物理力学讲义

《物理力学讲义(新世纪版)》第1章绪论阐明了物力学的内容、观点和方法，第2、第3、第4章是基础原理，第5章到第9章分别处理气体、固体的液体的热力学性质，说明了从分子结构计算宏观性质的方法，第10章到第13章处理各种输运过程，像热传导、粘滞性、扩散、中子慢化及热辐射等。
《物理力学讲义(新世纪版)》的特点是给出了明确具体而切实可行的计算方法，使得工程介质和材料的热力学性质可以不完全依靠实验就能确定。
物理力学是一门新兴的学科，它从物质的微观结构出发。提供计算机工程技术和所用介质和材料的热力学性质的方法。

目录
第1章　绪论
1.1　什么是物理力学?
1.2　物质的结构
1.3　原子半径与分子结构
1.4　物质结构概念的应用
第2章　量子力学
2.1　薛定谔波动方程
2.2　振幅方程
2.3　波函数的物理意义
2.4　谐振子
2.5　点粒子的体系
2.6　氢原子
2.7 自由粒子
2.8　氢原子的内部动力学
2.9　类氢原子的能级
2.10　电子自旋
2.11　分子能级的分类
2.12　分子的波动方程
2.13　双原子分子
2.14　U(r)的性质
2.15　刚性线转子的简单势
2.16　莫尔斯势
2.17　多原子分子
第3章　统计力学基础
　3.1　体系的系集
　3.2　关于微观性质的准备知识
　3.3　一个系集状态的一般性质
　3.4　关于平均的规则
　3.5　一个经典系集的描写
　3.6　可及性(主要是经典部分)
　3.7　关于相似体系的系集的可及态对称群和反对称群
　3.8　关于真实系集本征函数的对称类型
　3.9　计算普通系集可及态的捷径
　3.10　关于定域系配容的计算
第4章　恒定体系系集的一般原理
　4.1　权重
　4.2　几个简单体系的状态的权重
　4.3　可及态(配容)的计算
　4.4　两组定域线性振子的系集
　4.5　最陡下降法的简单描述
　4.6　平均值和统计温标
　4.7　多自由度体系及退化体系
　4.8　线性谐振子
　4.9　二维及三维谐振子
　4.10　没有轴自旋的刚性转子
　4.11　有绕轴自旋的刚性转子(对称陀螺)
　4.12　两组非定域系组成的系集
　4.13　数学推导
　4.14　结果之摘要
　4.15　退化体系
　4.16　经典统计力学
　4.17　无结构质点在盒子中的运动
　4.18　系集的外作用力
　4.19　统计力学与热力学之间的关系
……
第5章　理想气体
第6章　固体的热学性质
第7章　固体的物态方程
第8章　非理想气体
第9章　液体和稠密气体
第10章　输运过程的一般理论
第11章　粘滞性，扩散和热传导
第12章　中子的扩散和减速
第13章　热辐射
附录　物理常数表
编后记

铁基激光熔覆合金设计及微观组织与性能研究

本文设计并制备了具有优良的强韧性能和高温性能的激光熔覆涂层。利用 SEM、TEMEY X－射线衍射仪等研究了涂层的化学成分、宏微观结构及其转变机制，同时研究了涂层强韧性及耐高温磨损性能及其影响机制。对激光溶覆涂层进行了合金化、微观组织、强韧化机制、加工工艺性能设计。合金系为 Fe-Cr-C-W-Ni，成分配比（质量分数），Fe:52-60%, Cr:24-30%, C:5-6%, W:4.5-7.5%, Ni:5-6%。强化机制为两相强化、亚结构强化及固溶强化，其中强化相为合金碳化物，基体相为合金元素过饱和度极高的韧性奥氏体。亚共晶及过共晶组织的领先凝固相分别为奥氏体及 M_7C_3 合金碳化物，两相共晶组织均为韧性相奥氏体和强化相 M_7C_3 合金碳化物。加工工艺控制领先凝固相的结构、组织演化及力学性能。熔覆组织在高温时效过程中形成大量新的碳化物。在过饱和奥氏体内部，可弥散析出细小的 Mc、M_2C 及 M_(23)C_6碳化物；在奥氏体与 M_7C_3 相界面，亚稳相M_7C_3发生原位转变，形成 M_(23)C_6 及 M_6C碳化物。激光熔覆合金具有较高的综合力学性能，熔覆涂层有高的显微硬度、优良的抗回火稳定性、显著的二次硬化特征、优异的抗磨粒磨损和冲击磨损性能。Fe-Cr-C-W-Ni 激光熔覆合金具有较低的裂纹形成倾向和良好的表面成形性能，这与奥氏体较高的高温韧塑性及合金的低熔点共晶特征密切相关；实验及理论分析表明，通过调整合金成分、激光工艺参数和后续热处理工艺，可获得具有不同强韧性能的熔覆涂层。

