【完整版】力学及其交叉学科在科学技术上的一些应用

考研交叉学科研究报告

考研交叉学科研究报告 1

考研交叉学科：人参果OR金苹果？曾几何时，“交叉学科”成为了研究生专业领域的热门词汇，许多学校都在打通学科门类界限，努力争取打造“大学科平台”。“合作实验室”，“联合培养”等新模式雨后春笋般在211学校中间纷纷建立。一批“交叉学科”的新专业也出现在研究生学科招生目录上，成为许多学子的目标对象。 “交叉学科”到底仅仅是“看上去很美”，还是真的含金量十足？神通广大的孙猴子上天入地才求得了医治人参果树的灵丹妙药，特洛伊王子把光彩夺目的金苹果判给了美神却挑起了人间大乱。交叉学科专业是不是值得许多人跨系、跨学科报考？是不是看似光鲜却隐藏着隐患？新嫁衣可试，但专业选择却只有一次。冷静分析，细心思考，交叉学科专业的魅力与误区是什么？来听一听考研教育咨询专家曹先仲老师的分析，有心人自会做出适合自己的判断。【交叉学科名片】横跨两个一级学科门类的专业 “交叉学科”其实是个很早就出现的名词，并不新鲜。由于现有的学科是人为划分的，而科学问题是客观存在的，根据人们的认识水平，过去只有天文学、地理(地质)、生物、数学、物理、化学六个一级学科；而经过20世纪科学的发展和交叉研究，又逐

渐形成了新的交叉学科，如生命科学、材料科学、环境科学等。现在的学科被划分为哲学、理学、工学、文学、医学、教育学、历史学、农学、经济学、管理学、法学等数个一级学科。而我们这里所说的“交叉学科”专业，指的是横跨两个一级学科门类的专业，或者兼顾两个方向明显有区别的二级学科。比如，农林经济管理专业，农学为主要研究方向可是学位颁发管理学；传媒经济专业，名为经济，其实是文学硕士；科学技术哲学，是哲学分支，但主要在理工类学校开设，以自然科学为主要研究对象。而更多的其实是生物医学工程、材料物理与化学、等复合性学科，以技术结合为导向的居多。【风险分析】得失之间要靠自己综合权衡选择交叉学科专业的学生，并非是第一个吃螃蟹的人，但似乎并没有太多的信息可供参考证明其前景光明与否。人参果好吃，要使用专业工具来采摘，还要有专人看护，还得不能放置时间太长，如此麻烦，想一劳永逸也难；金苹果好看，至于好吃不好吃就说不准了，可是留下无穷后患确是肯定的。有利也有弊，有收益自然有风险，得失之间，要靠自己综合权衡。首先说说交叉学科本身。正说交叉学科：新颖多样朝气蓬勃

环境科学概论考试试题全

名词解释 1. 环境问题の概念广义：由自然力或人力引起生态平衡破坏，最后直接或间接影响人类の生存和发展の一切客观存在の问题。狭义：由于人类の生产和生活活动，使自然生态系统失去平衡，反过来影响人类生存和发展の一切问题。2. 大气恒定组分：在地球表面上任何地方（约90 km以下の低层大气）其组成几乎是可以看成不变の成分。主要由氮（78.09％）、氧（20.94％）、氩（0.93％）组成，这三者共占大气总体积の99.96％。此外，还有氖、氦、氪、氙、氡等少量の稀有气体。 3.大气污染：大气中一些物质の含量超过正常本底含量，以至破坏人和生态系统の正常生存和发展，对人、生态和材料造成危害の现象。 4.TSP：总悬浮颗粒物，悬浮于空中，粒径为0.02~100μmの颗粒物。 5.PM2.5：可入肺颗粒物，悬浮于空中，粒径小于等于2.5μmの颗粒物。6．干洁空气：自然大气（不包括不定组分）中除去水汽、液体和固体杂质外の整个混合气体，即大气组成中の恒定组分和可变组分中の二氧化碳和臭氧，简称干空气 7.光化学反应：一个原子、分子、自由基或离子吸收一个光子引起の反应。 8. 水体：地表水圈の重要组成部分，指の是以相对稳定の陆地为边界の天然水域，包括有一定流速の沟渠、江河和相对静止の塘堰、水库、湖泊、沼泽，以及受潮汐影响の三角洲与海洋。 9.水体污染：污染物进入水体中，其含量超过水体の自然净化能力，使水质变坏，水の用途受到影响。

10．水体富营养化：通常是指湖泊、水库和海湾等封闭性或半封闭性水体，由于生物营养元素の增加，促进藻类等浮游生物の异常增殖，使水质恶化の现象，是一种生态异常现象。这种现象在江河、湖泊中称为“水华”，在海洋上称为“赤潮”。 11.生物化学需氧量(BOD) 定义：在好氧条件下，水中有机物由好氧微生物进行生物氧化，一定时间内单位体积水中有机污染物所消耗の氧量，测定结果以氧含量表示，单位为mg/L。 12.化学需氧量(COD) 定义：在一定条件下，由强氧化剂（重铬酸钾）对水中有机物进行氧化，1升水样中还原性物质所消耗の氧化剂量换算成氧气量即为化学需氧量，测定结果以氧含量表示，单位为mg/L。 13.氧垂曲线：水体受到污染后，水体中の溶解氧逐渐被消耗，到临界点后又逐步回升の变化过程。 14.环境背景值：环境中诸要素，如大气、水体、土壤以及植物、动物和人体组织等在正常情况下，化学元素の含量及其赋存形态。 15.土壤净化：土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化，而使土壤中污染物の浓度降低或消失の过程。 16．潜性酸度：指土壤中交换性氢离子、铝离子、羟基铝离子被交换进入溶液后引起の酸度,以100g烘干土中H+の摩尔数表示，包括交换酸和水解酸。 17.土壤污染：污染物进入土壤并在土壤中不断累积，当其达到一定数量

