物理

磁性物質(Ⅱ)–鐵磁性、反鐵磁性(Magnetic Material–Ⅱ)

磁性物質(Ⅱ)–鐵磁性、反鐵磁性(Magnetic Material–Ⅱ)
國立臺灣師範大學物理系李聖尉碩士生/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

承接上篇『磁性物質(Ⅰ)–反磁性、順磁性』,本篇則從鐵磁性、反鐵磁性物質談起:

磁性物質(Ⅰ)–反磁性、順磁性(Magnetic Material–Ⅰ)

磁性物質(Ⅰ)–反磁性、順磁性(Magnetic Material–Ⅰ)
國立臺灣師範大學物理系李聖尉碩士生/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

物質的磁性起源於物質內原子磁矩間之排列或交互作用所形成之巨觀現象,而原子磁矩主要來自三個原由:

  1. 電子軌道(Orbital)磁矩:電子繞原子核公轉所產生的磁矩。
  2. 電子自旋(Spin)磁矩:電子內稟所產生的磁矩。
  3. 原子核磁矩 : 原子核內稟或相對電子公轉運動所產生的之磁矩,但原子核磁矩之值很小,相較於電子磁矩而言,可被忽略。

歐傑電子能譜儀

歐傑電子能譜儀 (Auger electron spectroscopy,AES)
國立臺灣師範大學物理系李聖尉碩士生/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

歐傑電子 (Auger electron)的產生現象,最先是由法國人Pierr Auger於1924年所發現,故以歐傑電子為名。歐傑電子能譜術 (Auger electron spectroscopy,AES),是利用一電子束(能量約為 3 keV 或 5 keV )聚焦成微米大小打在樣品表面上,使該樣品表面原子產生歐傑電子,藉由半球形能量分析儀 (Concentric Hemispherical Analyzer,CHA) 捕捉分析歐傑電子的特徵動能,即可研判表面元素成分及其化學態。此外,歐傑電子的產生涉及三個電子軌域,因此有很好的鑑別特性,因而使歐傑電子能譜術成為表面分析的利器[1]。

真空

真空 (Vacuum)
國立臺灣師範大學物理系李聖尉碩士生/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

所謂真空,美國真空學會定義為從一個空間抽出氣體,當中氣體分子數密度在每立方公分內的數目小於 $$2.5\times 10^{19}$$ 個,亦或腔壁承受氣體動力壓力值小於一大氣壓($$1~atm$$ 或 $$760~torr$$)稱之。而壓力的單位使用國際壓力單位 pascal ,帕($$Pa$$),定義為 $$1~Pa =1~N/m^2$$,常用的離子真空計(Ion Gauge)所使用之單位為 $$Torr$$ 。

黑體輻射(Blackbody Radiation)研究歷程

黑體輻射(Blackbody Radiation)研究歷程
國立臺灣師範大學物理系吳幸璇碩士生/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

在二十世紀到來以前,當時物理學家認為,物理學發展已臻完全,但仍有兩處是物理學家尚未理解之處,當時稱之為物理學上的兩片烏雲,其中之一為黑體輻射,另外則是以太這個物質是否存在?而當這兩件事情的解決後則帶領我們至嶄新的領域,繼續探索物理學的奧妙。

物質間的基本交互作用力

物質間的基本交互作用力 (Fundamental Interaction)
國立臺灣師範大學物理系吳幸璇碩士生/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

基本交互作用是自然界中物質間最基本的交互作用,至今我們所觀察到的所有物理表現均可隸屬於此,又我們將此分為四大種類,分別為重力交互作用、電磁力交互作用、強交互作用及弱交互作用。

科氏力的作用

科氏力的作用 (Coriolis effect)
國立彰化高級中學物理科賴文哲老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

一光滑圓盤置於水平地面上,並以等角速度逆時針方向旋轉,小球 P 由下方 A 點等速度向上移動。考慮圓盤轉動半圈,小球正好穿越圓盤,以地面上靜止的慣性座標系觀察者來看,小球的運動軌跡成一直線,乃小球在水平方向不受力之下,依其慣性所做的運動。

牛頓擺

牛頓擺 (Newton’s Cradle)
國立臺灣師範大學物理系曾鈺潔碩士生/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

牛頓擺是一個常見的桌面演示裝置,由五個質量相同的球體由吊繩固定,彼此緊密排列。

2010年諾貝爾物理獎介紹-石墨烯graphene「完美二維系統」

2010年諾貝爾物理獎介紹-石墨烯graphene「完美二維系統」
東海大學物理系研究生林志遠、楊贊樺、簡世森/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

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2010的諾貝爾物理獎頒給了兩位英國曼徹斯特大學的物理學家,Andre Geim和Konstantin Novoselov。他們獲獎的原因,除了成功地製造了「傳說中的」二維材料,也為實驗手法開創了一種全新的思維,奈米級的樣品竟然可以用再平凡不過的3M膠帶備製!他們不僅實現了理論中完美的二維系統,也帶出這個系統中各種獨特又迷人的物性。他們第一篇相關的論文在2004年發表,到去年得獎,也僅短短七年的時間。而相關的論文數目,也在這七年之間呈現指數型的成長[圖2.],可見石墨烯在科學界受到重視的程度。

黑洞的大小–史瓦茲半徑(Schwarzschild Radius)

黑洞的大小–史瓦茲半徑(Schwarzschild Radius)
臺南市私立光華女子高級中學物理科楊盛智老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

黑洞(Black Hole)已是家喻戶曉的名詞,原本的名稱其實是:「重力完全塌縮的星球」,直到1967年由惠勒【註1】(John Archibald Wheeler)提出「黑洞」一詞予以取代,至於黑洞形成的條件及範圍為何?早在1916年卡爾‧史瓦兹(Karl Schwarzschild,1873-1916)即求得,根據史瓦兹的說法,如果一個不自轉、不帶電的重力天體,其半徑小於一個特定值,天體將會發生劇烈收縮而坍塌,這個半徑就叫做史瓦兹半徑,在這個半徑內時空嚴重變形,不只天體本身會被吸入,就連發射的光(電磁波)都會被吸收,故呈現「黑漆漆」一片。

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