高功率激光系统中B积分的研究

通过对非线性薛定谔方程的求解,数值模拟了高功率激光系统中钕玻璃的B积分传输规律,并理论分析了B积分对光脉冲的波形和频谱的影响,详细介绍了几种消除B积分影响的方法。这对高功率激光系统中光放大有一定指导意义。

Upconversion properties of Er3+, Yb3+ and Tm3+ codoped fluorophosphate glasses

Er3+, Yb3+ and Tm3+ codoped fluorophosphate glasses emitting blue, green and red upconversion luminescence at 970 nm laser diode excitation were studied. It was shown that Tm3+ behaves as the sensitizer to Er3+ for the green upconversion luminescence through the energy transfer process: Tm 3+:H-3(4) + Er3+:I-4(15/2) -> Er3+:I-4(9/2) + Tm3+:H-3(6), and for the red upconversion luminescence through the energy transfer process: Tm3+:F-3(4) + Er3+:I-4(11/2) -> TM3+:H-3(6) + Er3+:4 F-9/2. Moreover, Er3+ acts as quenching center for the blue upconversion luminescence of TM3+. The sensitization of Tm3+ to Er3+ depends on the concentration of Yb3+. The intensity of blue, green and red emissions can be changed by adjusting the concentrations of the three kinds of rare earth ions. This research may provide useful information for the development of high color and spatial resolution devices and white light simulation. (C) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

固相法制备Al2（WO4）3粉体及其负热膨胀性能

以Al2O3和WO3为原料，采用固相反应法制备了负热膨胀性能的Al2（WO4）3粉体。用X射线粉末衍射和扫描电镜分别对粉体进行物相、晶体结构分析和形貌观察；通过热重-差热分析了粉体的热性能；采用热膨胀仪测定了热膨胀系数。结果表明：产物为高纯度正交晶系结构的Al2（WO4）3，形状规则，大小均匀，平均尺寸为0．6μm×0．4μm。从室温到熔点范围内，Al2（WO4）3粉体无相变，不发生分解，30～900℃的平均热膨胀系数为-1．56×10^-6K^-1。

Nd：YbVO4晶体的拉曼光谱和荧光光谱研究

用群论的方法计算了Nd：YbVO4晶体的拉曼活性振动模数目，在室温下测得了其极化拉曼谱线，并指认了在不同几何配置下，各振动模式所对应的频率。同时，测得了室温下晶体的吸收谱，得到了中心波长为808am吸收峰的半高宽为12nm，并在J-O理论的基础上计算了晶体的光学参数，其三个晶场参数分别为Ω2=6．88945×10^-20cm^2。Ω4=4．13394×10^-20cm^2、Ω6=4．54503×10^-20cm^2，并由此得到^4F3／2能级的荧光寿命为178．69炉，1062nm处的荧光分支比为48．85％，积分发射截面为2．786710^-18cm^2。分别在808nm、940nm激发下测得晶体室温发射谱，观察到了Nd→Yb以及Nd←Yb间的能量传递现象。

天然水果保鲜剂的研究与应用

从柑桔未成熟果皮精油中含有抑杀柑桔类在贮藏过程危害最大的“青绿霉病”病原菌，研究成功天然水果（防霉）保鲜剂，保鲜剂用量少（载体的0.3-0.6％），保鲜效果好（90天贮藏损耗在4-6％－含干耗），使用安全（经系统毒理评价AID值为12.37mg，按贮藏90天柑肉残留量测定结果每人每天吃100个柑桔也远未超过此量）。为国内首创（已获申请国家专利），目前国外也未见有类似的研究成果。由于保鲜剂为一高效防霉杀菌成分，用量极少，故产值一直未能提高，也导致从经济效益来衡量难于找到直接生产单位。另一方面，保鲜剂生产是利用樟树叶不存在破坏资源，生产过程是直接从植物中提取，不通过化学合成，故不存在污染环境，安全性高。