专业发展报告

专业发展前沿总结数学科学是研究数、量的关系和空间形式的一个庞大科学体系,它包含纯粹数学、应用数学以及这二者与其它学科的交叉部分。它是一门集严密性、逻辑性、精确性和创造力与想象力于一体的学问,也是自然科学、技术科学、社会科学、管理科学等的巨大智力资源。数学为其它科学提供语言、观念和工具,它与计算机技术的紧密结合产生了可直接应用的数学技术,成为许多高、新技术的核心。按照马克思的看法,一门科学只有当它成功地应用了数学的时候,才算是成熟的科学。数学也是一种文化,在人类理性的认识世界的过程中起着重要的作用。从古时候起,数学就被当作了人类文明的一个智力顶峰。数学的传播与发展对提高国民素质、提高人们的分析与决策能力、推理与创造能力至关重要。数学研究本身则造就出一批富于创新精神的科学研究人才。推动数学发展的动力既来自于内部,即解决自身的问题,也来自于外部研究现实世界提出的模式。当今,数学科学包含了许多分支与丰富的内容,其发展的主要趋势为:数学各分支的融汇;与其它科学更加深入的交叉;以及更加自觉地扩大数学的应用范围,使它的触角伸向几乎一切领域。现代控制理论现代控制理论现代控制理论现代控制理论定义：现代控制理论是建立在状态空间法基础上的一种控制理论，是自动控制理论的一个主要组成部分。在现代控制理论中，对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本的方法是时间域方法。现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。现代控制理论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。现代控制理论的发展过程：现代控制理论实在20世纪50年代中期迅速兴起的空间技术推动下发展起来的，以解决诸如把宇宙火箭和人造卫星用最少燃料或最短时间准确地发射到预定轨道一类的控制问题。这类控制问题十分复杂年，苏联科学家庞特里亚金提出了名为极大值的原理综合控制系统的心方法。1960～1961年，美国学者R.E.布什建立了卡尔曼-布什滤波理论。因而有可能有效地考虑控制问题中所存在的随机噪声的影响，把控制理论的研究扩大，包括了更为复杂的控制问题。到60年代初，一套以状态空间法、大值原理、动态规划、卡尔曼理和方法为基础的分析和设计控制系统的新的运力和方法已经确立。现代控制理论所包含的学科内容十分广泛，主要方面有：线性系统理论、非线性系统理论最优控制理论、随机控制理论和适应控制理论。线性系统理论是现代控制理论中最为基本和比较成熟的一个分支，着重于研究线性系统中状态的控制和观测问题，其基本的分析和综合方法是状态空间法。金融和高科技中的数学建模、计算与运筹决策计算科学是伴随计算机的发展而兴起的一门科学。利用计算机的计算(或模拟或仿真) 来揭示自然界以及人类社会物质生产过程中的复杂运动和现象。计算与理论和实验一起成为人们研究的三大手段。计算科学包括科学与工程计算以及高性能计算系统研制相关的数学问题。从学科内容来讲有三部分:一是包含了各科学领域内的计算性质的学科分支,如计算数学,以及与相关学科相结合的计算分支学科。二是包含了不同工程技术领域在实验与生产过程中所采用的大型计算。第三部分是与计算机科学有关的数学分支。计算科学是计算机科学、数学与相关学科相交叉融合的边缘性学科。其基础是数学,以计算(或模拟) 方法、算法以及与计算系统相关的优化问题的研究为其主要内容。我国的计算科学研究和实践曾为原子弹和氢

量子力学知识点总结(精.选)

1光电效应：光照射到金属上，有电子从金属上逸出的现象。这种电子称之为光电子。 2光电效应有两个突出的特点：①存在临界频率ν0 ：只有当光的频率大于一定值v 0 时，才有光电子发射出来。若光频率小于该值时，则不论光强度多大，照射时间多长，都没有光电子产生。②光电子的能量只与光的频率有关，与光的强度无关。光的强度只决定光电子数目的多少。 3爱因斯坦光量子假说：光(电磁辐射)不仅在发射和吸收时以能量E= h ν的微粒形式出现，而且以这种形式在空间以光速 C 传播，这种粒子叫做光量子，或光子 4康普顿效应：高频率的X 射线被轻元素如白蜡、石墨中的电子散射后出现的效应。 ⒕康普顿效应的实验规律：射光中，除了原来X 光的波长λ外，增加了一个新的波长为λ'的X 光，且λ' >λ；波长增量Δλ=λ-λ随散射角增大而增大 5戴维逊-革末实验证明了德布罗意波的存在 6波函数的物理意义：某时刻t 在空间某一点(x,y,z)波函数模的平方与该时刻t 该地点(x,y,z)附近单位体积内发现粒子的几率密度(通常称为几率)dw(x,y,z,t)成正比。按照这种解释，描写粒子的波是几率波 7波函数的归一化条件 1),,,( 2 ?∞=ψτd t z y x 8定态：微观体系处于具有确定的能量值的状态称为定态。定

态波函数：描述定态的波函数称为定态波函定态的性质：⑴由定态波函数给出的几率密度不随时间改变。⑵粒子几率流密度不随时间改变。⑶任何不显含时间变量的力学量的平均值不随时间改变 9算符: 作用在一个函数上得出另一个函数的运算符号，量子力学中的算符是作用在波函数上的运算符号。 10厄密算符的定义：如果算符 F ?满足下列等式() ? ?dx F dx F φψφψ**??=，则称F ?为厄密算符。式中ψ和φ为任意波函数，x 代表所有的变量，积分范围是所有变量变化的整个区域。推论：量子力学中表示力学量的算符都是厄密算符。 11厄密算符的性质：厄密算符的本征值必是实数。厄密算符的属于不同本征值的两个本征函数相互正交。 12简并：对应于一个本征值有一个以上本征函数的情况。简并度：对应于同一个本征值的本征函数的数目。 13量子力学中力学量运动守恒定律形式是： 01=??????+??=H F i t F dt F d ?,?η 量子力学中的能量守恒定律形式是01=??????=H H i dt H d ?,??η 14 15斯特恩-革拉赫实验证明电子存在自旋理由 16黑体辐射揭示了经典物理学的局限性。 17玻尔的量子化条件：在量子理论中，角动量必须是h 的整数的近似求解方法。求出，由求出微扰论：由n n n n E E ψψ)0()0(

