2020年高考物理復習知識點：中國古代物理學家周培源

　　2020年高考即將開戰，你準備好了嗎？對于高中物理成績不好的同學來說，熟悉復習資料的積累要隨時整理。高考網小編為各位考生整理了一些高考物理必備的知識點，供大家參考閱讀！

周培源

　　周培源（1902.8.28－1993.11.24），江蘇省宜興縣人。著名流體力學家、理論物理學家、教育家和社會活動家。九三學社社員、中國共產黨黨員。中國科學院院士，中國近代力學奠基人和理論物理奠基人之一 [1]  。

　　1924年周培源畢業于清華學校，1927年在美國加州理工學院學習，獲博士學位，是加州理工學院畢業的第一名中國博士生 [2]  。1929年回國后任清華大學物理系教授。1959年加入中國共產黨。曾任清華大學教務長、校務委員會副主任，北京大學教務長，副校長和校長，中國科學院副院長。第一、二、三、四屆全國人民代表大會代表，第五屆全國人大常委會委員。政協第三、四屆全國委員會常務委員；九三學社第四屆中央常務委員，第五、六屆中央副主席，第七、八屆中央主席，第九屆中央名譽主席。 [3]

　　1993年，經中國有關部門的批準，正式成立周培源基金會。

　　科學研究

　　周培源在學術上的成就，主要為物理學基礎理論的兩個重要方面，即愛因斯坦廣義相對論中的引力論和流體力學中的湍流理論的研究，奠定了湍流模式理論的基礎。

　　相對論

　　在廣義相對論方面，周培源一直致力于求解引力場方程的確定解，并應用于宇宙論的研究。早在二三十年代，他就求得了軸對稱靜態引力場的若干解，與靜止場不同類型的嚴格解，并于1939年證實，在球對稱膨脹宇宙中，若物質和輻射處于熱平衡態，則宇宙必為弗里德曼宇宙。70年代末，他又把嚴格的諧和條件作為一個物理條件添加進引力場方程，求得一系列靜態解、穩態解及宇宙解。還指導研究生進行了與地面平行和垂直的光速比較實驗，以探求史瓦西解和郎曲斯解哪一個更符合靜態球對稱引力場的客觀實際。初步結果已顯示出，郎曲斯解與實際相符。80年代，周培源致力于廣義相對論的基本問題，即經過坐標變換聯系起來的幾個解，究竟應該是一個解還是幾個解。他對照流體力學中保角變換，認為這種情形應該是幾個解而不是一個解。產生這種不確定的原因在于愛因斯坦方程缺少必要的坐標條件 。

　　引力理論

　　在引力理論方面，他提出了“諧和條件是物理條件”的重要觀點，并且提出和指導了中科院高能所李永貴同志等的“地球引力場中光速各向同性檢驗”實驗，在世界上首次獲得地球表面水準方向和豎直方向傳播速度的相對差值在10-11量級上相同的結果，這一結果有可能使人們對愛因斯坦引力論的認識產生重大影響。

　　湍流理論

　　在湍流理論方面，30年代初，周培源認識到湍流場和邊界條件關系密切，后來參照廣義相對論中把品質作為積分常數的處理方法，求出了雷諾應力等所滿足的微分方程，并希望能把邊界的影響通過邊界條件引入雷諾應力的運算式中。

　　1940年，周培源寫出了第一篇論述湍流的論文，該文在國際上第一次提出湍流脈動方程，并用求剪應力和三元速度關聯函數滿足動力學方程的方法建立了普通湍流理論，從而奠定了湍流模式理論的基礎。

　　1945年，周培源在美國的《應用數學季刊》上，發表了題為《關于速度關聯和湍流漲落方程的解》的重要論文，提出了兩種求解湍流運動的方法，立即在國際上引起廣泛注意，進而在國際上形成了一個“湍流模式理論”流派，對推動流體力學尤其是湍流理論的研究產生了深遠的影響。被公推為以雷諾應力方程為出發點的工程湍流模式理論的奠基性工作。

　　50年代，周培源利用一個比較簡單的軸對稱渦旋模型作為湍流元的物理圖像來說明均勻各向同性的湍流運動，并根據對均勻各向同性的湍流運動的研究，分別求得在湍流衰變后期和初期的二元速度的關聯函數、三元速度關聯函數。之后，他又進一步用"準相似性"概念將衰變初期和后期的相似條件統一為一個確定解的物理條件，并為實驗所證實。從而在國際上第一次由實驗確定了從衰變初期到后期的湍流能量衰變規律和泰勒湍流微尺度擴散規律的理論結果。他首先提出了以研究湍流的基本渦旋結構作為出發點，以某種典型旋渦作為湍流元，采用先求解后求平均的新方法，從而避免了傳統湍流理論中納維-斯托克斯方程出現不封閉性的致命弱點。根據這一想法，他與蔡樹棠先生在1956年從粘性流體的納維-斯托克斯方程出發，找到了均勻各向同性湍流在衰變后期的軸對稱渦旋解。此后周先生又與是勛剛、李松年、黃永念、魏中磊、鈕珍南等同志合作引進并驗證了準相似條件，發展了均勻各向同性湍流理論，并于1982年獲得國家自然科學二等獎。

　　80年代，周培源將這些結果推廣到具有剪切應力的普通湍流運動中去，并引進新的逼近求解方法，以平面湍射流作例子，求得平均運動方程與脈動方程的聯立解。經過半個世紀不懈努力，周培源的湍流模式理論體系已相當完整。
 

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