广东省丘陵山区综合科学考察

中国科学院广州分院和广东省科学院于1983年底组织广州地理研究所、广东省土壤研究所、中国科学院华南植物研究所、广东省昆虫研究所、广东省微生物研究所和广东省林业厅等6个单位，78位科技人员，组成了“广东省丘陵山区综合科学考察队”，即科考队第4分队，对广东省丘陵山区进行综合科学考察。考察队先后完成了北江中上游为主的粤北地区，以东江和韩江上游为主的粤东地区，以西江中游为主的粤西地区，包括43个山区县范围的综合科学考察任务。华南植物研究所是科考队的主要成员单位，承担了植被、植物区系和植物资源3个专业的考察任务，参加科学考察人员共16人，各位人员按照“以专业考察为基础，以综合研究为主导”的指导思想，结合广东丘陵山区生产时间，充分掌握第一手资料，广泛收集前人的研究成果和总结群众治山致富、改善生态环境的典型经验等方面开展考察。

中国名特优水果保鲜技术及采后生理特性

我所取得以下成果：1、应用零上低温调温，配合保鲜剂处理和一定包装的综合技术，使糯米枝淮枝贮藏保鲜40天以上，好果率分别为98.6％及97.4％；2、防止荔枝果皮褐变技术取得新进展，应用“9005”防腐剂处理，使荔枝在零上低温贮藏2个月，零下低温贮藏8－10个月，进入货架期后，果实的颜色能持续保持鲜红，风味正常；3、继续探讨荔枝果皮褐变机理、贮藏的气体条件及贮藏温度的生理效应，应用基础理论的研究，为提高荔枝贮藏保鲜技术提供重要依据。87-96年应用零上低温保鲜贮运技术，生产部门北运保鲜荔枝，约50多万斤，促进保鲜荔枝向北方市场流通，充实了北方市场上南果的供应，颇受经营部门和消费者的好评，经营部门增加纯盈利约25-30万元。