岩石力学研究进展报告

岩石力学研究新进展报告姓名：XXX 学号：XXXXXXXX 专业：岩土工程

岩石力学研究新进展报告 1 引言时光如白驹过隙，一学期的《XXXXX》课程在不知不觉间结课了。这一学期的学习，使我在岩石力学方面有了很大的启发，特别是分形理论在岩石力学中的应用令我神往。下面我对岩石力学研究的新进展做简要报告。岩石力学可以作为固体力学的一个新分支，用以研究岩石材料的力学性能和岩石工程的特殊设计方法。岩石力学经过近50年的发展，在土木工程、水利工程、采矿工程、石油工程、国防工程等领域都得到了广泛的应用，随着科学技术的进步，岩石力学涉及的领域会进一步扩大。岩石力学是一门内涵深，工程实践性强的发展中学科。岩石力学面对的是“数据有限”的问题，输入给模型的基本参数很难确定，而且没有多少对过程（特别是非线性工程）的演化提供信息的测试手段。另一方面，对岩体的破坏机体还不能准确的解释。岩石力学所涉及的力学问题是多场（应力场、温度场、渗流场、甚至还存在电磁场等)、多相（固、液、气）影响下的地质构造和工程构造相互作用的耦合问题。这就表明，工程岩体的变形破坏特征是极为复杂的，其大多数是高度非线性的。目前，岩石力学的许多数学模型是不准确和不完整的，可以广泛接受和适用的概化模型并不多。基于此，近年来，多种数值方法、细观力学、断裂与损伤力学、系统科学、分形理论、块体理论等在岩石力学中的应用以及各种人工智能、神经网络、遗传算法、进化算法、非确定性数学等域岩石力学的交叉学科的兴起，为我们提供了全新和有效的思维方式和研究方法，更能激发研究者的创新精神，这也为突破岩石力学的确定性研究方法提供了强有力的理论基础[1]。本报告主要对分形岩石力学、块体岩石力学、断裂与损伤岩石力学和岩石细观力学四部分的研究新进展做简要报告。由于时间和精力有限（最近导师安排的任务非常多，而且要准备英语和政治期末考试），每部分内容除第一大段的研究新进展综述外，只对近几年的三篇比较好的文献做分析说明，包括两篇中文学术论文和一篇外文学术论文，这12篇学术论文我都比较仔细的看了。以后若有机会和时间，我会在导师和各位老师同学的不吝赐教下，努力做岩石力学的创新性研究，届时会在文献综述部分查阅和介绍更多最新以及更优秀的文献。 2 分形岩石力学从古至今，岩石已成为人们熟知的工程材料，它是由矿物晶粒、胶结物质和大量各种不同阶次、不规则分布的裂隙、薄弱夹层等缺陷构成，是一种成分和结构高度复杂的孔隙体。岩石力学经过近50年的发展，人们尝试用各种数学力学方法研究和描述岩石复杂的自然结构性状和物理力学性质，提出了多种岩石力学分析和计算方法，为解决实际工程中的岩石力学问题创造了条件。19世纪70年代Mandelbrot创立分形几何学，提出了一种定量研究和描述自然界中极不规则且看似无序的复杂结构、现象或行为的新方法，从此分形几何学广泛地应用于自然科学研究的各个领域，并且在经济学等社会科学也有很巧妙的应用。19世纪80年代，分形几何学开始应用于岩石力学研究，开始形成分形岩石力学这一门新兴交叉学科。人们逐渐发现岩石力学领域中的分形现象相当普遍，不仅岩石的自然结构性状、缺陷几何形态、分布以及地质结构产状、断层几何形态、分布都观察到分形特征或分形结构，而且岩石体强度、变形、破断力学行为以及能量耗

力学交叉学科发展报告

力学中的交叉学科力学中的交叉学科基本上可以分为两类：第一类由力学学科内部不同分支学科交叉组成; 第二类由力学与其它学科交叉组成。内部的交叉学科最典型的是由流体力学与固体力学交叉组成的学科，它们有： 1）流体弹性力学，研究流体和固体的运动和相互作用发生耦合效应的问题； 2）流体弹塑性体力学，研究兼有固体和流体的双重特征的物体的变形和运动； 3）含有流体的多孔介质或散体的动力学，研究的客体本身就由多相组成，而骨架的变形和破坏与体内流体的状态和运动发生相互制约。这方面的实例有地下渗流、地基、边坡和断层的稳定性、泥石流、雪崩等。

物质的运动形式多种多样，除了机械运动这一最基础的形式以外，还有热运动、电磁运动、原子及其内部的运动和分子及原子层次的化学运动等。机械运动往往不能脱离其他运动形式独立存在，在需要和可能研究其他运动形式对机械运动有较大影响或者考虑它们之间的相互作用及内在联系的情况下，便会在力学同其他学科之间形成交叉学科或边缘学科的生长点。力学是研究物质机械运动规律的科学。随着人类观测手段的进步和对各种形式运动认识的深入和提高，特别是20世纪物理学各个分支和数学的飞速发展，加上计算机科学和技术的突飞猛进，人们对于伴随有其他运动的机械运动的认识也随之提高。今天，我们对自然界各种层次的物质，从宇观的宇宙体系，宏观的天体和常规物体，细观的颗粒、纤维、晶体，到微观的分子、原子、基本粒子已经有了较为广深的认识。这样就为研究多种形式同时存在的复杂运动提供了有利条件，从而产生了力学中多种多样的交叉学科，如物理力学、电磁流体和等离子体力学、物理化学力学、爆炸力学等。此外，自然科学发展到今天，已经形成了一些传统的一级学科，如天文学、地学和生物学等。这些学科和力学的研究内容和范围历来存在着重大的相交和重叠。对于天体、地球和生物这样一些重大类别的物体来说，机械运动形式也是他们的基本运动形式，研究他们的结构和运动变化的规律也是力

