文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › Hall 效应

Hall 效应

Hall 效应
Hall 效应

霍尔效应(classical 霍尔效应):以二维金属为例,我们在垂直方向加一个比较强的磁场,然后在二维金属里沿一个方向通直流电流,然后我们会在垂直于电流,磁场的方向获得一个电压,这个就是经典的霍尔效应,我们称这个电压为横向电压,区别于沿电流方向的电压,有这个横向电场和电流我们可以定义一个霍尔电导。这些都可以在经典电动力学(电磁学)的框架内解释。

Quantum Hall Effect:实验图像和经典的基本上一样,只是我们测到的霍尔电导是一个个分立的值,而不是连续的值,而且随外加磁场的变化呈现一种振荡的变化。这个就是量子霍尔效应。量子霍尔效应是体系态密度在磁场下量子化的结果,只能在量子力学的框架下解释。量子霍尔效应中对量子电导有贡献的是边界态,也就是说导电电子是在材料的边界上走的。自旋量子霍尔效应:和霍尔效应一样,电子在边界上走。霍尔效应里电子在某一个边界上只沿一个方向走,但是在自旋量子霍尔效应中,每一个边界上有两条边界态构成的band,每有一个(k,+)态,那么有一个另一个band上对应的(-k,-)态,这儿后面的+,-代表自旋。因此电子有沿一个方向走的,也有沿反方向走的。它们数目相等,因此没有净电流,没有霍尔电导。但是这两种沿不同方向propagating的电子的自旋方向相反,因此有一个净的自旋流,而且类似于霍尔效应,这个自旋流的自旋conductance也是量子化的,因此称为自旋量子霍尔效应。自旋量子霍尔效应实验中和量子霍尔效应很不一样的一点就是,没有外加磁场。如果有了外加磁场,体系的time reversal symmetry被破坏,这个时候自旋量子霍尔效应不在存在。

拓扑绝缘体:自旋量子霍尔效应体系是拓扑绝缘体中的一种。自旋量子霍尔效应中每个边界上有两个边界能带,这两个能带的chirality是一样的,因此会出现自旋量子霍尔效应,但是假设我们一个边界上有四个band,两个能带的chirality一样,但是另两个band的chirality 不一样,那么此时沿边界上一个方向走的电子自旋可以为正,也可以为负,两者数目相等,相消。此时既没有电流,也没有自旋流。因此是另一种绝缘体。这两种绝缘体的不同是由于它们band的拓扑性质不同。我这里讲的是二维的情况。

当然有一点就是,自旋量子霍尔效应体系以及拓扑绝缘体都是bulk insulator,但是edge ba nd穿过bulk band的gap.因此体是绝缘体,边界态是可以传导电子的。

霍尔效应,也就是平常霍尔效应,是在x方向存在电流和z方向存在外磁场的情况,在y

方向产生横向电流。

量子霍尔效应,是在极低温和强磁场下,发生的霍尔效应。在y方向的电流(电导)是量子化的,可以通过Laudau规范理论进行定量分析。在二维体系中,边缘出现的霍尔电导将是由块体拓扑保护的,通过Chern数或绕数分析可以得到以e2/h为单位的量子霍尔电导。

自旋量子霍尔效应:不需要磁场,但材料需要有强的自旋轨道耦合,有强自旋轨道耦合将导致能带反转。在二维体系中,在表面边缘将出现自旋电流,上下自旋电流反向传播,因此不存在电荷电流。同时这种自旋电流是受时间反演对称性保护的,因此能避免非磁性杂质的散射作用。但磁性杂质将破坏时间反演对称性,因此也就破坏自旋电流对称性,将出现电荷电流。

拓扑绝缘体:是一种内部存在带隙的绝缘态,而表面(或边缘)存在无带隙金属态的具有强自旋轨道耦合的绝缘体(半导体)材料。表面态能带在Gamma点构成Dirac锥,导致电子为无质量的Dirac电子。并且表面态(边缘态)是由自旋轨道耦合导致的时间反演对称性保护的金属态,因此可以避免非磁性杂质散射。并且任何块体的非拓扑形变都不会使表面态有重大改变。而在三维体系向二维体系过渡的过程中,由于上下表面金属态之间的隧道耦合,将打开一个随厚度振荡的带隙,从而使表面态遭到破坏。表面态向完全二维体系的边缘态演化,最终形成完全局域在表面边缘的边缘态。

但是这里有几个地方我还不明白:

(1)量子霍尔效应:边缘出现的霍尔电导是由块体拓扑保护的

(2)自旋量子霍尔效应:这种自旋电流是受时间反演对称性保护的,因此能避免非磁性杂质的散射作用。但磁性杂质将破坏时间反演对称性,因此也就破坏自旋电流对称性,将出现电荷电流。

(3)拓扑绝缘体:表面态能带在Gamma点构成Dirac锥,导致电子为无质量的Dirac电子这些地方我看不大懂,能麻烦您再给讲讲么?或者给我一些参考文献也好。。。呵呵:)刚

接触这些东西,疑问很多啊~~

mljphy(站内联系TA)

Originally posted by Ilovenewyork at 2011-05-05 15:40:47:

谢谢你:)

但是这里有几个地方我还不明白:

(1)量子霍尔效应:边缘出现的霍尔电导是由块体拓扑保护的

(2)自旋量子霍尔效应:这种自旋电流是受时间反演对称性保护的,因此能避免非磁性杂质的散射 ...

我对你的三个问题尝试回答一下,但只是尝试,有错误希望指出。

(1)二维体系的边缘态霍尔电导与块体能带结构有关。如果块体存在一个绝缘带隙,那么在强外磁场下,二维体系表面边缘电流的霍尔电导将是量子化的,由所谓的Chern数(或绕数,TKNN量子数)来决定。只要没有改变块体的能带结构(主要是指带隙是否封闭或重新打开),那么这种量子化的霍尔电导将保持不变,所以可以认为这些表面边缘电流是由块体拓扑保护的。这是二维体系本身是绝缘体系的情况。而如果体系本身是金属,那么强磁场将使得每个能级分裂为能带,由很多Laudau能级构成,Laudau能级之间的间隔与外加磁场有关,此时,类似于绝缘体情况(能带已经不是原先金属里面那样是准连续的)。此时电子在这些朗道能级上面的占据情况将与直接与可填充的状态数有关,这直接导致横向霍尔电导的量子化。

(2)量子自旋霍尔效应中由于强的自旋轨道耦合,自旋反转需要较多的能量,因此往相反方向传播的自旋电流将不会出现自旋反转,从而使相反方向运动的自旋电流抵消,净电荷电流为零,因此在自旋霍尔效应中只有净自旋电流。但是如果破坏体系的时间反演对称性,比如加入塞曼场,或磁性杂质,那么将会导致某种自旋(譬如向上)的电子数较多,而由于自旋轨道耦合很强,保证了只要自旋方向相同那么其动量方向也相同,从而往某个方向运动的自旋电流增加,导致上下自旋的自旋电流出现不对称,抵消部分之后还有净的电荷电流。(3)拓扑绝缘体表面态能带在Gamma点形成一个Dirac锥,即能量色散关系为线性的,既然是线性关系,通过质量和能带的关系,可以得到这种电子的有效质量为零,并可以算得其费米速度大约在10^5-10^6数量级。

这方面的资料超多,你可以参看:

(1)高等量子力学,倪光炯;

(2)PRL.49,405,Thouless(1982);

(3)Science,314,1757,B.A.Bernevig(2006)

(4)Nature,5,438,H.J.Zhang(2009)

(5)Physics Today,33,X.L.Qi(2010)

现在就有一场科学最前沿的中美大PK正在进行当中:同样是拓扑绝缘体方面,中国做反常量子霍尔效应,美国做超导效应。下面给与解说和评述。

先科普:1. 什么是拓扑绝缘体?