毛冠菊属的系统学研究

　　毛冠菊属是菊科21个“有问题”属中的一个，主要分布于青藏高原地区。按照林镕、陈艺林的概念，它包含了Nannoglottis、．Stereosanthus、Vierhapperia、Senecio和Doronicum5个属的成员。它曾先后被放入旋覆花族、千里光族和紫菀族，在上述三族中的亚族位置也不确定。它的许多重要性状，如舌片颜色、染色体数目等等，人们所知甚少。由于缺乏野外工作以及看不到大多数名字的模式，林镕、陈艺林对该属的修订有待深入的研究。本文研究了该属的外部形态学、微形态学、解剖学、孢粉学、细胞学、生态学以及ITS序列，确定了毛冠菊属的分类位置，并建立了一个新的属下分类系统。 1．外部形态 在检查大量标本（包括大多数模式）和野外居群考察的基础上，分析了主要外部形态学性状的变异式样及其对划定物种范围的价值。共确认以下9个种：青海毛冠菊、厚毛毛冠菊、狭舌毛冠菊、虎克毛冠菊、宽苞毛冠菊、大果毛冠菊、毛冠菊、玉龙毛冠菊和云南毛冠菊。川西毛冠菊被处理成狭舌毛冠菊的异名。 2．微形态学 在光镜下检查了毛冠菊属9种和紫菀族2个代表属的花柱的形状、花药顶端不育附属物、花药基部、花药基部、花盘、花丝领、药室内壁细胞等微形态性状。除了花柱基外，其他的微形态学在属内一致。管状花的花柱形态支持将毛冠菊属放在紫菀族，但其药室内壁细胞两极加厚式样表明它和广义的旋覆花有某些联系。 3．叶表皮研究 在光镜和电镜下检查了毛冠菊属8个种的叶表皮特征。．所有种的气孔器都为不规则型。青海毛冠菊表皮细胞的为多边形，而其他种都为不规则型。青海毛冠菊表皮角质层的加厚方式也与其他种明显不同。 4．扫描电镜下的舌片和花柱分枝特征 在扫描电镜下观察毛冠菊属8种和紫菀族7个代表种的舌片近轴面表皮细胞。发现毛冠菊属的舌片近轴面表皮细胞都为板状，并且沿细胞中央特征性加厚，这与紫菀族类型的表皮细胞一致，但毛冠菊属表皮细胞的角质层主要是纵向条纹或皱纹，而紫菀族总是横向的条纹或皱纹，明显不同。 在扫描电镜下又检查了毛冠菊属8种和紫菀族8个代表种的管状花花柱分枝近轴面的结构，结果在毛冠菊属管状花花柱分枝的近轴面都发现了柱头毛状的突起，而在紫菀族8种中没有发现。从突起的形状和位置判断，它可能是残存的、未充分发育的柱头毛。这表明雌性不育管状花可能刚刚从两性管状花演化而来。 也在扫描电镜下观察了毛冠菊属6种和紫菀族8个代表种的舌状花和丝状花的花柱分枝的远轴面，结果在毛冠菊属4种中发现了类似扫集毛状的突起。从这种突起的位置和形状判断，它可能是残余的扫集毛。这种突起在除雏菊以外的其他紫菀族代表种中缺失。 5．细胞学 检查了毛冠菊属8种的细胞学性状。结果发现毛冠菊属所有种的染色体基数都为x -9。染色体长度大约4um-lOum。核型公式：毛冠菊、厚毛毛冠菊、狭舌毛冠菊、宽苞毛冠菊和云南毛冠菊都为2n=14m+2sm+2st;玉龙毛冠菊、大果毛冠菊和青海毛冠菊都为2n=12m+4sm+2st。A1、A2值在属内没有明显差异。所有种的核型都是2A型。这表明在物种形成的过程中没有多倍化参与，毛冠菊属宜放在紫菀族而不是千里光族。细胞学证据支持毛冠菊属为一单系类群。 6．分子生物学 测定了毛冠菊属7种的ITS序列，并从基因库里下载了46个ITS序列，涵盖紫菀族14个亚属和旋覆花族、春黄菊族、金盏菊族。以旋覆花族、春黄菊族、金盏菊族为外类群。简约性分析显示，毛冠菊属在紫菀族中，并有较高的bootstrap值，在紫菀族中处于基部位置。Olearia和Chiliotrichum两个Hinterhuberinae亚族的代表属与毛冠菊属密切相关。在属下系统发育分析中，Olearia和Chiliotrichum被选做外类群。652个性状中，共有7】个信息位点（31个在ITSI，33个在ITS2，7个在5.8S）。简约性分析时只获得一棵最简约树。树上有两个明显的进化支，一支仅有青海毛冠菊一种，另一支包含其他种类。这种分支方式也得到形态学和生态学证据的支持。 7．毛冠菊属的系统学 从上述结果可以看出，毛冠菊属宜放入紫菀族中，在紫菀族中处于基部位置，与Hinterhuberinae亚族关系密切。综合上述研究结果，提出一个新的属下 分类系统： 毛冠菊属的新系统 组I单头组Sect. Monocephala T.G.Gao et YL.Chen Sect nov. 青海毛冠菊Nannoglottis ravida (C.Winkl.)Y.L.Chen 组II毛冠菊组Sect. Nannoglottis 系1．长舌系Ser. Delavayanae Ling et YL.Chen 厚毛毛冠菊Nannoglottis delavayi(Franch.)Ling et Y.L.Chen 狭舌毛冠菊Nannoglottis gynura(C.Winkl.) Ling et YL.Chen 虎克毛冠菊Nannoglottis hookeri (C.B.Clarke ex Hook.f.)Kitam. 宽苞毛冠菊Nannoglottis latisquama Ling et Y.L.Chen 大果毛冠菊Nannoglottis macrocarpa Ling et YL.Chen 系2．短舌系Ser. Nannoglottis 毛冠菊Nannoglottis carpesioides Maxim. 玉龙毛冠菊Nannoglottis hieraciphylla (Hand.-Mzt.)Ling et YL.Chen 云南毛冠菊Nannoglottis yuennanensis (Hand.-Mzt.) Hand.-Mzt.