量子力学知识总结

量子力学基础知识总结一．微观粒子的运动特征 1.黑体辐射和能量量子化黑体：一种能全部吸收照射到它上面的各种波长辐射的物体普朗克提出能量量子化假设：定温下黑体辐射能量只与辐射频率有关，频率为ν的能量，其数值是不连续的，只能是hν的整数倍，称为能量量子化。 2.光电效应与光子学说爱因斯坦将能量量子化概念用于电磁辐射，并用以解释光电效应。其提出了光子学说，圆满解释了光电效应。光子学说内容： ①光是一束光子流，每一种频率的的光的能量都有一个最小单位，称为光子光子能量ε＝hν/c ②光子质量m＝hν/c2 ③光子动量p=mc=hν/c= h/λ ④光的强度取决于单位体积内光子的数目，即光子密度。光电效应： hν＝ W+E K ＝hν +2 1 mv2,W为脱出功,E k 为光电子的动能。 3.实物微粒的波粒二象性德布罗意提出实物微粒也具有波性：E＝hν p＝h/λ 德布罗意波长：λ=h/p=h/(mv) 4. 测不准原理：?x?x p≥h?y?p y ≥h?z?p y ≥h?tE≥h 二、量子力学基本假设 1. 假设1：对于一个量子力学体系，可以用坐标和时间变量的函数ψ(x,y,z,t)来描述，它包括体系的全部信息。这一函数称为波函数或态函数，简称态。不含时间的波函数ψ(x,y,z)称为定态波函数。在本课程中主要讨论定态波函数。由于空间某点波的强度与波函数绝对值的平方成正比，即在该点附近找到粒子的几率正比于ψ*ψ，所以通常将用波函数ψ描述的波称为几率波。在原子、分子等体系中，将ψ称为原子轨道或分子轨道；将ψ*ψ称为几率密度，它就是通常所说的电子云；ψ*ψdτ为空间某点附近体积元dτ中电子出现的几率。对于波函数有不同的解释，现在被普遍接受的是玻恩（M. Born）统计解释，这一解释的基本思想是：粒子的波动性（即德布罗意波）表现在粒子在空间出现几率的分布的波动，这种波也称作“几率波”。波函数ψ可以是复函数，合格（品优）波函数：单值、连续、平方可积。 2. 假设2：对一个微观体系的每一个可观测的物理量，都对应着一个线性自厄算符。算符：作用对象是函数，作用后函数变为新的函数。

中国力学科技发展史及现状观察报告

中国力学科技发展史及现状观察报告中国力学的滥觞可追溯到公元前1000年的商代。商代音律发展十分良好，由此引申的力学概念五度协和音程也随之出现。后来中国古代提出“兼爱”“非攻”的墨子及其弟子解释力的概念与杠杆平衡。之后，力学发展一直是以民间工匠的智慧作为寄托，未能形成体系，只在《梦溪笔谈》、《天工开物》、《营造法式》等书籍中以经验总结的形式篆述。 1860年以来，随着中国近代的觉醒，力学在西方知识体系与思想的冲击下也有了进一步的发展，京师同文馆首次开设有关力学的教程，而后各小学也纷纷引入，中国力学教育开始有了新的气象。1909年，冯如造出中国人的第一架飞机，詹天佑主持修建的京张铁路通车。1912年，罗忠忱回国，开创工程力学的教学，明年，理论力学课程开设。1932年，商务印书馆出版一系列力学书籍，如《应用力学》（徐骥）、《水力学》（张含英）、《工程力学》（陆志鸿）等。在有力的教育改革下，茅以升、周培源、钱学森、钱伟长、李四光等一系列在国际上有着广泛影响的力学泰斗们涌现出来，为我国近现代力学的发展作出了巨大贡献。新中国成立，没有了战火摧残，力学科蓬勃发展。1951年，中国船舶模，型试验研究所在上海成立，52年，中国科学技术大学组建力学研究室，同年，周培源设立我国第一个力学专业，数学力学系力学专业。中国科学院于54年与56年分别成立土木建筑研究所和力学研究所。此后，中国土地上，各式样各级别的有关力学的学院、研究所等科研单位如雨后春笋，一个个钻出地面。55年归国的钱学森及四、五十年代回国的物理学专家们为这些新近成立的单位注入的充满活力的血液。改革开放后，各类力学报刊创立，如《力学与实践》、《空气动力学学报》、《固体力学学报》、《爆炸与冲击》、《工程力学》、《实验力学》等。同时加强了国内国外有关力学的研究成果。1980年，中国空气动力学会成立。81年，国际有限元会议在合肥召开。83年，中、日、美生物力学国际会议在武汉召开，第二届亚洲流体力学回忆在北京召开。85年，首届国际非线性力学会议在上海召开。国际交流的加强，一定程度上促进我国力学发展。直至今日，力学的研究，制度，条文等都得到了长足发展，渐渐地走向成熟。07年“嫦娥一号”卫星的成功发射，08年“神舟七号”载人飞船地成功发射，及其他力学的成功应用都是无数人辛劳的结晶，值得后辈一直铭记。当代力学分类更为细化，研究更加深入，应用更加广泛。但其中的诸多遗憾不足还有待后人不断探索。材料力学是固体力学的最早发展起来的·一个分支。作为机械、土木、采矿、航空航天、石油工程、海洋工程等领域的基础学科，是理工科院校有关专业的必学科目。1638年，伽利略出版了世界上第一本材料力学教材《两种新的科学》才使得材料力学作为一门新的学科。后经过几代人艰苦努力，材料力学渐渐成长成熟。形成了一门系统学科。最初研究对象多为石头，木材等脆性较强的材质，受力变形较小，易分析。随着科技的发展，高分子材料，纳米材料，生化材料等诸多高科技材料涌现，如何高效利用与处理这些材料，也成了材料力学面临的新挑战与新机遇。

环境科学概论题库(优选.)

