非线性物理——混沌

实验室和教师介绍

非线性物理实验的实验室位于物理楼158-160房间,由李世燕和徐海超两位老师负责教学,乐永康提供支持。

引言

  非线性是在自然界广泛存在的自然规律,相对于我们熟悉的线性要复杂得多。随着物理学研究的不断深入,非线性问题逐渐被重视起来,现已出现了多个分支,混沌便是其中之一。混沌现象在生活中广泛存在,如著名的蝴蝶效应、湍流、昆虫繁衍等。

  要直观地演示混沌现象,采用非线性电路是一个非常好的选择。能产生混沌现象的自治电路至少满足以下三个条件:1)有一个非线性元件,2)有一个用于耗散能量的电阻,3)有三个存储能量的元件。如图1所示的蔡氏电路(Chua's circuit)是一个符合上述条件、非常简洁的非线性电路,由华裔物理学家蔡绍棠(Leon O. Chua)教授于1983年提出并实现。近年来,非线性电路的研究领域有了长足进展,新的混沌与超混沌电路的理论设计与硬件实现等问题备受人们关注。如Chen氏电路、Colpitts振荡电路、基于SETMOS的细胞神经网络结构的蔡氏电路,都能用于研究混沌现象,并有不同的应用领域。

实验讲义

实验内容

  1. 各种混沌现象的观测
  2. 测量非线性负阻的I-V特性
  3. 元件参数测量和非线性方程的求解
  4. C调制(选做)
  5. 数值模拟
  6. 混沌通讯(探索)
  7. 分形(探索)

链接

讨论

 
exp/nonlinearphysics/chuas-circuit/modernii.txt · 最后更改: 2018/11/04 21:19 由 xiaole
 
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