拓扑绝缘体是一种具有新奇量子特性的物质状态,为近几年来物理学的重要科学前沿之一。拓扑绝缘体是一种新的宏观量子物态。

最简单地说:拓扑绝缘体材料的内部是不导电的,表面是导电的。关键在于表面的导电怎样导法,是典型的金属型导电,还是超导导电?

传统上固体材料可以按照其导电性质分为绝缘体和导体(半导体也是绝缘体),其中绝缘体材料在其费米能处存在着有限大小的能隙,因而没有自由载流子;金属材料在费米能级处存在着有限的电子态密度,进而拥有自由载流子。而拓扑绝缘体是一类非常特殊的绝缘体,从理论上分析,这类材料的体内的能带结构是典型的绝缘体类型,在费米能处存在着能隙,然而在该类材料的表面则总是存在着穿越能隙的狄拉克型的电子态,因而导致其表面总是金属性的,可以导电。拓扑绝缘体这一特殊的电子结构,是由其能带结构的特殊拓扑性质所决定的。

拓扑绝缘体材料的表面和边界是能带结构表现为存在“狄拉克锥”,即能带有上下锥形相连的结构,处于锥边缘态的电子自旋会呈现涡旋排列,形成所谓自旋流并在磁场下表现出自旋霍尔效应。这也接近于普通的导电机理,但是也可以是超导体。

拓扑绝缘体是这几年凝聚态物理学兴起的热点领域,其中涉及许多重要的物理现象和物理机制,同时意味着广阔的应用前景。比如通过研究拓扑绝缘体中电子自旋的运动方式,我们就可以设法控制和识别电子的自旋。目前半导体器件仅仅是利用了电子的电荷性质,而且越来越小的电路元件使得电子的量子效应越明显,摩尔定律似乎已经走到了尽头。要想获得更多的信息处理容量,利用电子的另一个性质——自旋是一个非常明智的选择。

2. 什么是霍尔效应?

霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机制时发现的。当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象就是霍尔效应。这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔于1880年发现反常霍尔效应,就是不需要外加磁场。

1980年,德国科学家冯·克利青(Klaus von Klitzing)发现整数量子霍尔效应,于1985年获得诺贝尔物理学奖。1982年,美国科学家崔琦(Daniel CheeTsui)和施特默(Horst L. Stormer)发现分数量子霍尔效应,不久由美国物理学家劳弗林(Rober B. Laughlin)给出理论解释,三人共同获得1998年诺贝尔物理学奖。

在量子霍尔效应家族里,至此仍未被发现的效应是“量子反常霍尔效应”——不需要外加磁场的量子霍尔效应。

这里请大家记住:这个…量子反常霍尔效应?是已经清楚知道存在的,没有原理上的任何问题,就差实验观测证实了。

3. 什么是超导效应?

就是说,普通的导体在一定温度下,电阻突然消失的现象。

1911年,荷兰莱顿大学的卡末林—昂内斯意外地发现,将汞冷却到-268.98℃时,汞的电阻突然消失;后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性,由于它的特殊导电性能,卡末林—昂内斯称之为超导态。卡茂林由于他的这一发现获得了1913年诺贝

尔奖。

高温超导体:1986年1月在美国国际商用机器公司设在瑞士苏黎世实验室中工作的科学家柏诺兹和缪勒,首先发现钡镧铜氧化物是高温超导体,将超导温度提高到30K;紧接着,日本东京大学工学部又将超导温度提高到37K。1987年1月初日本川崎国立分子研究所将超导温度提高到43K;不久日本综合电子研究所又将超导温度提高到46K和53K。中国科学院物理研究所由赵忠贤的研究组,获得了48.6K的锶镧铜氧系超导体,并看到这类物质有在70K发生转变的迹象。1987年2月16日美国国家科学基金会宣布,朱经武获得转变温度为98K的超导体。1987年2月20日中国也宣布发现100K以上超导体。1987年3月3日,日本宣布发现123K 超导体。

最近几年,日本人报道了新的铁基超导体,中国注入大批科研资金,跟风开展铁基超导研究。

超导方面有重大意义的原创工作还有两件:一是室温超导体,这样才能真正进入实用,二是,超导的基本原理,这个方面至今远远没有解决。尽管给了好几次诺贝尔奖,但是那些理论成果都是盲人摸象,没有解决其真正问题。

因为,拓扑绝缘体的表面导电性,可否有超导特性,应该有,但是不确定。如果证实有,那就是比较牛!这才是重大原创!

下面开始解说这个中美大PK。

中方:拓扑绝缘体方面的反常量子霍尔效应。

参与单位:清华大学和中科院北京物理所。领衔主演:薛其坤

中国团队经过数年不懈探索和艰苦攻关,最近成功实现了“量子反常霍尔效应”。这是国际上该领

域的一项重要科学突破,该物理效应从理论研究到实验观测的全过程,都是由我国科学家独立完成。

该结果于2013年3月14日在Science上在线发表

杨振宁4月10日称赞其是诺贝尔奖级的成绩。

请注意:这是一项重要科学突破,地地道道的中国的本土工作。但是没有任何悬念!

美方:拓扑绝缘体方面的超导效应。

参加单位:美国伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)与布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory)。

美国团队已经测量了拓扑绝缘体块体材料的超导表面状态,因为此处电荷载体已被成功地耗尽。此项研究论文发表在4月9日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志。

——Sungjae Cho, Brian Dellabetta, Alina Yang, John Schneeloch, ZhijunXu, Tonica Valla, GendaGu, Matthew J. Gilbert, Nadya Mason. Symmetry protected Josephson supercurrents in three-dimensional topological insulators. Nature Communications, Volume: 4, Article number: 1689. DOI: 10.1038/ncomms2701. Published 09 April 2013.

