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真空

真空是一種不存在任何物質的空間狀態,是一種物理現象。在真空中,聲波因為沒有介質而無法傳遞,但電磁波的傳遞不受真空的影響。粗略地說,真空是指在一區域之內的氣壓遠遠小於大氣壓力。真空常用帕斯卡(Pascal)或托爾(Torr)做為壓力的單位。目前在自然環境裡,只有外太空堪稱最接近真空的空間。 真空下的氣壓為零,有些情形下,氣壓小於大氣壓力,但不為零,此時稱為局部真空,有些也簡稱為真空。 在局部真空的情形下,若其他條件不變,氣壓越低,表示越接…

表面等离子共振

位于电导率正负不同材料界面上(实际情况下多在导体表面)的表面等离子),在入射光刺激下发生共振的现象叫做表面等离子共振()。当这一现象具体发生在纳米尺寸金属结构表面时,也被称作局域表面等离子共振()。 它被用来设计在金属平面或金属纳米颗粒表面材料吸附情况的标准化测量工具,也是芯片实验室传感器,多种基于颜色的生物传感器,和硅藻光合作用的理论基础。 当入射光通过棱镜等在金属表面发生全反射时,倏逝波会与表面等离子波耦合产生共振。 解释 表面等离…

莫特絕緣體

莫特絕緣體()的命名是為紀念英國物理學家內維爾·莫特。 莫特絕緣體是應該分類在常規能帶理論之下的導體,當在特別低溫測量時是绝緣體。這個作用歸結於電子和電子的相互作用,在常規能帶理論上沒有被考慮。 雖然固體的能帶理論在描述材料電子特性上是非常成功的。但在1937年時,和 Evert Johannes Willem Verwey即已指出很多被能帶理論預測为導體(因為在每單位晶格有奇數個電子)的過渡金屬氧化物实际上是绝緣體。內維爾·莫特和魯道…

电泳

电泳()是空间匀强电场作用下,分散粒子在流体中发生移动的现象。由于各物质的迁移速率有差别,故电泳是分离物质的常用方法。它又可分为: 移动界面电泳是不含支持物的电泳。溶质在自由溶液中泳动,故也称自由电泳,适用于高分子的检测,但不易完全分离。 区带电泳是含有支持物的电泳,支持物上混合样品被置于狭小的区带中泳动,分离出彼此分离的区带。支持物有很多种,由此又衍生出区带电泳的不同分支,例如聚丙烯酰胺凝胶电泳、纸电泳、等電位聚焦电泳、等速电泳、薄层…

洛伦茨规范

洛伦茨规范(),或称作洛伦茨规范条件,是丹麦物理学家路德维希·洛伦茨()提出的规范条件。其名称常被误写做,其中中文也译作洛仑兹,是指荷兰物理学家亨德里克·洛伦兹()。发生混淆的原因除了名字相近之外,还由于这种规范具有洛伦兹不变性。 定义 在电磁理论中,洛伦茨规范是处理含时的电磁场中推迟势的常用手段。 :\partial_{a}A^a = A^a{}_{,a}=0 这里 A^a 是四维势, 逗号表示对角标做偏导数并使用了爱因斯坦求和约定。…

标幺值

标幺值(),电力系统分析和工程计算时常用的数值记法,其值等于实际值(有名值)与某一选定的基准值的比值。标幺值与所选定的基准值有关,基准值改变了,各物理量的标幺值亦改变了。标幺值没有量纲,表示的是物理量相对各自基准值的大小。 臺灣用詞「-{標么值}-」中的「-{么}-」不是「-{麼}-」的簡化字,而是同大陸現用的「-{幺}-」,為数字1的別稱。 定义 标幺值 = 实际值 / 基准值 各物理量基准值的选择必须和其实际值具有相同的量纲,常用下…

