Skip to content

Recent Articles

19
Apr

一个很难看出破绽的永动机设计

作者: physixfan

在《费恩曼物理学讲义 第一卷》第46章中有一个尝试违反热力学第二定律的永动机设计,乍一看貌似还真能实现,我当年就怎么也看不出来这个装置哪里出了问题,最近终于是明白一些了,就写在这里给大家看看吧。

该装置的模样如右图所示,主要用的是棘轮和掣爪。假设有一箱处在一定温度的气体,其中有一根带叶片的转轴。由于气体分子不停的撞击叶片,而且这种撞击总是有微小的涨落,因此叶片会振动、跳动、转动,当然这些运动都是短暂的、无规则的。我们要做的事是在轴的另一端套上一个转轮,使他只能沿着一个方向转动,这就是棘轮和掣爪。于是,当轴试图逆时针(从右往左看)跳动时,他不能转动,而往相反方向跳动时,他能转动。于是,总体来看,轮子将缓慢的转动,或许我们还能将一个绑在绳子上的臭虫给提溜起来!这样我们就制成了永动机,他靠气体运动的微小涨落而把气体的内能转化成机械能。

直接用热力学第二定律就可以否定这个装置成功的可能性,但是如果不从力学以及热力学的其他基本定律对该装置予以反驳的话,我始终觉得难以令人信服。那么,到底这套装置哪里出了问题呢?为什么这样的装置不能达到他永动机的目的?

在看我的分析之前,你最好自己仔细思考思考。…

12
Apr

这次运动会太涨士气了!

作者: physixfan

我们班居然拿到了总分前6的好成绩,真是不可思议!真是太涨士气了!而我在运动会上的表现也远远超过自己的预期,算是为班张脸了吧!

这个星期一体检的时候,我被自己的一些数据给惊了,肺活量狂降,血压狂降。血压居然低到了90/60这么低,班里估计没有比我低的了。我当时感慨万千,觉得自己的身体素质已经没救了,光学习去了,身体已经一团糟了。

遥想当年,当我还在贵州路小学的时候,我还是个运动健将,学校指着我在青岛市拿成绩呢。我在那个时候练了练跳高,主要是学习背跃式,这也正是这次运动会我跳高能拿到名次的主要原因。当年我跑一百米还很快呢,记得当年的市南区运动会上我跳高和三项全能(100米、跳高、铅球)都进前8了。后来转到大学路小学,老师还是选中我进锻炼队,主要是我和我们学校当时跑得最快的速度差不多。当年的我大概还算个体育生吧!

自从上了初中,情况就变了。学习要紧,我再也不怎么锻炼了。所以就拿跳高成绩来说吧,小学六年级我能跳过1.40米,初一运动会我才跳过1.30米,到了初二居然连1.30米都跳不过去了…虽然在学校还能挂个名,可是我自己已经明显感觉到体质下滑了。

目前为止高中一共有4次运动会,我就参加了两次,另两次因为信息学竞赛的原因实在没法参加。结果我高一下学期那次运动会还一个名次也没拿着,把我的自信完全打击没了。

但是这次运动会真是太涨士气了!…

4
Apr

中国与诺贝尔奖

作者: physixfan

 前一阵子我和同学讨论过中国到底有没有人得过诺贝尔奖,争论不休,最近我在网上查了一些人的资料,写在这里大家一起来看看这个问题吧。

从诺贝尔奖1901年开始颁发以来,共有6名和中国有关系的科学家获得过诺贝尔奖,下面是一些比较详细的资料。

1. 杨振宁。1957年与李政道一起因发现宇称不守恒而获得诺贝尔物理学奖。他生于安徽省合肥市,在西南联大读的大学,1945年考取公费留学赴美,就读于芝加哥大学,取得博士学位。1964年加入美国国籍,时间是在获得诺贝尔奖之后。

2. 李政道。1957年与杨振宁一起因发现宇称不守恒而获得诺贝尔物理学奖。他出生于中国上海,考入浙江大学物理系,后转学至西南联大。1946年受吴大猷推荐赴美留学(芝加哥大学物理系)。1962年加入美国国籍,也是在获得诺贝尔奖之后。…

