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物理学家李方华院士去世,她一生的成就有哪些?

回答
提起李方华院士,在物理学界,尤其是在中国光学界,她的名字如同一颗璀璨的明星,闪耀着智慧与奉献的光芒。这位杰出的物理学家,以其毕生对光学领域的深耕细作,为中国乃至世界的科学发展留下了浓墨重彩的一笔。2024年3月20日,李方华院士的离世,让无数人扼腕叹息,也让我们更加怀念她辉煌的一生。

李方华院士,1932年出生于上海,自幼便展现出对知识的渴求和对科学的浓厚兴趣。她一路求学,最终在中国科学技术大学学习物理,接受了扎实的科学训练。毕业后,她投身于中国科学院应用物理研究所(后来的中国科学院物理研究所),从此开启了她长达半个多世纪的科研生涯。

在光学领域,李方华院士的成就可谓是硕果累累,影响深远。她最令人瞩目的贡献,集中在以下几个方面:

1. 非线性光学:开辟新领域,解决实际问题

李方华院士是中国非线性光学研究的开创者之一。非线性光学是研究光与物质相互作用中,当光场强度足够强时,物质的响应不再与光场强度成线性关系的一门新兴学科。它打开了许多新的应用领域,例如激光技术、光通信、光计算等。

在李方华院士的带领下,她的研究团队深入探索了非线性光学现象的机理,并将其应用于解决实际问题。她对非线性光学晶体的研究尤为突出,例如在非线性光学晶体材料的制备、性能表征和应用开发方面取得了重要进展。她成功地研制出了一系列高性能的非线性光学晶体,这些晶体能够有效地将激光频率进行倍频、三倍频等,为新型激光器的研制提供了关键材料。她还积极推动了这些晶体在激光雷达、精密测量等领域的应用,为国防和国民经济建设做出了贡献。

举个例子,当时在发展一些高功率激光系统时,就需要将激光的波长进行转换,例如将红外激光转换为可见光。而实现这一转换的关键就在于非线性光学晶体。李方华院士的团队通过精密的实验和理论分析,开发出了能够高效实现这一功能的晶体,这极大地推动了相关技术的发展。

2. 声光效应与超声光学:精密探测的利器

李方华院士在声光效应与超声光学领域也做出了杰出贡献。声光效应是指声波在介质中传播时,引起介质折射率周期性变化,从而对光波产生衍射、调制等影响的现象。超声光学则是利用声光效应来实现光束的偏转、调制、滤波等功能。

在这一领域,李方华院士的研究主要集中在声光调制器、声光偏转器以及相关的超声探测技术的开发。她深入研究了各种声光晶体的性能,并设计制造了高效的声光器件。这些器件在激光显示、通信、精密测量以及军事侦察等领域有着广泛的应用。例如,声光调制器可以用来精确控制激光的强度和开关,这对于激光信息的编码和传输至关重要;声光偏转器则可以将激光束精确地指向任意方向,这在雷达、目标跟踪等方面发挥着重要作用。

她曾带领团队研制出高性能的声光器件,打破了国外在这一领域的长期垄断,填补了国内的空白。这些器件不仅在科研院所得到应用,也被广泛应用于工业生产和国防科技中。

3. 光学精密测量与传感:提升测量精度,扩展应用范围

李方华院士还致力于光学精密测量与传感技术的研究。她将先进的光学原理与精密机械、电子技术相结合,开发出了一系列高精度的测量仪器和传感器。

例如,她对激光干涉测量技术进行了深入研究,并将其应用于高精度位移测量、表面形貌检测等方面。她也关注了光纤传感技术的发展,并探索了其在环境监测、结构健康监测等领域的应用潜力。这些技术和仪器,极大地提升了测量精度,为基础科学研究和工程应用提供了强大的工具。

可以想象,在一些高端制造领域,例如半导体芯片的制造,需要极高的测量精度来保证产品的质量。李方华院士的研究成果,为这些领域提供了关键的测量手段和技术支持。

除了具体的科研成果,李方华院士的学术生涯还具有以下几个显著特点:

强烈的使命感和家国情怀: 作为一名新中国培养出来的科学家,李方华院士始终将国家的需要放在首位。在国家经济建设和国防现代化发展的关键时期,她总是积极响应,将自己的研究方向与国家战略需求紧密结合,用科学技术服务国家。
严谨求实的科学态度: 她以身作则,对待科研一丝不苟,追求真理。她鼓励她的学生和同事也要有同样的科学精神,不畏艰难,勇于创新。
卓越的组织和领导能力: 在担任中国科学院物理研究所所长等职务期间,她展现了出色的管理才能。她能够团结和带领科研团队,营造良好的科研氛围,推动研究所各项事业的发展。
诲人不倦的师者风范: 李方华院士培养了大量优秀的青年科学家。她不仅在学术上悉心指导,更在人生道路上给予学生关怀和启迪。她桃李满天下,她的学生和门生在各自的领域也取得了辉煌的成就,将她的学术思想和科研精神传承下去。

回望李方华院士的一生,她是一位杰出的科学家,是一位优秀的教育家,更是一位令人尊敬的共产党员。她的科学成就,不仅体现在她发表的众多高水平论文和获得的众多科学奖项中,更体现在她为中国光学事业发展所做出的巨大贡献,以及她所培养的众多优秀人才。

她的离去,是中国科学界的重大损失。但她留下的宝贵精神财富,她的科学思想和科研精神,将继续激励着一代又一代的科研工作者,在科学的道路上不断探索,不断前行。李方华院士,您安息!您的光辉,将永远照耀着中国科学的星空。

网友意见

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李方华(1932.1.6—2020.1.24),凝聚态物理学家,电子显微学家。中国科学院院士,第三世界科学院院士。中国电子衍射及高分辨电子显微学的先驱者之一。主要从事衍射物理、高分辨电子显微学和晶体学研究。在高分辨电子显微像的衬度理论和图像处理理论与方法研究、微小晶体结构测定、原子分辨率晶体缺陷测定,以及准晶的研究中做出了重要贡献。作为一名共产党员,李方华先生将赤诚爱国的一生奉献给了祖国的科研事业,将严谨治学的一生奉献给了中国的物理学发展。

李方华从1960年起,开始独立从事科研工作,将一台旧的电子显微镜改装成电子衍射仪,测定了二十三烷醇晶体中的碳和氢原子的位置,这是我国最早的单晶体衍射结构分析和测定晶体中氢原子位置的工作,填补了该领域空白的同时,还提出了一种矫正电子衍射动力学效应的方法。

二十世纪七十年代中期,她与王荫君合作,研究钆钴非晶磁性薄膜的结构与磁性的关系,负责测定非晶体的径向分布函数。该工作填补了国内非晶体电子衍射结构分析的空白,并发展了重量悬挂原子对的简便测定方法。此项合作研究成果获得了中国科学院科技成果奖三等奖。

李方华先生是最早向国内同行介绍高分辨电子显微学发展动态的人,并在中国科学院物理研究所建立了我国最早的高分辨电子显微学研究组,开展高温超导体、半导体、合金、氧化物和矿物等材料的点阵像研究,发现了许多新的结构现象。这些工作于1984年获得中国科学院科技成果奖二等奖。

1982年,李方华应邀到日本大阪大学应用物理系任访问学者。借助那里当时的先进实验和计算条件,她完成了对我国发现的新矿物——氟碳铈钡矿的晶体结构的测定。利用在日期间积累的大量实验和计算经验,回国后她率领自己的研究组使我国在高分辨电子显微学实验和计算方面研究工作迈进了一大步。此外,她认识到传统的尝试法在测定较复杂晶体时的局限性,在总结出了显微像衬度规律基础上提出了显微衬度理论,该理论成为后来她建立电子晶体学图像处理技术的理论依据。

二十世纪八九十年代,她的主要贡献是建立测定微小晶体结构的新方法、建立研究原子分辨率晶体缺陷的新技术、发展高分辨电子显微像的衬度理论、准晶体和晶体之间的关系的实验和理论研究等。她所建立的电子晶体学图像处理技术,已成功地用来测定了多个未知晶体结构,其中多为高温超导体的公度或无公度调制结构。她所建立的场发射高分辨电子显微图像处理技术,已应用于半导体晶体中不同类型位错核心的研究。在有关高温超导体的早期研究工作中,她利用目前电子衍射和高分辨电子显微学方法,进行新材料的结构研究,特别是在认定铋系超导体有无公度调制结构方面起了关键作用。