《环境科学概论》题库一、名词解释（1）生物多样性：生物多样性是指地球上所有生物（包括植物、动物、微生物、真菌、病毒等）及其所构成的综合体。包括了三个层次：物种多样性，遗传多样性和生态系统多样性。（2）生态破坏：外界的压力和冲力超过生态系统的阀值（自我调节能力的极一次污染物限值）导致生态系统的结构和功能失调，从而威胁到人类的生存和发展。（3）人口容量：是在不损害生物圈或者不耗尽可合理利用的不可更新的资源条件下，世界资源在长期稳定状态基础上能供应的人口数量的多少。（4）自然保护区：是指对有代表性的自然系统、珍惜濒危野生动植物物种的天然集中分布区、有特殊意义的自然遗迹保护对象所在的陆地、陆地水体或海域，依法划出一定面积予以特殊保护和管理的区域。（5）环境污染：是指有害物质或因子进入环境，使环境系统的结构和功能发生变化，以及由此衍生的各种环境效应（如温室效应、酸雨和臭氧层破坏等），从而对人类和生物的生存与发展产生不利影响的现象。（6）大气污染：是指大气污染物达到了一定的浓度，并持续足够长的时间，以致对公众健康、动植物、大气特性以及环境美学因素等产生可以测量的影响。（7）PM10：是指粒径小于十微米的大气悬浮物的总称。（8）光化学烟雾；大气中的碳氢化合物和NOX等一次污染物，在阳光作用下发生光化学反应，生成臭氧、醛类、酮类、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物。这类光化学反应的反应物（一次污染物）和生成物（二次污染物）形成的特殊混合物，即称为光化学烟雾。（9）水体污染：污染物进入河流、海洋、湖泊或地下水等水体后，使其水质和沉积物的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能，并达到了影响人类的正常生产、生活以及影响生态系统平衡的现象。（10）生物化学需氧量（BOD）：在人工控制条件下，使水样中的有机物在微生物作用下进行生物氧化，在一定时间内所消耗的溶解氧的数量，可以间接的反应出有机物的含量，以每升水消耗氧的毫升数表示(mg/L) （11）化学需氧量（COD）：指化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧量，以每升水消耗的氧的毫克数表示（mg/L），常用的氧化剂有高锰酸钾（KMnO4）和重铬酸钾（K2Cr2O7）. （12）生物富集/生物浓缩/生物放大：生物有机体从周围环境中吸收某种元素或稳定不易分解的化合物，在体内积累，使生物体内该元素（或化合物）的浓度超过了环境中

2020年(发展战略)力学交叉学科发展报告

（发展战略）力学交叉学科发展方案

2.4力学中的交叉学科力学中的交叉学科基本上能够分为俩类：第壹类由力学学科内部不同分支学科交叉组成;第二类由力学和其它学科交叉组成。内部的交叉学科最典型的是由流体力学和固体力学交叉组成的学科，它们有： 1）流体弹性力学，研究流体和固体的运动和相互作用发生耦合效应的问题； 2）流体弹塑性体力学，研究兼有固体和流体的双重特征的物体的变形和运动； 3）含有流体的多孔介质或散体的动力学，研究的客体本身就由多相组成，而骨架的变形和破坏和体内流体的状态和运动发生相互制约。这方面的实例有地下渗流、地基、边坡和断层的稳定性、泥石流、雪崩等。物质的运动形式多种多样，除了机械运动这壹最基础的形式以外，仍有热运动、电磁运动、原子及其内部的运动和分子及原子层次的化学运动等。机械运动往往不能脱离其他运动形式独立存于，于需要和可能研究其他运动形式对机械运动有较大影响或者考虑它们之间的相互作用及内于联系的情况下，便会于力学同其他学科之间形成交叉学科或边缘学科的生长点。力学是研究物质机械运动规律的科学。随着人类观测手段的进步和对各种形式运动认识的深入和提高，特别是20世纪物理学各个分支和数学的飞速发展，加上计算机科学和技术的突飞猛进，人们对于伴随有其他

运动的机械运动的认识也随之提高。今天，我们对自然界各种层次的物质，从宇观的宇宙体系，宏观的天体和常规物体，细观的颗粒、纤维、晶体，到微观的分子、原子、基本粒子已经有了较为广深的认识。这样就为研究多种形式同时存于的复杂运动提供了有利条件，从而产生了力学中多种多样的交叉学科，如物理力学、电磁流体和等离子体力学、物理化学力学、爆炸力学等。此外，自然科学发展到今天，已经形成了壹些传统的壹级学科，如天文学、地学和生物学等。这些学科和力学的研究内容和范围历来存于着重大的相交和重叠。对于天体、地球和生物这样壹些重大类别的物体来说，机械运动形式也是他们的基本运动形式，研究他们的结构和运动变化的规律也是力学学科的内容。今天，天体力学和天体物理实际上超出了刚体和多体动力学的范围，增添了连续介质力学、物理化学流体力学以及电磁流体和等离子体力学的内容；地学的研究对象则超出了地球表面现象的范围而拓宽到大气、海洋以至地球内部的力学过程；而生物力学则方兴未艾，从基因、细胞、组织和器官四个层次全面展开系统的研究。交叉学科的形成不仅有利于发展新学科且促进源学科的发展，而且对推动科学、技术和工农业的发展起着巨大的作用。下面将分别探讨物理力学、电磁流体和等离子体力学、爆炸力学、环境流体力学、地球动力学和生物力学今后壹个时期的发展方向和建议着重研究的领域。我们估计于下壹世纪这些交叉学科，特别是物理力学、地球动力学、生物力学和环境流体力学等学科将会有长足的进步，且将有力地促进人类和社会的