4
Apr

blog大搬家

作者: physixfan

最近和dd_engi大牛、Matrix67大牛等人合租了美国的服务器,十分感谢dd大牛为我们付出的辛勤劳动!由于我对域名解析的无知,使大家在近一个多星期的时间内无法访问本站,我感到十分抱歉。为了适应国外主机,我不得不把blog程序从PJBlog换成了WordPress,尽管已开始我很不情愿,不过现在已经觉得WordPress要更强。目前的blog有以前的所有文章和评论,但是留言没有了,tags也没有了,以前pjblog的一些好的插件现在也没有了。等我有空的时候我会安装一些WordPress插件使现在的blog尽量实现以前的功能。对于订阅rss的朋友们,需要麻烦你们换一下订阅的地址http://www.eaglefantasy.com/feed,如果这个地址不好用尝试一下这个http://feed.feedsky.com/eaglefantasy 。…

22
Mar

最小作用量原理与物理之美5——对称守恒与作用量

作者: physixfan

作用量的形式变幻多端,有人曾问过我我们是怎么知道作用量的表达式的。我想说的是,人类还没有一套完整的直接写出不同领域的作用量的方法,但是利用物理定律的对称性人们可以更容易得找到正确的作用量。物理定律的对称性和平常所说的几何对称还稍有不同,我来简单介绍一下吧。

对称的定义要点是这样的:如果有一样东西,我们可以对它做某种事情,在做完之后,这个东西看起来依旧和先前一样,那它就是对称的(见《费恩曼物理学讲义 第一卷》第52章)。比如我们熟悉的轴对称图形,我们把它经过镜面反射,它看起来和原来一样,因此它就是对称的。

作用量的对称性就是物理定律的对称性。对于物理定律来说,他们应该满足一些对称性。例如,F=ma这样的定律,我们在实验室做实验、在海底做实验、在外太空作实验都可以得到,不会在哪里发现F=2ma或者F=m^2*a。我们称这些物理定律满足空间平移对称。物理定律还满足时间平移对称,我们一百年以前做的实验发现的定律,现在再做还会发现同样的定律,一百年以后依然如此,物理定律的形式不随时间的流逝而改变,就称这些定律满足时间平移对称。还有一个比较普遍的对称称为空间旋转对称,即我们无论脸朝着哪个方向看到的物理定律都应该都是相同的。以上三个对称性,是适用于所有物理定律的,至今没有发现任何物理定律例外。…

16
Mar

最小作用量原理与物理之美4——构建整个世界

作者: physixfan

有人曾经问过我有没有一个公式可以描述整个世界,我的回答就是,可能会有,这个定律很可能就是最小作用量原理。《可怕的对称》生动地说道:整个宇宙的终极设计可以写到一张餐巾纸上,那一行紧凑的公式可以推导出所有物理定律。而那张餐巾纸上写的,其实就是作用量S的表达式。我们前面看到了S在几何光学中的特例,也看到了他在经典力学中的特例。终极设计的S中一些量为常数,就可以退化成各种各样的特例。在电磁学、热学、相对论、量子力学中,S也有各自的退化形式。而一旦终极设计的S中的所有项我们都弄清楚了,我们也就可以自豪地宣称我们理解宇宙了。可惜我们离这个梦想还差得很多。

当年20世纪初的时候,物理学大厦貌似被全部推翻了,似乎一切旧的理论都被新的理论所取代了。但是,“在如此多的废墟中间,还有什么东西屹立长存呢?最小作用量原理迄今未经触动,人们似乎相信他会比其他原理更久长。事实上,它是更加模糊,更加抽象。”庞加莱(Poincaré)(又被翻译成彭加勒)如是说。他还说道:“作为普遍的原理,最小作用量原理和守恒原理具有极高的价值,他们是在许多物理定律的陈述中寻求共同点时得到的,因此,他们仿佛代表着无数观察的精髓。”确实,很难想象最小作用量原理会被推翻,因为在最小作用量原理之外我们想不到还有什么更普遍而真实的原理了。现代物理已经全部构建在最小作用量原理之上,如果发现最小作用量原理不成立了,那可以说整个物理就没有什么对的东西了。…