浙江大学物理学在高新材料中的应用 课件四

物理学在高新材料中的应用鲍世宁物理系教授[e-mail]高新材料结构材料功能材料强度,硬度,弹性,塑性…超导,半导体,磁性…,能源物理学发现认识改造经典物理学力学热学电磁学光学近代物理学相对论量子力学力学环境力物体运动力定理运动定理kzjyixrˆˆˆkdtdzjdtdyidtdxdtrdvˆˆˆkdtdvjdtdvidtdvdtvdazyxˆˆˆamFkxFNf弹力摩擦力kdtvdjdtvdidtvddtrdazyxˆˆˆ22222222LLAEFfrictionalforceNfk=kNKineticfrictionStaticfrictionfs=-SFextsNksABS热学（整体）力学单粒子多粒子热学（整体）力学单粒子多粒子多粒子（无规运动）宏观VpT,,.constTpVnRTpV微观EKv,,平均(E)),(fvf分布TLL固体XTRP,V,L,quantityphysicalRGTRTVTNiAlNiCrAlVT热电材料过热保护材料检测温度Temp:TL0Temp:T+TLL=L0T(linearexpansion)双金属材料220V220V电磁学rrqEˆ420iiirrqEˆ420S20ˆ4rrvqB20ˆ4iiiirrvqBS20ˆd4drrsiBEqFBvqFBsidFdBsidFtΦBddsBvd)(材料中20ˆ4iiiimrrvqBSBmˆ42iiiirrvqBSiieirrqEˆ420SeEˆ42iiirrqES顺磁性抗磁性铁磁性(反铁磁性、亚铁磁性）完全抗磁性光学cvnc反射折射几何光学波动光学光学min2)12(max12mmrrmax...3,2,12)12(min...3,2,122centeratthefringeBright0sinmmmmma干涉衍射CentralmaximumDiameterdlightd22.1sinsin:angle-halfThe11aWidthofthebrightfringeatthecenter:提高分辨率：增大d,减小•1931，Ruska和Knoll研制成功了第一台电子显微镜•1938，Ruska，分辨率只有10nm•1956，Menter，分辨率达到0.8nm•现在，已经达到0.1---0.2nm，TEMSTEM(TransmissionElectronMicroscopy,ScanningTransmissionElectronMicroscopy)Dispersingcrystalsorpowdersonacarbonfilmonagrid3mmL(μm)r(nm)线、管、同轴缆线、带,...)2,1,0(sinmmd光栅sinddNdd材料unpolarizedPartiallypolarized偏振片cvnc双折射偏振物理学力学热学电磁学光学近代物理学相对论量子力学经典光粒子波干涉衍射偏振黑体辐射黑体辐射)(RmaxWien’sformulaTCeCTR251),(Rayleigh-Jeans’formulackTTR42),(Planck’sradiationlaw(1900)112),(/52kThcehcTR光量子光量子firstintroducedbyEinstainIntensity强度functionworkis212mvKh光电效应Stoppingpotential遏止电压Cutofffrequency截至频率康普顿散射（TheComptonEffect）)cos1(0mch光粒子波干涉衍射偏振黑体辐射光电效应康普顿散射hE能量动量hPlanckconstanth=6.63×10-34J·shp物质粒子波（物质波）波(电磁波)光电子束衍射Thenumbersofelectronscollectedineachrumareabout(a)100,(b)3000,(c)20,000,and(d)70,000.干涉几率中子流Abeamofneutrons干涉氦原子流物质粒子波（物质波）经典物理量子物理重要影响