环境科学概论复习重点知识点汇总

第一章绪论第一节环境及其组成一、环境是指与中心事物有关的周围客观事物的总和。环境科学所研究的环境：是以人类为主体，与人类密切相关的外部世界，即是人类生存、繁衍所必需的、相适应的环境。环境问题：环境问题是指由于自然界或人类的活动，使环境质量下降或生态系统失调，对人类的社会经济发展、健康和生命产生有害影响的现象。

环境问题分类：环境污染、生态破坏、环境干扰（1）环境污染是由于人类活动所引起的环境质量下降而有害于人类（8大公害中有几个对人体健康产生了有害影响？）及其他生物的生存和发展（如水体污染导致农作物死亡）的现象。（2）生态破坏是由于人类对自然资源的不合理开发利用而引起的生态系统破坏，造成了生态系统功能失调，生物的多样性和生产量下降。（3）环境干扰是人类活动所排出的能量进入环境，达到一定的程度，产生对人类不良影响的现象。环境本底值是指在不受污染的情况下，处于原有状态时，环境中的水、大气、土壤、生物等环境要素在自然界存在和发展过程中，其本身具有的基本化学组成和能量分布状况环境容量是指人群健康和自然生态不致受危害的前提下，自然环境或其中的某一要素对污染物的最大容纳量。环境自净能力是指已被污染的环境，在物理、化学和生物的作用下，能消除污染物，达到自然净化的自我调节机制。污染源污染源：凡是产生物理的（声、光、热、振动、辐射、噪声等）、化学的（有机物、无机物）、生物的（霉菌、病菌、病毒、寄生虫卵等）有毒有害物质或因素的设备、装置、场所等，都称为污染源。第二章全球环境问题全球环境问题：是指对全球产生直接影响或具有普遍性，并对全球造成危害的环境问题，也是引起全球范围内生态环境退化的问题 1）是地球上不同国家和地区普遍存在的 2）虽然是某些国家和地区的环境问题，但其影响和危害具有跨国、跨地区的结果全球环境问题的共同特点：人为性隐蔽性危害性移动性加速性可变性全球环境问题的分布特点：区域差异性、区域集中性、全球集中分布、国家内部集中分布、生态环境集中分布、工业污染问题的集中分布、多灾区与国家

控制科学与工程学科发展报告,发展现状及趋势

控制科学与工程学科发展现状及趋势一、国内外现状概述：经典控制理论的研究对象一般为单输入、单输出的自动控制系统，特别是线性定常系统。经典控制理论的特点是以输入输出特性（主要是传递函数）为系统的数学模型，采用频率响应法和根轨迹法这些图解分析方法，分析系统性能和设计控制装置。经典控制理论的数学基础是拉普拉斯变换，占主导地位的分析和综合方法是频域方法。经典控制理论主要研究系统运动的稳定性、时域和频域中系统的运动特性、控制系统的设计原理和校正方法。其局限性主要表现在一般仅适用于单变量和定常系统。现代控制理论以线性代数和微分方程为主要的数学工具，以状态空间法为基础，分析与设计控制系统。状态空间法本质上是一种时域的方法，它不仅描述了系统的外部特性，而且描述和揭示了系统内部状态和性能。较之经典控制理论，现代控制理论的研究对象要广泛得多，原则上将，它既可以是单变量、线性、定常、连续的，也可以是多变量、非线性、时变、离散的。智能控制可以概括为自动控制和运筹学、计算智能、人工智能等学科的结合，其结构是：识别、推理、决策、执行。在低层次的控制中用常规控制器，而在高层次的控制中则应用具有在线学习、修正、组织、决策和规划能力的控制器，模拟人的某些智能和经验来引导求解过程。智能控制理论是以专家系统、模糊控制、神经网络等智能计算方法为基础的智能控制。智能控制的发展还不完善，甚至可以说才刚刚开始，但是可以预见智能控制的发展与完善将引起控制科学与工程学科的全面革命。集散控制系统（DCS）就是在生产过程自动化的巨大需求的背景下发展起来的一种自动化技术。它把控制技术、计算机技术、图像显示技术以及通信技术结合起来，实现对生产过程的监视、控制和管理。它既打破了常规控制仪表功能的局限，又较好地解决了早期计算机系统对于信息、管理和控制作用过于集