请注意:这项结果有悬念,如果后来能被证实是正确的,将来很有希望实现室温超导,那时候这件工作一定会得到诺贝尔奖。算不上是地地道道的美国的本土工作,作者中有中国人。

博主简单评述:

1. 这次中国团队的工作,我觉得跟诺奖完全无关。

2. 美国团队的工作需要别的团队证实是正确的,如果证实错误,那就是乌龙一个;如果证实争正确了,并且将来实现了更高温度的超导,接近或者达到室温,那么这份工作肯定要授给诺奖。因此还需要继续前进。

3. 拓扑绝缘体现在这么热,股票市场的科技股都因为这个概念大涨。这个领域的开创者有好几位,相信将来一定会给诺奖,比较有希望的是其中一位华人,张首晟,以前我的博文里面多次提到过的:

由张首晟获2012年狄拉克奖叹落后的中国的科学研究前沿

庄小威PK 张首晟,饶毅PK 施一公,北大PK 清华

一篇2012 诺贝尔物理奖预测

一些诺贝尔奖级别的成果和工作

4. 科学最前沿的研究,拼的纯粹是智商,无关乎情商。尽管,我也殷切希望中国尽快能有重大原创性工作出出来。

微博传播的正负效应.doc

微博传播的正负效应 作者:艾北芳 来源:《新闻世界》2012年第07期 【摘 要】随着科学技术的飞速发展,信息传播的形式不断更新,继报刊、广播、电视等传统媒体之后,新的传播媒介开始进入人们的工作与生活。在新媒体的发展过程中,微博以其特有的传播特点在短短两年时间内迅速吸引了四亿多用户,成为广大网民工作、生活、学习和交往的重要工具。然而,在微博成为网络互联信息工具的同时,虚假信息、偏激言论频繁出现,并已成为微博传播领域亟待解决的问题。本文对微博传播的正负效应进行分析,探讨微博在应用过程中存在的消极影响,以及解决问题的途径,以期微博作为新传播媒介能够健康发展。 【关键词】微博传播正负效应 一、微博传播的基本特征 首先,相比于传统传播模式,微博传播在传播主体上发生了根本性改变,即传播主体平民化。微博作为新兴的自媒体平台,为受众提供了效用全面的个人门户,以一个全新的互联模式突破了个体参与大众传播的传统格局。同时,微博以其开放性和自由性,激发了网民的原创欲望和发表欲望。微博的这些独特之处使网民由媒体传播的“旁观者”转变成为“参与者”,每个网民都可以通过微博搭建自己的自媒体平台,形成“人人即媒体”的全新传播模式。 其次,在传播方式上,微博传播实现了传播交互化,多维化。网民在微博上发布信息、表达个人情感时,大多数都会收到以转发、评论为主要模式的网民反馈。微博传播的交互性使人与人之间的互动更加便捷。相比于传统媒体的线性传播模式,微博以其独特的网状传播模式实现了一对一、一对多、多对一、多对多的交互传播;此外,微博的自主性强,准入门槛低,为网民提供了开放、便捷的交互平台,因而也更加平民化。在独特的交互传播方式的基础上,微博能够轻松实现人际传播、群体传播、组织传播和大众传播的兼容。因此,微博也就能够在这些传播方式所使用的媒体上实现传播,或者容纳多种媒体的传播效用,成为名副其实的多媒体。①在微博的应用与发展过程中,由于传统媒体注意到微博平台立体化的传播特点,纷纷进入微博领域,注册微博账号,在这一全新的信息平台上实现对传统传播模式的拓展。同时,借助微博文本、图片、音频、视频的立体化传播特点,实现传播方式多元化,以弥补传统媒体单一传播方式的不足。 第三,传播内容碎片化。微博140字的容量,对信息内容与数量带来限定,呈现出“碎片化”的特点。相比于博客等传播复杂信息的互联平台,微博“微容量”这一特点对其在深度信息、广度信息的传播上造成一定限制,但这也恰恰是微博的特色所在。它一方面契合了现代社会快节奏的生活方式,提高了现代人的传播效率,同时又在影响现代人获取信息方式和习惯,甚至改变着整个社会生活方式和人际交往模式。相比于传播媒体的严肃性、权威性,微博以其去中心化的特点而广受平民青睐。作为一个平等自由的信息平台,微博打破权威,激发网民创新欲,改变了受众在传统传播模式中的被动地位。这在一定程度上弥补了大众传媒的传播缺陷,提高了信息传播与信息到达的效率,使大众传播时代意见领袖的话语权下移,突现平民化与分众化的传播个性,这也正是微博最突出的特点所在。 二、微博传播的正效应 首先,微博传播促进民意的直接表达。微博作为自媒体平台,为人们提供了表达观点,参与讨论的机会,有助于百姓与执政者的有效交流对话,促进和谐社会的构建。随着微博的普及,越来越多的官员和政府机关开通微博,欲通过这一平等的信息平台了解民意,以便更有效地落实政务工作。与此同时,微博也为百姓提供了与官员、政府等相关机构平等交流的平台。 其次,在突发大众事件的传播上,微博具有传统媒体无法企及的即时性特点。基于微博与手机绑定这一效用,其在传播信息上具有突出的实时性、参与感以及现场感,实现了信息传播空间与时间上的零距离。微博出现之后,在突发事件发生的同时,当事人或目击者等等会在第一时间通过微博进行“微直播”,这种时间上的零距离是传统媒体难以企及的。有调查显示,从传播扩散到形成。网络舆情需要的时间大概就是事发半小时到一个半小时之间,这一时间是危机处理和对舆情风向进行引导的最佳时机。这是对媒体应变能力的一个巨大考验,而快速的反应正是微博最大的特点之一。②微博内容虽以碎片化形式呈现,但突出的时效性特点极大程度的提高了微博信息传播的价值。更重要的是,通过网民高频次的转发,初始信息在裂变式的传播过程中不断得到补充与纠正,在网络生态环境中实现信息的自组自稳,实现了信息的有效传播。 三、微博传播的负效应 首先,基于微博平民化特点,微博内容具有强烈的主观性和片面性。由于微博140字的容量限制,网民不可能将新闻事件的时间、地点、人物、起因、经过等每一个细节描述清楚。在信息发布之时,必定存在细节缺失、内容不完整等问题。而在信息传播过程中,由于原始信息的内容不足,在信息的传播过程中必然会出现对信息的曲解等诸多问题,进而导致在裂变式的传播过程中不断出现非理性内容,甚至夹杂网民的偏激情绪,给事件的真实报道带来障碍。 其次,微博平台信息发布的便捷性特点,为谣言的产生提供了温床。微博的发布对设备和技术要求不高,用户可以通过互联网、手机客户端等各种网络设备发布微博,且发表过程中没有任何限制,无需后台审核,具有操作简单、应用快捷的特点。然而,微博这一独有的特点,也为谣言的产生提供了条件。 第三,微博的广泛应用,使得“微博控”成为当今社会的新兴人群。“微博控”多为在校学生以及青年人群。他们将一天中的大部分时间集中在看微博、刷微博、编辑微博中,而对现实生活中很多有意义的事情无动于衷。对于青年人,这种沉迷过度的状况严重影响其身心健康发展。同时,相比于现实生活与社交工作,这类人群更习惯与网络这一虚拟世界中的人交流,这对他们现实生活中人际交往能力的培养造成非常不利的影响。 四、对微博传播存在的问题的改善 首先,政府制定微博管理法规及条例,规范微博内容管理。目前我国对于互联网的监督与管理相对薄弱,已经出台的为数不多的相关法规与条例,也因诸多原因未能得到良好的施行。微博作为互联网中新兴信息传播平台,在其最初的运行与管理过程中必定会遇到各种各样的问题与挑战。因此,在微博运营与使用的过程中,应不断发现问题,及时完善相关法律法规,维护安全、和谐的互联网生态环境。 其次,微博官方可以设立用户诚信制度。对每一个用户所发的信息进行检查和评定,一旦发现有虚假或危害的信息,就降低该用户的诚信指数。这样一来,用户就会重视自己发出的每一条信息,维护自己的诚信度。③ 第三,要充分发挥“意见领袖”的作用。随着微博的发展与普及,越来越多的“意见领袖”开始使用微博并且活跃于微博。然而,微博“意见领袖”的自律问题亟待解决。其问题突出表现在:发布、传播不真实信息,甚至谣言;利用网民基于某一大众事件的普遍偏激情绪,故意制造消极言论,影响舆论导向。微博“意见领袖”在网络舆论引导中的作用不容忽视,但其存在的问题更应得到相关部门的重视。政府应作出积极的回应,出台相关法规与条例,充分发挥“意见领袖”在网络舆论引导中的积极作用,配合营造安全、和谐的网络舆论环境。□ 参考文献

