物理

夫朗和斐繞射

夫朗和斐繞射(Fraunhofer Diffraction)
國立臺灣大學物理學系 周文鴻

夫朗和斐繞射 (Fraunhofer diffraction) 與菲涅耳繞射 (Fresnel diffraction) 分別是兩種描述繞射現象的模型;夫朗和斐繞射假設造成繞射的狹縫和屏幕距離很遠,可視為無限遠的情況,而菲涅耳繞射則假設屏幕與狹縫的距離是有限的。

電學

電學(Electricity)
國立臺灣大學電信所電波組碩士生 林庭毅

人類在演進的各個時期,學會掌握使用不同的工具創造文明,如果可以簡單的分劃出三個時期,那麼第一個應該是學會用火熟食的技巧,第二個是大型工具蓬勃發展的工業革命,第三個就是掌握了應用電磁現象的方法。

電磁鐵

電磁鐵 (Electromagnet)
國立臺灣大學物理學系 陳昱璟

電磁鐵 (Electromagnet) 為一個將電能轉換為磁場的裝置,藉由電流磁效應來產生磁場,當電流停止,磁場也隨之消失,一般的電磁鐵通常做成螺線管,中心會放入鐵磁性物質,如:鐵、鎳,來增加磁場的強度,產生更強的電磁鐵。螺線管中的磁場方向可由安培右手定則得知,圖一為螺線管的剖面圖,點代表電流流出螢幕,叉代表電流流出螢幕,而箭頭線則代表磁力線。

電子正子對滅

電子正子對滅 (Electron-Positron Annihilation)
國立臺灣大學物理學系 陳昱璟

電子正子對滅 (Electron-positron annihilation) 是指當電子與正子(電子的反粒子)相撞時,互相消滅的過程。正子是與電子相對的反物質,帶有 +1 的單位電荷,質量與電子皆相同。

等效電阻

等效電阻 (Equivalent Resistance)
國立臺灣大學物理學系 劉仁宇

在提及等效電阻前先來複習一下甚麼是電阻,電阻一般是符合歐姆定律 $$\frac{V}{I}=$$ 常數的電子元件,例如鎳鉻絲,因此我們令電阻 $$R=\frac{V}{I}$$ 為一隨溫度變化之常數。此外電阻還跟材料特性、形狀有關,如高中所學過的 $$R=\rho\frac{lL}{A}$$,其中 $$\rho$$ 為與物質和溫度相關之常數、L, A 分別為該物質長度和面積。

半導體:原理與發展(二)電晶體簡介

半導體:原理與發展(二)電晶體簡介(Semiconductor: Principle and Development (II) — Introduction to transistor)
國立臺灣大學物理學系 李品儀

連結:半導體:原理與發展(一)歷史、物理原理與二極體

  1. 雙極性電晶體 (bipolar junction transistor, BJT)

此種電晶體為利用基極電流大小控制此電晶體是否需要導通,以及集極和射極之間的電流大小,圖一 (b) 為 npn 電晶體之簡單結構圖,藍紫色區域為 n 型半導體,白色區域為 p 型半導體。紅色方框為主要的載子運動區域。

半導體:原理與發展(一)歷史、物理原理與二極體

半導體:原理與發展(一)歷史、物理原理與二極體 (Semiconductor: Principle and Development (I) — History, physical principles and diode)
國立臺灣大學物理學系 李品儀

半導體材料是一種導電性可受到控制的材料,有別於絕緣體和導體,其電阻是可以受到施加於兩側的電壓所控制。因而使我們能夠自動控制各類電子儀器。

  1. 半導體發展史

半導體技術發展至今已有一百多年的歷史,於 1883 年,法拉第 (Michael Faraday, 1791-1867) 發現硫化銀的電阻與普通的金屬不同

能隙

能隙 (Energy Gap)
國立臺灣大學物理學系 洪豪謙

能隙的概念是從能帶理論 (Band theory) 中發展的,這是二十世紀初量子力學確立以後,所發展的一套理論,迄今運用這個理論最廣泛的領域是半導體元件。

我們知道單電子的氫原子模型中,因為量子效應,造成電子的能階是不連續的,從一個能階跳到另外一個能階的吸收或是放出的能量必須是固定的,示意如圖一 (a)。

正向偏壓

正向偏壓 (Forward Bias)
國立臺灣大學物理學系 簡裕峰

於半導體中,將外加電場施於特殊的兩極上,以達到控制電路的效果,這稱為偏壓 (bias)。在二極體 (diode) 的 p 型半導體端施加正電壓、n 型半導體端施加負電壓,此接法即為正向偏壓。

量子論
【2016年諾貝爾物理獎特別報導】物質在平面世界裡的奇異現象

【2016年諾貝爾物理獎特別報導】物質在平面世界裡的奇異現象

物質在平面世界裡的奇異現象 (Strange phenomena in matter’s flatlands)
高瞻計畫特約編譯 葉承効/國立臺灣大學物理學系講座教授 郭光宇責任編輯

今年獲獎的研究開啟了一扇大門,讓人看到未知世界裡物質的新奇形態。2016的諾貝爾物理獎一半由華盛頓大學的大衛・索勒斯(David J. Thouless),另一半則由普林斯頓大學的鄧肯・哈爾丹(F. Duncan M. Haldane)及布朗大學的麥克・克斯特利茲(J. Michael Kosterlitz)共享此殊榮。他們的研究為人類理解物質的奧秘帶來突破性的發展,也為新穎材料的研發開創了新的前景。

大衛・索勒斯、鄧肯・哈爾丹及麥克・克斯特利茲使用了先進的數學方法,來解釋物質在異常狀態(如超導體、超流體或磁性薄膜)下出現的奇異現象。相較於真實世界的三維空間(包括長、寬、高的空間),克斯特利茲與索勒斯研究二維平面世界里發生的現象,即在物體的表面,或是極薄的介面上所出現的現象。而哈爾丹則研究極為纖細的、甚至可以視為一維空間的線狀物質。

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