拉莫爾進動

在物理學中,拉莫尔进动(,以约瑟夫·拉莫尔的名字命名)是指电子、原子核和原子的磁矩在外部磁场作用下的进动。外部磁场对磁矩施加了一个力矩: :: \vec{\Gamma} = \vec{\mu}\times\vec{B}= \gamma\vec{J}\times\vec{B} 其中\vec{\Gamma}为力矩,\vec{J}为角动量,\vec{B}为外部磁场,\times为矢量积,\gamma为旋磁比,它是磁矩与角动量矢量的比值,角动量…

别费尔德-布朗效应

别费尔德-布朗效应()是指,当一对有特定几何结构的电极相对放置,浸入绝缘介质后,再加上合适的电压,一种试图移动装置的力就会产生的现象。 现有的实验采用的电极,一个是丝状极(金属丝),一个是箔状极(金属箔),合适的电压是指万伏以上的高压直流电,产生的力是从箔状极指向丝状极。更奇妙的把丝状极和箔状极的电级反接,不会改变力的方向,但会改变力的大小。 有多种理论试图解释该效应,但都无法得到公认,该效应还是一个不解之谜,因此别费尔德-布朗效应还只…

霍尔效应传感器

霍尔效应传感器也称霍尔传感器,是一个换能器,将磁场的变化转化为输出电压的变化。霍尔传感器首先是實用於测量磁场,此外还可测量产生和影响磁场的物理量,例如被用于接近开关、霍尔、位置测量、转速测量和电流测量设备。 其最简单的形式是,传感器作为一个模拟换能器,直接返回一个电压。在已知磁场下,其距霍尔盘的距离可被设定。使用多组传感器,磁铁的相关位置可被推断出。通过导体的电流会产生一个随电流变化的磁场,并且霍尔效应传感器可以在不干扰电流情况下而测量…

手徵性

手徵性(chirality)也称手性,是物理学中的一个概念。以螺旋为例,定义其手性时,可使右手大拇指指向螺旋的轴向,其余四指握拳并据此比较螺旋的旋转的前进方向。如果螺旋是顺着四指(由指根向指尖)趋向大拇指指尖的方向,则该螺旋称为右手性的;反之,则称为左手性的。 该方法可以更明白地表达成:顺螺旋的轴向观察,如果看到的螺旋是逆时针接近观察位置的,则为右手性的;反之为左手性的。 这个方法操作起来和电磁学中有关电流方向和感生磁场方向的安培定律的…

陰極射線

陰極射線(英語:Cathode rays; or electron beams)是在真空管中可以观察到的电子流。真空管是一个被抽成真空的、装有两个电极(一个阳极和一个阴极)的玻璃管。 阴极被加热后,其释放出来的电子会像射线一般移離。假設在阳极后面的玻璃片覆有磷光物质,則它会形成磷光。阴极与磷光之间的金属板会在磷光玻璃板上留下影子。这说明磷光是由阴极发射出来的粒子打到磷光板上后发出的。 历史 1690年奥托·冯·格里克发明真空泵后物理学家…

电磁场的边界条件

馬克士威方程組描述电磁场的行为;電場、電位移、B場、H場。此方程组的微分形式要求在作用的点周围总有一个开邻域,否则矢量场 E、D、B 和 H 不可微。换句话说,该介质必须是连续的。在电容率与磁导率不同的两种不同介质的分界面上不能使用。 但电磁场矢量的边界条件可以用麦克斯韦方程组的积分形式导出。 电场矢量的边界条件 对于电场 :\mathbf{\hat{n}}_{12} \times (\mathbf{E}_2 - \mathbf{E}_…

时域有限差分

时域有限差分法(,缩写:FDTD),又称余氏算法(),是领域的一种常用的数值方法,属于有限差分法的一个特例,能得出电磁场对时间与空间偏导数的近似值。在时间上,它对微分形式的麦克斯韦方程组应用中心差分,将其从偏微分方程转化为差分方程。在空间上,它将空间离散化为电场与磁场互相交错的两套网格,称为余氏网格(Yee's cell)。最后进行差分运算,解出电磁场在各个位置、各个时刻的数值。这个过程称为时间步进(time marching),又称蛙…