磁场的测定(霍尔效应法)汇总

霍尔效应及其应用实验(FB510A 型霍尔效应组合实验仪) (亥姆霍兹线圈、螺线管线圈) 实 验 讲 义 长春禹衡时代光电科技有限公司

实验一 霍尔效应及其应用 置于磁场中的载流体,如果电流方向与磁场垂直,则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场,这个现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的,后被称为霍尔效应。如今霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段,而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量的电测量、自动控制和信息处理等方面。在工业生产要求自动检测和控制的今天,作为敏感元件之一的霍尔器件,将有更广泛的应用前景。掌握这一富有实用性的实验,对日后的工作将有益处。 【实验目的】 1.了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。 2.学习用“对称测量法”消除副效应的影响,测量试样的S H I ~V 和M H I ~V 曲线。 3.确定试样的导电类型。 【实验原理】 1.霍尔效应: 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场,即霍尔电场H E 。如图1所示的半导体试样,若在X 方向通以电流S I ,在Z 方向加磁场B ,则在Y 方向即试样A A '- 电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。对图1(a )所示的N 型试样,霍尔电场逆Y 方向,(b )的P 型试样则沿Y 方向。即有 ) (P 0)Y (E )(N 0)Y (E H H 型型?>?< 显然,霍尔电场H E 是阻止载流子继续向侧面偏移,当载流子所受的横向电场力H E e ?与洛仑兹力B v e ??相等,样品两侧电荷的积累就达到动态平衡,故有

毕业设计——基于单片机人体反应速度测试仪剖析

沈阳工学院 毕业设计报告题目:基于单片机人体反应速度测试仪 院系:信息与控制学院(黑三) 专业:通信工程(黑三) 班级学号: 093041 07 (黑三) 学生姓名:张三(黑三) 指导教师:(黑三) 成绩: 2014 年 06 月 25日

摘要 本文是基于单片机人体反应速度测试描述,通过单片机测试人的反应速度。在本设计中以AT89S52单片机为核心的人体反应速度测试仪,主要通过控制测试灯的状态,在测试按键的状态来间接计算人体反应速度。正常情况下系统运行主程序一直处于空闲等待状态,知道测试者按下按键后,LED测试灯立即点亮。AT89S52单片机在LED测试灯亮的同时开始计算一个随机时间,在一段随机时间结束后,AT89S52单片机把LED 测试灯熄灭,并开始计时灯灭与测试者放开按键的时间差,此计时时间用于纪录被测试者的反应时间,并以毫秒为时间单位在4位数码管上显示。如果在LED测试灯灭之前提前放开测试按键,则显示9999作为出错信息。 设计中采用AT89S52单片机,其以高性能低价格的优势成为全球使用范围最广泛的单片机之一;显示部分采用LED数码管的显示方式,本套系统在不影响其测试性能的情况下,大大的节省了设计成本,是性价比较高的一款人体反应测试议。和其他测试仪相比具有明显的价格竞争优势;同时,本设计作品的使用方法简单,只需按下按键即可完成测试,方便测试人员的测试使用。 关键词:单片机;反应速度;AT89S52 ;LED;数码管

Abstract This article is based on single chip microcomputer human reaction speed tests described, through the single chip microcomputer test response speed. AT89S52 MCU as the core in the design of the human body reaction velocity tester, mainly by controlling the state of the test lamp, in the state of the test button to indirect calculation of human body reaction speed. System normal operation of the main program has been idle waiting state, know the tester after press the button, the LED test lamp light up immediately. AT89S52 single chip microcomputer in LED to test the lights at the same time began to calculate a random time, at the end of a random time, AT89S52 single chip microcomputer test the LED lights, and start timing lights and testers release button lag, this timer is used to record the subject's reaction time, and in milliseconds as the unit of time in the four digital tube display. If the LED test before the lights went out early release test button, 9999 as the error message is displayed. Design USES AT89S52 single chip microcomputer, its to high performance low price advantage to become one of the world scope the most widely used microcontroller; Display part adopts LED digital tube display, this set of system in the case of does not affect the test performance, greatly save the design cost, is the high cost performance of a human reaction test. Compared with other tester has obvious price competitive advantage; At the same time, the use of this design method is simple, just press the button to complete the test, the convenience for the tester's test. Keywords:Single chip microcomputer; Reaction Speed; AT89S52; LED; Digital tube