云南晚第三纪化石木研究及其古气候意义

本论文研究了我国云南龙陵大坝和镇安、昌宁红星晚上新世以及楚雄洲吕合晚中新世191个化石木标本，鉴定出7种化石木类型，其中越桔型木属为新属，越桔型木、常绿杜鹃型木和龙陵杜鹃型木为新种。并利用化石木的现存种或现存亲缘种的生态环境对化石产地的气候和环境进行了讨论。 木材种类的特征如下： 华山松（Pinus armandii Franchet）：生长轮明显，早材至晚材渐变。交叉场纹孔主为窗格型。木射线具单列射线和纺锤状射线。射线管胞内壁平滑或微锯齿状。具正常轴向和径向树脂道，由薄壁泌脂细胞组成。 云南铁杉（Tsuga dumosa Eicher）：生长轮明显，早材至晚材略急变至渐变。管胞径壁具缘纹孔单列;具缘纹孔膜上明显具棒状延伸;纹孔膜下具缘纹孔外表面具明显的瘤状层，瘤状突起大小相近。交叉场纹孔式柏木型。木射线主为单列;由射线薄壁细胞和射线管胞组成;射线细胞水平壁厚，纹孔明显，数多;端壁节状加厚明显。轴向木薄壁组织细胞数少，轮界状;其端壁节状加厚明显。 柳杉型木（Taxodioxylon cryptomeripsoides Schonfeld）：生长轮明显，早材至晚材略急变。管胞径壁纹孔1列，偶尔成疏松排列的2列;晚材弦壁纹孔明显可见。交叉场具1-4枚杉木型纹孔。轴向木薄壁组织细胞数多，星散状或有时成短弦线状;端壁节状不明显或略现。木射线单列，全由射线薄壁细胞组成;射线细胞水平壁薄，纹孔缺乏，端壁平滑。 杉木型木（Taxodioxylon cunninghamioides Watari）：生长轮明显，早材至晚材渐变。管胞径壁纹孔1-2列;晚材弦壁纹孔明显可见。交叉场1-4枚杉木型纹孔。轴向木薄壁组织丰富，星散状或有时成短弦线状;端壁节状不明显或略现。木射线单列全由射线薄壁细胞组成;射线细胞水平壁薄;端壁薄，平滑。 龙陵杜鹃型木（新种）（Ericaceoxylon longlingense sp. nov.）：生长轮明显，散孔材。导管横切面为多角形，单管孔，散生。螺纹加厚仅出现导管分子尾端。梯状穿孔为主。管间纹孔式为对列或梯状对列。轴向薄壁组织量少，疏环管状。纤维分子细胞壁厚度中等。射线宽1-6细胞。多列射线的中部多为横卧细胞，边缘有1-4（6）行直立和/或方形细胞。射线导管间纹孔式梯状对列，类似导管间纹孔式。 常绿杜鹃型木（新种）（Ericaceoxylon hymenanthesoides sp. nov.）：生长轮明显，半环孔材。导管横切面为多角形，单管孔，散生。螺纹加厚出现整个导管分子壁上。复穿孔，梯状穿孔为主。管间纹孔式为互列。轴向薄壁组织量少，疏环管状;端壁节状加厚不明显。纤维分子细胞壁厚度中等;径壁和弦壁均具有具缘纹孔。射线宽1-4细胞;多列射线的中部多为横卧细胞，边缘有1-9行直立和/或方形细胞。射线导管间纹孔式互列，类似导管间纹孔式。 常绿杜鹃型木（相似种）（Ericaceoxylon cf. hymenanthesoides）：生长轮明显，半环孔材。单管孔;导管散生。梯状穿孔板;管间纹孔式为互列;射线导管间纹孔式多对列，类似导管间纹孔式。螺纹加厚出现在导管分子壁上。木纤维细胞壁中等厚度。射线宽1-3细胞。 越桔型木（新种）（Vacciniaceoxylon vacciniumoides sp. nov.）：生长轮略明显，散孔材。单管孔，散生;整个导管分子上具螺纹加厚。网状和梯状穿孔。轴向薄壁组织量少，星散状或疏环管状。纤维分子径壁和弦壁都具有具缘纹孔。射线多列和单列射线组成，两种大小，1-4细胞宽。射线导管间纹孔式互列，纹孔有明显的纹孔缘。 化石木植物群及其所反映的古植被和古气候如下： 楚雄吕合化石木植物群4个标本中鉴定出两种木材类型—柳杉型木和杉木型木。由于化石标本少，不足以反映植被面貌，两种杉科植物的出现反映其生长地为亚热带温暖湿润环境。 龙陵大坝和镇安化石木植物群95个标本中鉴定出四种木材类型：华山松、常绿杜鹃型木、越桔型木和龙陵杜鹃型木。他们反映的古植被为针阔混交林，生长于亚热带温凉湿润的山地气候环境中，当时当地的海拔高度在1800-3000米之间。 昌宁红星化石木植物群92个标本中鉴定出三种木材类型：华山松、云南铁杉、常绿杜鹃型木（相似种）。他们反映的古植被为针阔混交林，生长于亚热带温凉湿润的山地气候环境中，当时当地的海拔在2200-3000米之间。