以李方华先生为第一获奖人的奖项有:中国科学院自然科学奖一等奖1次(1992)、二等奖3次(1984、1989、1991)、中国物理学会叶企孙物理奖(1991);以个人名义获奖奖项:中国电子显微学会桥本初次郎奖(1992)和钱临照奖(1993),以及联合国教科文组织颁发的2003年欧莱雅-联合国教科文组织世界杰出女科学家成就奖。


主要论著:

【1】李方华. 电子衍射强度与结构振幅之间的经验关系及其在结构分析中的应用[J]. 物理学报(11):49-54.

【2】李方华, 王荫君, 高俊杰, et al. 钆钴非晶合金薄膜的电子衍射研究[J]. 物理学报, 1980(02):63-68.

【3】F. H. Li, H. Hashimoto. Use of dynamical scattering in the structure determination of a minute fluorocarbonate mineral cebaite Ba 3 Ce 2 (CO 3 ) 5 F 2 by high-resolution electron microscopy[J]. Acta Crystallographica, 1984, 40(5):454-461.
【4】LI, FH, TANG, D. PSEUDO-WEAK-PHASE-OBJECT APPROXIMATION IN HIGH-RESOLUTION ELECTRON-MICROSCOPY. 1. THEORY[J].

【5】D. Tang, C. M. Teng, J. Zou,等. Pseudo-weak-phase-object approximation in high-resolution electron microscopy. II. Feasibility of directly observing Li+ [J]. Acta Crystallographica, 2010, 42(4):340-342.

【6】李方华. 用高分辨电子显微镜测定晶体结构[J]. 物理学报(03):9-14.

【7】李方华, 范海福. 用Sayre等式复原高分辨电子显微象[J]. 物理学报, 1979(2).

【8】Hai-fu Fan, Zi-yang Zhong, Chao-de Zheng,等. Image processing in high-resolution electron microscopy using the direct method.I.Phase extension [J]. Acta Crystallographica, 2014, 41(2):163-165.

【9】None. Image processing in high-resolution electron microscopy using the direct method. II. Image deconvolution[J]. Acta Crystallographica, 42(5):353-356.

【10】Hu J J , Li F H . Maximum entropy image deconvolution in high resolution electron microscopy[J]. Ultramicroscopy, 1991, 35(3-4):339-350.

【11】D. X , Huang, and, et al. Multiple solution in maximum entropy deconvolution of high resolution electron microscope images[J]. Ultramicroscopy, 1996.

【12】H, Jiang, and, et al. Electron crystallographic study of Bi2(Sr0.9La0.1)2CoOy[J].

【13】Lu B, Li F H, Wan Z H, et al. Electron crystallographic study of Bi 4 (Sr 0. 7 5 La 0. 2 5 ) 8 Cu 5 O y structure[J]. 1997, 70(1-2):13-22.

【14】J Liu, F H Li, Z H Wan,等. Electron crystallographic image-processing investigation and superstructure determination for (Pb0.5Sr0.3Cu0.2)Sr-2(Ca0.6Sr0.4)Cu2Oy[J]. Acta Crystallographica, 2001, 57(Pt 5):540-547.

【15】G. Z. Pan, F. H. Li. An Identical Quasicrystal-Structure Model for T2- (AI6CuLi3) from Two Different Six-Dimensional Crystals[J]. Physica Status Solidi, 2006, 182(1):39-49.

【16】Li, F. H . Image processing based on the combination of high-resolution electron microscopy and electron diffraction[J]. Microscopy Research and Technique, 1998, 40(2):86-100.

【17】F. H. Li. Crystallographic image processing approach to crystal structure determination [J]. Journal of Microscopy, 2002, 190(1-2):249-261.

【18】Li F H . High-resolution electron microscopy and its applications[J]. Journal of Electron Microscopy Technique, 1987, 7(4):237-254.

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