量子点效应 知识点

量子点效应,包括:量子尺寸效应、量子隧穿效应、库伦阻塞效应、表面效应、介电效应。 一、首先说下什么是量子点? 二、下面介绍量子尺寸效应 我们通过控制量子点的形状、结构和尺寸,可以调节带隙宽度,激子束缚能的大小以及激子的能量蓝移等。 那这些是怎么实现的呢? 首先我们要介绍下,原子能级、能带、禁带宽度、激子束缚能的概念 1、原子能级 说到能级就离不开早期人们对光谱的观察,光谱是电磁辐射的波长成分和强度分布的记录,人们以氢原子模式为例,从氢气放射管中获得氢原子光谱,从1885年开始,巴耳末等人将 氢原子光谱的波数归纳为:?=R H() (1) 那么这些原子是怎么发射光谱的呢,这就需要进一步研究电子在原子核的库伦场中的运动情况,原子核的质量比电子大1836倍,它们的相对运动可以近似的看作只是电子绕原子核的运动,那这样我们考虑简单的圆周运动,电子在场中的动能和体系的势能,我们得到了原子 的能量:E=(4) 和电子轨道运动的频率:f==(5) 从上述原子中的电子轨道运动,按经典理论试图说明光谱就会遇到困难。 (1)原子如果连续辐射,它的能量就逐渐降低,由1.2中(4)可知,电子的轨道半径就要连续的缩小到碰到原子核止,即半径是是10-15米的数量级,才能稳定不变,但从不同实验,测得的原子半径都是10-10米的数量级。这与事实不符。 (2)按照电动力学,原子所发光的频率等于原子中电子运动的频率。现在,如上文说到,原子辐射时,其电子轨道连续缩小,由1.2中(5)可知,轨道运动的频率就连续增大,那么所发光的频率应该是连续变化的,原子光谱应该是连续光谱。但事实不是这样,原子光谱的谱线是分隔的,代表一些分隔而有一定数值的频率。 所以所引用的宏观理论不能用在原子这样的微观客体上, 人们在此基础上发现新的规律——量子化,在玻尔研究这问题时,已经有公认正确的量子论。按照这理论,光能量总是一个单元的整数倍,而每一个单元是hv,这里v是光的频率,h是普朗克常数,在此理论的基础上,我们得到了氢原子内部能量的表达式: E=-n=1,2,3,4… 这个式子也表示能量的数值是分隔的。 求得氢原子的能量后,我们可以把能量式代入氢原子光谱的经验式中,对比经验式,我们就得到里德伯常数R,最终化简,我们得到氢原子能量随量子数n变化

2015考研英语:8条万能句准确表达正负效应

在英语写作中观点和客观描述都是必不可少的句型,与其翻来覆去的使用单一句型或者冥思苦想的表达观点,不如记住表达正负效应的各8句的万能句,轻松阐述你的观点! 一、正面效应表达句8条 1、XXX can broaden our horizon, enlarge our scope of knowledge and enrich our spiritual civilization. 译文:XXX能拓宽我们的视野,扩大我们的知识面,丰富我们的精神文明。 适合范围:网络,文化,读书等积极向上的行动。 2、XXX provide(s) us with convenience. 译文:XXX能给我们提供方便 适用范围:大多数文明创新的事物。 3、XXX meet(s) such kind of need in physical and psychological aspects. 译文:XXX满足我们的身心健康 适用范围:积极向上的精神状态,健康的学习,生活,工作状态,有益的活动等 4、Of all the ingredients of success, XXX seem(s) to be the first within our control. 译文:在成功的所有元素中,XXX 看似是我们最能把握的。 适用范围:抽象类词汇,比如个人意志、学习时间、学习状态等 5、XXX win(s) the appreciation of the public. 译文:XXX 赢得了公众的共识,有重要的用处

适用范围:环境治理、文化融合、弘扬传统文化等正面事件。 6、XXX is a kind of lubricant for interpersonal relationships. 译文:XXX 是一种人际关系的润滑剂。 适用范围:文化交流,沟通等多种题材。 7、XXX can stimulate one’s interest and tap one’s potential. 译文:XXX能刺激我们的兴趣,激发我们的潜能。 适用范围:具有正面价值的新生事物。 8、Nothing, except XXX, can play a more indispensable role in the cultivation of one’s personality. 译文:除却XXX,没有任何事物可以在人的个性培养过程中发挥更不可或缺的作用。 适用范围:毅力、诚实教育、健康的家庭环境等正面行为。 二、负面效应表达句8条 1、The goal of achieving a harmonious society may fall through under the negative influence of XXX. 译文:在XXX的负面影响下,和谐社会目标的实现,将受到威胁。适用范围:环境污染,网络问题,温室花朵,过分捕鱼,交通拥挤等消极的事物。 2、XXX bring(s) great loss to both the individual and the whole society. 译文:XXX 对个人和社会带来损失。 适用范围:所有负面现象。 3、XXX kill(s) a great mass of time.

DH4512系列霍尔效应实验仪

霍尔效应和霍尔法测量磁场DH4512系列霍尔效应实验仪 (实验讲义) 使 用 说 明 书 杭州大华科教仪器研究所杭州大华仪器制造有限公司

DH4512系列霍尔效应实验仪使用说明 一、概述 DH4512系列霍尔效应实验仪用于研究霍尔效应产生的原理及其测量方法,通过施加磁场,可以测出霍尔电压并计算它的灵敏度,以及可以通过测得的灵敏度来计算线圈附近各点的磁场。 DH4512采用双个圆线圈产生实验所需要的磁场(对应实验一内容); DH4512B型采用螺线管产生磁场(对应实验一、实验二的内容); DH4512A组合了DH4512和DH4512B的功能,含有一个双线圈、一个螺线管和一个测试仪。 图1-1 DH4512霍尔效应双线圈实验架平面图 图1-2DH4512霍尔效应螺线管实验架平面图

二、仪器构成 DH4512型霍尔效应实验仪由实验架和测试仪二个部分组成。图1-1为DH4512型霍尔效应双线圈实验架平面图,图1-2为DH4512型霍尔效应螺线管实验架平面图;图1-3为DH4512型霍尔效应测试仪面板图。 图1-3 DH4512系列霍尔效应测试仪面板 三、主要技术性能 1、环境适应性:工作温度10~35℃; 相对湿度25~75%。 2、DH4512型霍尔效应实验架(DH4512、DH4512A) 二个励磁线圈:线圈匝数1400匝(单个); 有效直径72mm;二线圈中心间距52mm。 移动尺装置:横向移动距离70mm,纵向移动距离25mm; 霍尔效应片类型:N型砷化镓半导体。 3、DH4512B型霍尔效应螺线管实验架(DH4512A 、DH4512B): 线圈匝数1800匝,有效长度181mm,等效半径21mm; 移动尺装置:横向移动距离235mm,纵向移动距离20mm; 霍尔效应片类型:N型砷化镓半导体。 4、DH4512型霍尔效应测试仪 DH4512型霍尔效应测试仪主要由0~0.5A恒流源、0~3mA恒流源及20mV/2000mV量程三位半电压表组成。 a)霍尔工作电流用恒流源Is 工作电压8V,最大输出电流3mA,3位半数字显示,输出电流准确度为0.5%。 b)磁场励磁电流用恒流源I M 工作电压24V,最大输出电流0.5A,3位半数字显示,输出电流准确