量子力学期末考试知识点+计算题证明题

1. 你认为Bohr 的量子理论有哪些成功之处？有哪些不成功的地方？试举一例说明。 (简述波尔的原子理论，为什么说玻尔的原子理论是半经典半量子的？) 答：Bohr 理论中核心的思想有两条：一是原子具有能量不连续的定态的概念；二是两个定态之间的量子跃迁的概念及频率条件。首先，Bohr 的量子理论虽然能成功的说明氢原子光谱的规律性，但对于复杂原子光谱，甚至对于氦原子光谱，Bohr 理论就遇到了极大的困难（这里有些困难是人们尚未认识到电子的自旋问题），对于光谱学中的谱线的相对强度这个问题，在Bohr 理论中虽然借助于对应原理得到了一些有价值的结果，但不能提供系统解决它的办法；其次，Bohr 理论只能处理简单的周期运动，而不能处理非束缚态问题，例如：散射；再其次，从理论体系上来看，Bohr 理论提出的原子能量不连续概念和角动量量子化条件等，与经典力学不相容的，多少带有人为的性质，并未从根本上解决不连续性的本质。 2. 什么是光电效应？光电效应有什么规律？爱因斯坦是如何解释光电效应的？答：当一定频率的光照射到金属上时，有大量电子从金属表面逸出的现象称为光电效应；光电效应的规律：a.对于一定的金属材料做成的电极，有一个确定的临界频率0υ，当照射光频率0υυ<时，无论光的强度有多大，不会观测到光电子从电极上逸出；b.每个光电子的能量只与照射光的频率有关，而与光强无关；c.当入射光频率0υυ>时，不管光多微弱，只要光一照，几乎立刻910s -≈观测到光电子。爱因斯坦认为：(1)电磁波能量被集中在光子身上，而不是象波那样散布在空间中，所以电子可以集中地、一次性地吸收光子能量，所以对应弛豫时间应很短，是瞬间完成的。(2)所有同频率光子具有相同能量，光强则对应于光子的数目，光强越大，光子数目越多，所以遏止电压与光强无关，饱和电流与光强成正比。(3)光子能量与其频率成正比，频率越高，对应光子能量越大，所以光电效应也容易发生，光子能量小于逸出功时，则无法激发光电子。 3．简述量子力学中的态叠加原理，它反映了什么？答：对于一般情况，如果1ψ和2ψ是体系的可能状态，那么它们的线性叠加：1122c c ψψψ=+（12c c ，是复数）也是这个体系的一个可能状态。这就是量子力学中的态叠加原理。态叠加原理的含义表示当粒子处于态1ψ和2ψ的线性叠加态ψ时，粒子是既处于态1ψ，又处于态2ψ。它反映了微观粒子的波粒二象性矛盾的统一。量子力学中这种态的叠加导致在叠加态下观测结果的不确定性。 4. 什么是定态？定态有什么性质？答：体系处于某个波函数()()[]exp r t r iEt ψψ=-，所描写的状态时，能量具有确定值。这种状态称为定态。定态的性质：（1）粒子在空间中的概率密度及概率流密度不随时间变化；（2）任何力学量（不显含时间）的平均值不随时间变化；（3）任何力学量（不显含时间）取各种可能测量值的概率分布也不随时间变化。 5. 简述力学量与力学量算符的关系？答：算符是指作用在一个波函数上得出另一个函数的运算符号。量子力学中采用算符来表示微观粒子的力学量。如果量子力学中的力学量F 在经典力学中有相应的力学量，则表示这个力学量的算符?F 由经典表示式F （r,p ）中将p 换为算符?p 而得出的，即：

环境科学概论试卷 B卷及答案

环境科学概论试卷 B卷及答案环境科学概论试卷(B卷)及答案一、选择题(每题2分，共20分，多选) 1、那两种汞化物毒性最大1.4 (1)HgO(2)Hg2Cl2(3)Hg(4)Hg(CH3)2 2、生态工程的特点与优势1.2 (1)资源低消耗(2)成本多效益(3)设计多样化(4)工程人为化 3、全球环境变化中次生环境问题1.3(1)酸雨污染(2)水土流失(3)生物多样性锐减(4)海洋资源保护 4、复合污染生态效应机制1.4 (1)协作作用(2)相互作用(3)降低作用(4)独立作用 5、环境科学数据的重要来源1.3 (1)环境监测(2)网络(3)科技期刊(4)学术讲座 6、河流环境监测点的设置原则3.4 (1)城市污染(2)面源污染(3)河流的宽度(4)河流的深度与流速 7、有效预防污染最重要的手段2.4 (1)污染控制技术(2)法律与法规(3)环境经济手段(4)公众参与 8、空气污染指数的监测指标1.2 (1)TSP(2)NOX(3)灰尘(4)病毒 9、中国可持续发展战略对策1.4 (1)节约资源与能源(2)推行污染治理与管理(3)制定法律与法规(4)绿色生活方式 10、与绿色核算相比经济核算的不足:1.4 没反映自然资源的消耗(2)计算成本不准确(3)没有计算人类的消费(4)(1)

环境成本费用二、名词解释(任选3题，每题6分，共18分) 1、有机污染物与POPs 有机污染物是指由人为因素产生并排放到环境中，由于超出环境容量和环境承载力而累积，达到一定浓度，对环境及人体健康带来影响并造成危害的有机物质。 POPs，持久性有机物，是指一类具有半挥发性、难降解、高脂溶性等理化性质，可进行远距离甚至全球尺度的迁移扩散，并通过食物链在生物体内浓缩累积，对人体和生态环境产生毒性影响的有机污染物。 2、全球环境变化与温室效应全球环境变化是指由于自然因素和人为因素所导致的全球环境问题及其相互作用。温室效应是指温室气体如CO2、CH4、N2O、O3、CFCS、O3等物质允许太阳的短波辐射通向地表，而部分吸收地表长波辐射，使大气具有与温室中玻璃相类似的特性，即温室效应。 3、污染物河口扩散模式与海水入侵污染物河口入海的扩散模式:p233 由河口向海湾的流线多呈喇叭状，在稳定条件下，污染物以半圆形散布。设各个方向上的扩散系数相等，连续流入的污染物浓度为p0，则在半径为r处的污染物浓度。海水入侵:指河口生态系统由于入海水量的不足或断流，导致咸淡水平衡被打破，使海水倒灌，影响生态系统的多样性和水量、水沙平衡，同时也会影响能量和物质的平衡，产生生态退化和环境恶化和地下水咸化等一系列严重问题。 4、生态系统结构与景观

量子力学知识点小结(良心出品必属精品)

第一章 ⒈玻尔的量子化条件，索末菲的量子化条件。 ⒉黑体：能吸收射到其上的全部辐射的物体，这种物体就称为绝对黑体，简称黑体。 ⒎普朗克量子假说：表述1：对于一定频率ν的辐射，物体只能以hν为能量单位吸收或发射电磁辐射。表述2：物体吸收或发射电磁辐射时，只能以量子的方式进行，每个量子的能量为：ε=hν。表述3：物体吸收或发射电磁辐射时，只能以能量ε的整数倍来实现，即ε，2ε，3ε，…。 ⒏光电效应：光照射到金属上，有电子从金属上逸出的现象。这种电子称之为光电子。 ⒐光电效应有两个突出的特点： ①存在临界频率ν0：只有当光的频率大于一定值v0 时，才有光电子发射出来。若光频率小于该值时，则不论光强度多大，照射时间多长，都没有光电子产生。 ②光电子的能量只与光的频率有关，与光的强度无关。光的强度只决定光电子数目的多少。 ⒑爱因斯坦光量子假说：光(电磁辐射)不仅在发射和吸收时以能量E= hν的微粒形式出

