中,在距地面约10公里的地方打开降落伞,引导伞、减速伞和主伞相继打开,返回舱速度从200m/s降低到7m/s,在距离地面1m处,返回舱上4台反冲发动机同时点火提供恒力,使返回舱到达地面时速度减为1m/s,从而保障航天员安全。
设返回舱的质量为,取,忽略反冲发动机点火后主降落伞对返回舱的作用和空气对返回舱的作用。
下列说法正确的是( )A.发动机点火后,返回舱的动量变化率越来越小B.反冲发动机点火至落地,舱内航天员的平均加速度大小约为2.4gC.每台反冲发动机的推力约为D.反冲发动机对返回舱的冲量大小为第(2)题产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖,阿秒(as)是时间单位,1as = 1 × 10−18s,阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光,提供了阿秒量级的超快“光快门”,使探测原子内电子的动态过程成为可能。
设有一个持续时间为100as的阿秒光脉冲,持续时间内至少包含一个完整的光波周期。
取真空中光速c= 3.0 × 108m/s,普朗克常量h= 6.6 ×10−34J⋅s,下列说法正确的是()A.对于0.1mm宽的单缝,此阿秒光脉冲比波长为550nm的可见光的衍射现象更明显B.此阿秒光脉冲和波长为550nm的可见光束总能量相等时,阿秒光脉冲的光子数更多C.此阿秒光脉冲可以使能量为−13.6eV(−2.2 × 10−18J)的基态氢原子电离D.为了探测原子内电子的动态过程,阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期第(3)题在冰上接力比赛时,甲推乙的作用力是,乙对甲的作用力是,则这两个力( )A.大小相等,方向相反B.大小相等,方向相同C.的冲量大于的冲量D.的冲量小于的冲量第(4)题真空中有一正三角形ABC,如图所示,M、N分别为AB、AC的中点,在B、C两点分别固定等量异种点电荷,其中B点固定正电荷,C点固定负电荷。
微量重元素的相同厚度的轻元素标样,测重元素的强度和元素含量之间的工作曲线,以进行定量分析.但这种方法需要制备多种标样.目前商用无标样定量分析软件还不能应用于生物样品的分析,因此需要发展新的分析软件进行无标样定量分析.
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物理新闻
进入用阿秒的时间量级来测量物理现象
(Attosecond Physics Has Arrived)
最近在奥地利-加拿大-德国联合研究室以F.Krausz教授为首的研究小组第一次探测和测量到一个孤立的阿秒(10-18s)量级的脉冲.他们产生的这个脉冲的持续时间是650阿秒,其频率处于电磁波谱的软X射线范围.利用它能测量单个电子从原子内剥离的图像,这是一个阿秒量级的物理现象.
他们的物理实验以及其他许多研究组的工作(如:Bartels et a l.,Nature13July2000;Christov et a l.,Phys.Rev.Lett.11June 2001;Paul et al.,Science1July2001)表明,阿秒物理学已成为物理学中短时间尺度的前沿,在这一方面,它将代替飞秒(10-15s)的时间尺度.科学研究表明,不同的时间尺度可以研究不同的物理现象,正如当年的频闪光灯可以拍摄水滴在落下时的瞬间相片,飞秒级脉冲可以捕捉到在多原子或分子间进行快速化学反应过程的各种图像,而现在的阿秒级脉冲是拍摄和记录在原子内电子快速活动的各种图像的强有力工具.
(云中客摘自维也纳科技研究所内部报告:011-43-1-58801-38711,29Nov.2001)
信息服务
微波材料及其应用2002国际会议预告
微波材料及其应用2002国际会议(Microwave Materials and Their Applications2002) 将于2002年9月1 3日在英国历史名城约克举行.该会议的目的是希望与会者能在微波材料的
研究、开发与应用等领域交流最新的进展.会议内容包括:(1)微波材料:制备、表征、新材料;
(2)介电性质的模拟计算;(3)测量技术;(4)电磁场模型;(5)微波材料在通信、成像、生物领
域中的应用;(6)集成系统.
欢迎国内有关领域的同行参加.论文摘要截止时间为2002年4月10日.有关消息请查看http: MMA2002 ,或同大会主席R.Freer教授(E-mail:robert.freer@
)和N.Alford教授(E-mail:alfordn@)联系.
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物理。