网络的正面和负面影响

网络的正面影响 1、网络有助于创新青少年思想教育的手段和方法。利用网络进行德育教育工作,教育者可以以网友的身份和青少年在网上“毫无顾忌”地进行真实心态的平等交流,这对于德育工作者摸清、摸准青少年的思想并开展正面引导和全方位沟通提供了新的快捷的方法。此外,由于网络信息的传播具有实时性和交互性的特点,青少年可以同时和多个教育者或教育信息保持快速互动,从而提高思想互动的频率,提高教育效果;由于网络信息具有可下载性、可储存性等延时性特点,可延长教育者和受教育者思想互动的时间,为青少年提供“全天候”的思想引导和教育。还可以网上相约,网下聚会,实现网上德育工作的滋润和补充,从而及时化解矛盾,起到温暖人心,调动积极性,激发创造力的作用。 2、提供了求知学习的新渠道。目前在我国教育资源不能满足需求的情况下,网络提供了求知学习的广阔校园,学习者在任何时间、任何地点都能接受高等教育,学到在校大学生学习的所有课程、修满学分、获得学位。这对于处在应试教育体制下的青少年来说无疑是一种最好的解脱,它不但有利于其身心的健康发展,而且有利于家庭乃至于社会的稳定。 3、开拓青少年全球视野,提高青少年综合素质。上网使青少年的政治视野、知识范畴更加开阔,从而有助于他们全球意识的形成。同样,又可提高青少年综合素质。通过上网,可以培养他们和各式各样的人交流的能力;通过在网上阅览各类有益图书,触类旁通,提高自身文化素养。 二网络的负面影响 1、对于青少年“三观”形成构成潜在威胁。青少年很容易在网络上接触到资本主义的宣传论调、文化思想等,思想处于极度矛盾、混乱中,其人生观、价值观极易发生倾斜,从而滋生全盘西化、享乐主义、拜金主义、崇洋媚外等不良思潮。 2、网络改变了青年在工作和生活中的人际关系及生活方式。青少年在网上公开、坦白地发表观点意见,要求平等对话,对青少年工作者的权威性提出挑战,使思想政治工作的效果往往不能达到预期。同时,上网使青少年容易形成一种以自我为中心的生存方式,集体意识淡薄,个人自由主义思潮泛滥。 3、信息垃圾弱化青少年的思想道德意识。有关专家调查,网上信息47%与色情有关,六成左右的青少年在网上无意中接触到黄色信息。还有一些非法组织或个人也在网上发布扰乱政治经济的黑色信息,蛊惑青少年。这种信息垃圾将弱化青少年思想道德意识,污染青少年心灵,误导青少年行为。 4、网络的隐蔽性,导致青少年不道德行为和违法犯罪行为增多。一方面,少数青少年浏览黄色和非法网站,利用虚假身份进行恶意交友、聊天。另一方面网络犯罪增多,例如传播病毒、黑客入侵、通过银行和信用卡盗窃、诈骗等。这些犯罪主体以青少年为主,大多数动机单纯,有的甚至是为了“好玩”、“过瘾”和“显示才华”。另外,有关网络的法律制度不健全也给青少年违法犯罪以可乘之机。 内容三上网青年的各种“症状” 第一,认知上的“快餐——硬结”症

纳米材料的量子效应

“纳米材料的量子效应”研究报告

目录 目录 (2) 概念 (3) 定义: (3) 举例: (3) 应用 (3) 理论应用: (3) BCS理论 (3) 量子霍尔效应 (5) 实际应用: (6) IMEC开发的硅纳米线太阳能电池利用量子效应使转换效率达30%以上 (6) 研究前沿动态: (8) 总结与个人观点: (13)

概念 定义: 一维势阱模型中,粒子运动范围越小,能级差就越大,从这一规律定性地更复杂的三维体系就不难理解:普通金属费米能级附近的准连续能级在纳米颗粒中会变为离散能级,而半导体中本来存在的窄能障在纳米颗粒中会变宽,当这种能级差大于热能,电场能或者磁场能时,就会呈现出与宏观物体不同的反常特性,即量子尺寸效应。 举例: 金属在超微颗粒时可变为绝缘体,磁矩大小与颗粒中电子数的奇偶有关,光谱线向短波移动,等等。 应用 理论应用: BCS理论 BCS 理论是解释常规超导体的超导电性的微观理论(所以也常意译为超导的微观理论)。该理论以其发明者约翰·巴丁(John Bardeen)、利昂·库珀(L.V.Cooper)和约翰·罗伯特·施里弗(J.R.Schrieffer)的名字首字母命名。

某些金属在极低的温度下,其电阻会完全消失,电流可以在其间无损耗的流动,这种现象称为超导。超导现象于1911年发现,但直到1957年,巴丁、库珀和施里弗提出BCS理论,其微观机理才得到一个令人满意的解释。BCS理论把超导现象看作一种宏观量子效应。它提出,金属中自旋和动量相反的电子可以配对形成所谓“库珀对”,库珀对在晶格当中可以无损耗的运动,形成超导电流。在BCS理论提出的同时,尼科莱·勃格留波夫(Nikolai Bogoliubov)也独立的提出了超导电性的量子力学解释,他使用的勃格留波夫变换至今为人常用。 电子间的直接相互作用是相互排斥的库伦力。如果仅仅存在库伦力直接作用的话,电子不能形成配对。但电子间还存在以晶格振动(声子)为媒介的间接相互作用:电声子交互作用。电子间的这种相互作用是相互吸引的,正是这种吸引作用导致了“库珀对”的产生。大致上,其机理如下:电子在晶格中移动时会吸引邻近格点上的正电荷,导致格点的局部畸变,形成一个局域的高正电荷区。这个局域的高正电荷区会吸引自旋相反的电子,和原来的电子以一定的结合能相结合配对。在很低的温度下,这个结合能可能高于晶格原子振动的能量,这样,电子对将不会和晶格发生能量交换,也就没有电阻,形成所谓“超导”。

新闻媒介正负效应

新闻媒介正负效应 1、新闻媒介把整个世界呈现在人们眼前,但同时也出现了新闻失实,新闻的真实性出现问题。同时巨大的信息量也干扰误导受众。新闻媒介通过大量的新闻、评论、广告,把越来越广泛、越来越庞杂的信息呈现给受众,为受众的决策提供依据。 2、新闻媒介连接了世界,却淡漠了人际关系。一方面,新闻媒介具有进行宣传,整合社会的功能,媒介不仅将个人与社会连结起来,而且通过广泛的报道与宣传,加强了世界各国各地区彼此的了解与交流。另一方面,新闻媒介为受众营造的仅仅是一个虚拟的现实,新闻媒介的出现,使得大量亲身传播为通过媒介的大众传播所取代,人们与世界的联系表面上加强了,实际上却忽略了和身边的人的人际交往。 3、新闻媒介丰富了知识,却降低了思考能力。一方面,新闻媒介具有传播知识、提供娱乐的功能。媒介通过其所提供的大量信息,向受众传播了大量丰富的知识。另一方面,媒介所传播的知识往往是零散的,不系统的,而且往往良莠不齐,真实性有待考察,失之肤浅,受众沉湎于其中,往往无法独立思考,被媒介牵着鼻子走,而且与媒介的大量接触往往会挤占通过其他渠道学习知识的时间,由此造成思考能力的降低,人们的知识水平和认知能力有下降的危险。 4、新闻媒介改变了人们的时空观,却诱发了个人无限的欲望。一方面,媒介的出现打开了人们的视野,从媒介出现以前的纵向比较的习惯,转变为现实的横向比较,从而从安于现状到不满现状,最后来改革现状,从而推动社会的进步和个人的发展。另一方面,媒介有时会给人带来不切实际的虚荣心和诱惑,引发个人的无限欲望,如果这些欲望没有诉诸良好的途径,而是走向极端,就会造成社会的潜在威胁,也对个人的健康发展不利。 5、新闻媒介促进了人类的文明,却污染了社会空气。一方面,新闻媒介不断地向人们提供政治、经济、文化的信息,沟通人们的联系和交流,大大加快了社会民主化的进程和经济的发展,促进了社会的繁荣进步。另一方面,由于媒介是追求利润的企业,往往为了吸引受众的眼球传播煽情信息和黄色新闻,宣扬不健康不道德的生活方式与处世方法,这对人们尤其是青少年的心灵是极大的污染,从而引发了一系列社会问题。 所以新闻媒介传播有很多客观的作用和功能,而某个东西的功能如果过了一定界限就会产生负作用。