现，而且以这种形式在空间以光速 C 传播，这种粒子叫做光量子，或光子。爱因斯坦方程 ⒒光电效应机理：当光射到金属表面上时，能量为 E= h ν 的光子立刻被电子所吸收，电子把这能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面后的动能。 ⒓解释光电效应的两个典型特点： ①存在临界频率v 0：由上式明显看出，当h ν- W 0 ≤0时，即ν≤ν0 = W 0 / h 时，电子不能脱出金属表面，从而没有光电子产生。 ②光电子动能只决定于光子的频率：上式表明光电子的能量只与光的频率ν有关，而与光的强度无关。 ⒔康普顿效应：高频率的X 射线被轻元素如白蜡、石墨中的电子散射后出现的效应。 ⒕康普顿效应的实验规律： ①散射光中，除了原来X 光的波长λ外，增加了一个新的波长为λ'的X 光，且λ' >λ； ②波长增量Δλ=λ-λ随散射角增大而增大。 ⒖量子现象凡是普朗克常数h 在其中起重要作用的现象 ⒗光具有微粒和波动的双重性质，这种性质称为光的波粒二象性 ⒘与运动粒子相联系的波称为德布罗意波或物质波。 ???? ? ???? ======n k h k n h P h E λππλων2 ,2

力学在桥梁工程中的应用及发展趋势

力学在桥梁工程中的应用及发展趋势桥梁在人类发展的历史过程中，可以说一直是一种社会文明的代表，纵观世界桥梁建设发展的历史，可以发现桥梁的发展与当时社会生产力的发展，工业水平的提高，施工技术的改进，数学、力学理论的发展，计算技术的改革都有密切的关系，其中力学理论的应用在桥梁建设中起着举足轻重的作用．特别是在l9，20世纪，随着力学理论及应用研究的长足进步，促使桥梁建设发生了前所未有的飞跃．本文从力学在桥梁工程中的应用这个角度，作简要的回顾、分析、评述和展望． 1 力学在桥梁工程中的应用及主要成就 l8世纪以前，虽然当时人们对力学中的许多机理尚不了解，但已经在实践中摸索出诸如，土、石、砖、木等材料主要适合于受压的场合，因此所采用的桥梁建筑结构较为简单，如举世闻名的赵州桥(跨度为37．02m，公元605年)，它既发挥了土、石等圬工材料的优点，又减轻了桥身的自重，节约了用材，且便于排洪，还增加了美观，它集中体现了世界古代桥梁的伟大成就，同时也代表了古代中华文明，在今天看来，它应是力学在当时材料条件下的最佳发挥． 18世纪前后，人们开始使用生铁，尽管人们已经认识到了这类材料是优于土、石等圬工材料的一类新材料，但是由于材料本身的缺昭以及人们对其力学机理、物理性质尚不清楚，其应用仍然受到了很大的限制．19世纪中叶，由于欧洲率先进入了工业社会，从根本上改变了西方社会近千年的文明，特别是在这一时期伴随Newton力学的形成、微积分学的发展及欧洲工业化格局的形成，使得力学的理论与实践得到了很大的发展，如与土木工程建筑有关的材料力学、结构力学的形成，造就了桥梁工程建设的第1次飞跃．英国的不列颠尼亚箱粱桥(跨度为141．00m，1850年)，美国的布鲁克林悬索桥(跨度为486.00m，1883年)及英国的福斯悬臂桁架桥(跨度为520.00m，1890年)等桥梁是这一时期的杰出代表． 20世纪初期，由于西方工业社会的空前发展，力学研究的进步及相关学科的发展导致高强度钢材、钢筋混凝土乃至预应力混凝土等材料的出现，实现r桥梁工程发展史上的第2次飞跃．根据初等材料力学的结论，混凝土抗拉强度很低，但其价格却远低于钢材，人们为了增加其抗拉能力，设计了钢筋混凝土这类复合建筑材料，使其既能承受拉力，又能承受压力，但限于混凝土材料本身所具有的力学性能，将其作为粱式桥结构用材，跨度仍远逊色于传统的拱桥结构．在进一步实践过程中，人们又发现尽管有受力钢筋在承载，但在受拉区仍然不可避免地会出现一些裂缝，若对钢筋施加一定张力作用，可以克服此弊端即通过张拉预应力筋，使得受拉区事先储备一定数值的压应力当外荷载作用时，混凝土可不出现拉应力或不超过某个临界值的拉应力，从而极大地提高丁混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，进而导致了预应力混凝土桥梁结构的出现，扩展了其应用的范围，使之成为了2O世纪桥梁工程中的一类主要结构．我国自70年代末期起，预应力混凝土桥梁的建设得到了很快的发展，特别在近几十年的城市道路桥梁、高速公路桥梁建设中占据着主导地位，这其中诸如预应力混凝土T构、连续梁桥、桁架粱桥、大跨度简支梁桥等桥型都是在这一结构基础上的派生．由于初等材料力学及结构力学的发展，导致了跨越能力较强的悬索桥、斜拉桥的出现．在30年代美国就掀起过大跨度悬索桥的高峰，如美国纽约华盛顿桥(跨度为1067.00m，1931年)，旧金山金门大桥(跨度为1280.00m，1937年)等都是这一时期的典型代表．第2次世界大战以后，德国、日本曾一度赶上了美国；50年代起，斜拉桥结构在德国初见光芒，并很快波及世界各地；60年代，在日本、丹麦等地出现了兴建跨海工程的先例．随着桥梁工程建设的不断进步，出现了诸多困扰人们的力学难题，桥梁空间结构的受力分析，结构复杂的次应力计算，主梁、横隔粱、桥面板、支座、墩台及基础的设计、计算分析等都