国产十大功劳属植物的分类学修订

本文通过广泛的标本室研究结合野外实地调查，对十大功劳植物进行全面的形态学性状分析研究，据此对国产十大功劳植物进行分类学修订；还开展了叶表皮形态、孢粉学和分子系统学等方面的研究，并就这些性状在十大功劳属植物中的分类价值以及属下系统发育的关系及意义进行了讨论。结果如下： 1. 形态学特征 在对国内、外18 家标本馆1500 余份标本（包括模式标本）的查阅及40 余个县针对性的野外居群考察基础上，对十大功劳属植物形态性状（包括前人使用过的）的变异式样及其分类学意义进行了分析，并对一些数量性状进行了详细的统计分析。最后确认叶柄长度、小叶形状、小叶宽度、锯齿类型、花梗与苞片的相对长度、苞片和外萼片形状、中萼片与内萼片的相对长度、花序类型、苞片形状、外萼片形状、花瓣顶端是否裂等性状在种内变异稳定，是比较可靠的分类学性状。然后，利用这些可靠的形态学性状对国产十大功劳属下种的范围进行了界定。 2. 叶表皮形态 通过对十大功劳属植物4组12个亚组53 个种及两个其它属近缘植物（Ranzania japonica and Nandina domestrica ）叶表皮特征分别在光镜和电镜下进行观察，光镜下叶表皮细胞形状多为不规则形，少数为近多边形，垂周壁为波状或近平直；电镜下根据叶片下表皮的角质层突起及气孔特征将十大功劳属植物分为10 种类型，气孔都分布于下表皮。叶表皮性状对理解该属的属下系统关系有重要意义。 3. 孢粉学研究 通过对十大功劳属植物4组9个亚组18 个种植物的花粉特征的观察，发现花粉形态在属内变化比较一致，对于讨论属内组间、亚组间和种间的演化关系意义不大。 4. 种子形态 通过对十大功劳属植物4个组9个亚组的24个种及一个相关种Nandina domestica 种子形态特征研究，发现种子形态（特别是种皮纹饰）在十大功劳属内具有重要的系统学意义。根据种皮纹饰（网眼形状、网脊等）可将十大功劳属植物分为9 个类型。 5.分子系统学 在前人的工作基础上增加了15 个种，基于44 种十大功劳植物和6 种小檗属植物ITS 序列分析，显示该属可分成4 大支，基本上支持前人的4个组的划分。但就中国种类而言，尽管有几支能被明显的划分，但总体上组下关系仍不明确。另外，以M.polydonta、M.Longibracteata、M.paucijuga 为主的一支与美洲种类聚在一起，这说明这一支所代表的种类与美洲种类有较近的关系。 6. 分类处理 基于上述研究，我们对国产十大功劳属植物进行了全面的分类学修订。与《中国植物志》相比：发现新分类群2 个，新等级4 个，增加新异名3个，省级新分布1 个，并对4 个种进行了补充及订正描述。并对一些疑难类群进行了充分讨论，最后确认国产十大功劳属植物共包括38 个种，2个亚种。同时基于叶表皮、种子形态、分子序列等证据，对十大功劳属下系统进行了讨论。