霍尔效应实验仪原理及其应用

一、实验名称: 霍尔效应原理及其应用 二、实验目的: 1、了解霍尔效应产生原理; 2、测量霍尔元件的H s V I -、H m V I -曲线,了解霍尔电压H V 与霍尔元件工作电流s I 、直 螺线管的励磁电流 m I 间的关系; 3、学习用霍尔元件测量磁感应强度的原理和方法,测量长直螺旋管轴向磁感应强度B 及分布; 4、学习用对称交换测量法(异号法)消除负效应产生的系统误差。 三、仪器用具:YX-04型霍尔效应实验仪(仪器资产编号) 四、实验原理: 1、霍尔效应现象及物理解释 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力 B f 作用而引起的偏转。 当带电 粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直于电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场。对于图1所示。 半导体样品,若在x方向通以电流s I ,在z方向加磁场B ,则在y方向即样品A、A′电 极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的电场H E ,电场的指向取决于样品的导电类型。显然, 当载流子所受的横向电场力 E B f f <时电荷不断聚积,电场不断加强,直到 E B f f =样品两侧电 荷的积累就达到平衡,即样品A、A′间形成了稳定的电势差(霍尔电压) H V 。

设 H E 为霍尔电场,v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度; 样品的宽度为b ,厚度为d , 载流子浓度为n ,则有: s I nevbd = (1-1) 因为 E H f eE =,B f evB =,又根据E B f f =,则 1s s H H H I B I B V E b R ne d d =?= ?= (1-2) 其中 1/()H R ne =称为霍尔系数,是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。只要测出H V 、B 以及知道s I 和d ,可按下式计算3 (/)H R m c : H H s V d R I B = (1-3) B I U K S H H /= (1—4) H K 为霍尔元件灵敏度。根据RH 可进一步确定以下参数。 (1)由 H V 的符号(霍尔电压的正负)判断样品的导电类型。判别的方法是按图1所示的 s I 和B 的方向(即测量中的+ s I ,+B ),若测得的 H V <0(即A′的电位低于A的电位), 则样品属N型,反之为P型。 (2)由 H V 求载流子浓度n ,即 1/() H n K ed =。应该指出,这个关系式是假定所有载流 子都具有相同的漂移速度得到的。严格一点,考虑载流子的速度统计分布,需引入3/8π的修正因子(可参阅黄昆、谢希德著《半导体物理学》)。 (3)结合电导率的测量,求载流子的迁移率μ。电导率σ与载流子浓度n 以及迁移率μ之间有如下关系:

单片机原理与接口技术人体反应速度测试仪设计--大学毕业设计论文

学号14132201413 序号6 院信息与通 单片机原理与接口技术 实验报告 实验项目序 _____________________ 实验项目名称人体反应速度测试 姓名莫旭涛专业电子信息工稈 班级电信13-4BF完成时间2014年月10月16日

一.调试心得 这是我们第一个用C语言编写的项目实例,刚刚开始的时候,对C是有些陌生的,但是经过这么一个案例的编写,明显对C语言的操作变得熟练了。相 比起汇编来,C语言人性化许多,修改错误也比较让人习惯。在这程序的编写中, 同样遇到了许多的问题,但是只要花时间,就没有解决不了了问题。在编写这个程序的时候,首先要解决的问题是矩阵键盘和数码管的显示,这两个模块我们用得非常多,在以后对单片机的操作中也会经常用到,所以,我们最好写成模块的形式,方便以后调用。再次遇到要使用矩阵键盘和数码管的时候,就可以直接把代码复制粘贴过来使用。编写这个程序遇到的第一个疑难杂症就是游戏次数的设置,因为书上的代码是在一个while循环中进行的,所以没有游戏次数可言。每次反应速度的测试显示一个相应的值,但是我们自己写的代码中明显是要设置游戏次数的,这样才能取出平均值,让我们测量的反应时间变得更加精确。所以我们while循环中要设置一个调出循环的次数,这个次数就是我们游戏次数,在这里,要注意初值和减一所放的位置。第二个疑难是随机数的生成,因为在51单片机中是不支持对系统时间的调用,所以没有也不能使用时间函数,而 我们所有的算法算出来的数都会是一个有一定规律顺序的数。再次,如果用另外一个定时器来生成随机数,就可以做到代替时间函数,生成真正的随机数。 二.程序代码 功能简介: 第一部分的代码:第八个数码管显示要按下的键,第6个数码管显示实际按下的键值。若按对,录入反应 时间;若按错,置反应时间为9999ms。1-4个数码管显示几次按键的平均反应时间。 第二部分代码:实现书上测试反应速度的程序。程序开始后,按下按键,led灯一直亮着,直到一个随机的 时间,led灯熄灭。此时可以松手,记灯熄灭到松手的时间差为反应时间。 代码如下: 矩阵键盘模块: #include "project18s.h" #include uchar key_value=0x10; uchar temp,a; uchar keyboard。 { uchar i,t=4; P2=0xFF; 〃P2 口写1 a=0x7F; 〃p_value 赋初始值i=1; while(t--) { a=_crol_(a,1);〃循环左移一位,检测下一行key_scan();