磁力发电机

190HP磁力发电机]] 磁力发电机,是在汽油动力内燃机点火系统中,给火花塞提供高压电能脉冲的装置。一度用于所有的汽油动力汽车中,现在仅限用于割草机,电锯,和内燃型航空引擎中。 历史 第一个产生高压磁力发电机想法的人是Andre Boudeville(法国),但是他的设计中忽略了裝電池的容器;Frederick Simms和罗伯特·博世合作研制了第一个可用的高压磁力发电机。 磁力发电机在1899年被 Daimler Phönix汽车公司…

物理空间代数

物理学中,物理空间代数 (APS)是用三维欧氏空间的克利福德代数或几何代数{\rm Cl}_{3,\ 0}(\mathbb{R})作为(3+1)维时空的模型,通过副向量(3维向量加1维标量)表示时空中的一个点。 克利福德代数{\rm Cl}_{3,\ 0}(\mathbb{R})在旋量表示\mathbb{C}^2上有由泡利矩阵生成的忠实表示;此外,{\rm Cl}_{3,\ 0}(\mathbb{R})同构于克利福德代数{\rm Cl}…

規範固定

库仑规范(Coulomb gauge)是一种横场条件,定义为\nabla\cdot\mathbf{A}=0 。 标量势φ和矢量势A对电磁场的确定不是唯一的,有可能对它们引进适当的限制条件。 在库仑规范下,时变电磁场情形下,标量势φ由方程\nabla^2\phi(\mathbf{r},t)=-\frac {\rho} {\varepsilon_0}确定。这是瞬时的库仑势方程,库仑规范的名称由此而得。 在推导磁矢势时候可以借助来得到 \na…

经典电磁理论的协变形式

经典电磁理论的协变形式是指将经典的电磁学定律(主要包括馬克士威方程組和洛伦兹力)纳入狭义相对论的框架,利用洛伦兹协变的四维矢量和四维张量写成“外在协变”的形式。这种形式的好处在于,经典的电磁学定律在任意惯性坐标系下具有相同的形式,并能够使场和力在不同惯性系下的变换更加容易表述。 在本文中,闵可夫斯基度规的形式被规定为diag(1, -1, -1, -1)\,,这是参考了所编写的《经典电动力学》中所采用的形式;并且从头彻尾都使用了经典的张…

达朗贝尔方程

在经典电动力学中,将描述电磁波的势所满足的一个微分方程组称作达朗贝尔方程(英文:d'Alembert equation)。达朗贝尔方程以数学家让·勒朗·达朗贝尔的名字命名,他于 1747 年将其作为振动弦问题的解决方案推导出来。 达朗贝尔方程是一个的波动方程。 形式 达朗贝尔方程的形式如下: :\boldsymbol{\nabla}^{2}\boldsymbol{A}-\frac{1}{c^{2}}\frac{\partial^{2}\…

吸收截面

吸收截面指某種物質對不同波長的光(或能量,光的波長愈短表示光的能量越大。)的吸收率。更一般地,術語"截面"被用於物理學量化某一特定的粒子与粒子相互作用的概率,例如,散射,電磁波吸收等(注意,在這種情況下,光被描述為由粒子,即光子组成)。 吸收截面的符號為σ,公式為: \frac{dN}{dx}= -N n \sigma 在這裡,dN是指物質吸收的光子數。

电磁波导

集。]] 在电磁学和通信工程中,波导这个词可以指在它的端点间传递电磁波的任何线性结构。但最初和最常见的意思是指用来传输無線電波的空心金属管。这种波导主要用作微波频率的传输线,在微波炉、雷达、通訊衛星和微波无线电链路设备中用来将微波发送器和接收机与它们的天线连接起来。 介质波导采用固体介质杆而不是空心管。光導纖維是在光频率工作下的介质波导。、共面波导、或同轴电缆等传输线也可以认为是波导。 金属管波导中的电磁波可以想象为沿Z字形路径在波导中…