纳米尺寸效应

纳米尺寸效应 纳米是长度单位,原称毫微米,就是10^-9米(10亿分之一米)。纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米效应就是指纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性,如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电,原来绝缘的二氧化硅、晶体等,在某一纳米级界限时开始导电。这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点,以及其特有的三大效应:表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。 表面效应 球形颗粒的表面积与直径的平方成正比,其体积与直径的立方成正比,故其比表面积(表面积/体积)与直径成反比。随着颗粒直径变小,比表面积将会显著增大,说明表面原子所占的百分数将会显著地增加。对直径大于0.1微米的颗粒表面效应可忽略不计,当尺寸小于0.1微米时,其表面原子百分数激剧增长,甚至1克超微颗粒表面积的总和可高达100平方米,这时的表面效应将不容忽略。 超微颗粒的表面与大块物体的表面是十分不同的,若用高倍率电子显微镜对金超微颗粒(直径为2*10^-3微米)进行电视摄像,实时观察发现这些颗粒没有固定的形态,随着时间的变化会自动形成各种形状(如立方八面体,十面体,二十面体多李晶等),它既不同于一般固体,又不同于液体,是一种准固体。在电子显微镜的电子束照射下,表面原子仿佛进入了“沸腾”状态,尺寸大于10纳米后才看不到这种颗粒结构的不稳定性,这时微颗粒具有稳定的结构状态。超微颗粒的表面具有很高的活性,在空气中金属颗粒会迅速氧化而燃烧。如要防止自燃,可采用表面包覆或有意识地控制氧化速率,使其缓慢氧化生成一层极薄而致密的氧化层,确保表面稳定化。利用表面活性,金属超微颗粒可望成为新一代的高效催化剂和贮气材料以及低熔点材料。 小尺寸效应 随着颗粒尺寸的量变,在一定条件下会引起颗粒性质的质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗粒而言,尺寸变小,同时其比表面积亦显著增加,从而产生如下一系列新奇的性质。 (1)特殊的光学性质当黄金被细分到小于光波波长的尺寸时,即失去了原有的富贵光泽而呈黑色。事实上,所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。尺寸越小,颜色愈黑,银白色的铂(白金)变成铂黑,金属铬变成铬黑。由此可见,金属超微颗粒对光的反射率很低,通常可低于l%,大约几微米的厚度就能完全消光。利用这个特性可以作为高效率的光热、光电等转换材料,可以高效率地将太阳能转变为热能、电能。此外又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等。 (2)特殊的热学性质固态物质在其形态为大尺寸时,其熔点是固定的,超细微化后却发现其熔点将显著降低,当颗粒小于10纳米量级时尤为显著。例如,金的常规熔点为1064C℃,当颗粒尺寸减小到10纳米尺寸时,则降低27℃,2纳米尺寸时的熔点仅为327℃左右;银的常规熔点为670℃,而超微银颗粒的熔点可低于100℃。因此,超细银粉制成的导电浆料可以进行低温烧结,此时元件的基片不必采用耐高温的陶瓷材料,甚至可用塑料。采用超细银粉浆料,可使膜厚均匀,覆盖面积大,既省料又具高质量。日本川崎制铁公司采用0.1~

论网络对社会的正负效应(一)

论网络对社会的正负效应(一) 【正文】 随着电子计算机技术、通讯技术的发展,电脑网络正以日益迅猛的速度进入人类 社会的各个角落。如何对网络科技发展所带来的物质层面上的变化,以及由此引发的 社会生活各个层面的深层次变化作深刻的理解和清醒的认识,这不仅是当今人类所面 临的一大课题,也是社会科学工作者责无旁贷的使命。 一、网络下的社会经济政治文化的发展 1.网络使社会生产力空前提高。计算机网络的发展带来的是一场新的信息技术革 命。以信息技术为主的一大批相关技术,如微电子、激光、生物、空间、海洋工程等 技术以及新材料、新能源技术都在这一过程中获得巨大发展,进而使科学技术作为第 一生产力的地位比以往更为突出和重要,逐渐上升为一种独立的力量进入物质生产过程,并成为决定性要素。而信息作为社会经济、科技赖以发展的重要资源,其开发使 用也因网络而变得更为容易。在宏观上,网络使得国家经济决策建立在及时、准确和 科学的信息基础上,使国民经济总体水平得以大幅度提高。近年,西方各国经济普遍 陷入衰退,在低增长或零增长甚至负增长上徘徊不前。如在美国经济长期处于低增长 情况下,公众要求振兴经济的呼声越来越高,1993年克林顿上台后提出了“信息高速 公路计划”,大力投资于以信息技术、计算机软件技术为中心的电信业、信息服务业 ,通过发展信息产业来拯救美国经济。巨大的投资换回不菲的收益。1997年第二季度 美国公司在互联网上的Web广告收入就比第一季度增长83%。而为数众多的网络产品生产企业已构成美国的支柱产业,并成为美国保持其世界第一经济强国地位的王牌。美 国的动作和表现,使其他国家纷纷效仿,建立高效的信息网络已成为各国经济振兴的 新起点和进入世界经济列强的捷径。网络在微观上的作用,使企业可以围绕信息流来 组织生产和经营,在生产管理、营销管理、资金管理等方面引入电子计算机技术和通 信技术后,可大大提高工作效率。 2.网络使人的劳动方式发生质变。人类的生产过程是以劳动者为主体、劳动工具 为中介、劳动对象为客体的几个生产要素相互作用的过程。在以往或传统的生产劳动 过程中,劳动主体总是与劳动工具、劳动对象直接结合在一起的,而且生产力水平越低,所付出的体力劳动越繁重。然而,网络正在改变着这一切。首先,计算机网络使 人们不必耗费过多的精力于往返的工厂、写字楼和住处之间,它使人们获得了解放, 可以在家中上班。其次,计算机网络正越来越多地把我们思维的任务接管过去。在生 产过程中,产品设计可以借助于计算机,产品加工可用计算机来控制,产品装配过程 有机器人柔性化装配系统。而在一个工厂里,各台分机又是与总机相连接成整体的网 络系统,对整个生产流程进行协调处理。这样由于网络进入生产过程,人们可以逐步 地从生产过程中超脱出来,进行更高层次的思维活动。从人类发展史来看,从不超脱 过渡到超脱,从代替体力劳动到代替脑力劳动,这不能不说是一个质的飞跃。 3.网络开辟了电子化政府时代。由于计算机网络技术的发展,“电子化政府”的 设想成为现实。各级政府职能部门可以用电子方式行使管理事务的职能,并开发深层 次的电子政府信息系统。政府的网上公告牌,将第一时间发布政府的法令和政治新闻 ,各种政府电子出版物和各种网上讨论组可为社会提供信息完备、索取方便的资料库 ;而政府也可以借助网络方便快捷地获取各方面的信息,及时整理反映到政府首脑处 ,利于其制定和调整政策。电脑网络使政治家不可能把社会封闭起来,从而方便了群 众监督,增强了政治透明度。电脑网络也改变了传统的投票方式,即利用网络,选民 能在投票前审查候选人的生平和政治立场,电子投票既轻松又花费少,这都可以鼓励 选民参与政治生活的积极性,而政府也比较容易经常举行选举和公民决议,从而使政

霍尔效应的应用实验报告

一、 目的: 1.霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用 2.测绘霍尔元件的V H —Is ,V H —I M 曲线,了解霍尔电势差V H 与霍尔元件工作电流Is ,磁场应强度B 及励磁电流IM 之间的关系。 3.学习利用霍尔效应测量磁感应强度B 及磁场分布。 4.学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。 二、 器材: 1、实验仪: (1)电磁铁。 (2)样品和样品架。 (3)Is 和I M 换向开关及V H 、V ó 切换开关。 2、测试仪: (1)两组恒流源。 (2)直流数字电压表。 三、 原理: 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场,即霍尔电场H E 。如图15-1所示的半导体试样,若在X 方向通以电流S I ,在Z 方向加磁场B ,则在Y 方向即试样 A-A / 电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。对图所示的N 型试样,霍尔电场逆Y 方向,(b )的P 型试样则沿Y 方向。即有 ) (P 0)() (N 0)(型型?>?

相关文档