物理

奈米(Nanometer)

奈米(Nanometer
國立台南第一高級中學一年級林晉名/國立台南第一高級中學物理科王俊乃老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

奈米(標誌:mμm) 是一種公制長度等於十億分之一米, 即百萬分之一分之一毫米。

它是用來測量極小尺寸的常用單位(等於十埃),是國際上公認的非Si單位。它是經常和奈米科技聯繫在同一個領域。以前,奈米被稱作毫微米(標誌 mµm)。

它是在半導體產業最常用來描述生產技術的線寬大小 ,同時也是最常用來描述光波長的單位,可見光波長的範圍大約在400-700奈米之間,資料在光碟上被存為大小大約100 奈米深、500奈米寬的凹槽。

奈米科技是個範圍相當廣的領域,如應用物理學、材料學、膠體與界面科學、元件物理、超分子化學;自我複製機器和機器人學、化學工程、機械工程、生物工程學和電機工程。將上述的科學領域合稱為奈米科技會引起爭議,因為在相關研究上奈米級並沒有明顯的界線劃分;儀器使用是唯一跟所有領域有關的,例如配藥和半導體產業並不相干,奈米科技產品主要都銷售到某個工業範疇。

半導體雷射(Semiconductor Laser)

半導體雷射(Semiconductor Laser
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

由於半導體雷射為現今科技實際應用的重要光電元件,像是在光纖通信、雷射列印、高密度光儲存、條碼掃瞄等皆需要應用到半導體雷射,還有其他包含顯示、娛樂、軍事、照明、生醫等方面也是需要用到半導體雷射,因此半導體雷射的發展成為現今最重要的光電元件之一。目前半導體雷射發光波長包含了藍紫外光、可見光、近紅外光和遠紅外光的範圍。此外,頻譜兩端的範圍也是半導體雷射發光波長的研究方向,往更短的紫外光波長以及進入兆赫波的範圍。

雷射基本上由四大部分組成。(1)增益介質:具有將在此介質中傳播的電磁波強度放大功能;(2)光學共振腔:提供電磁波回饋的機制以儲存能量;(3)增益介質的泵浦系統:提供能量給增益介質,使增益介質具有放大波強度的能力;(4)輸出耦合:將光學共振腔中的雷射光輸出到共振腔外,形成可以用來利用的雷射光。

二極體 (Diode)

二極體 (Diode
高雄市立高雄高級中學物理科盧政良老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

電子元件當中,二極體是一種具有兩個(也只有兩個)電極的裝置(除了熱游離二極體thermionic diodes可能還會多一到兩條加熱用的輔助端)。二極體有兩個主要的電極可以使想要的訊號通過,大部分的使用上是應用其整流的功能。而變容二極體varicap diode則用來當作電子式的可調電容器。

大部分二極體所具備的電流方向性我們通常稱之為「整流rectifying」 功能。二極體最普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過(稱為順向偏壓),反向時阻斷 (稱為逆向偏壓)。因此,二極體可以想成電子版的逆止閥。然而實際上二極體並不會表現出如此完美的開與關的方向性,而是較為複雜的非線性電子特徵-這是由 特定類型的二極體技術決定的。二極體使用上除了用做開關的方式之外還有很多其他的功能。

運動學(Kinematics)與簡單的運動種類

運動學(Kinematics)與簡單的運動種類
台北市立第一女子高級中學邊鈺皓/台北市立第一女子高級中學黃克雄老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

在物理學上,運動指的是物體在空間中相對位置隨著時間而變化的行為。在生活中「運動」這個行為是很常見的,但一直到了亞里斯多德的時候人們才開始探討運動。 亞里斯多德把運動分成兩大類:一種是天然運動,就像天體的圓周運動或是自由落體運動;另一種是激發運動,例如推一個物體所做的運動。亞里斯多德認為「力」 是保持運動狀態的原因。但到了十七世紀,以伽利略為首的諸多科學家開始對運動進行深入的研究,他們認為:力並非保持運動狀態的原因,而是改變運動狀態的原因。到了十七世紀末,英國科學家牛頓(Isaac Newton)提出了「牛頓運動定律」,為古典物理奠定了基礎。隨著時代的演變,在二十世紀初「愛因斯坦」提出了「相對論」,改變了昔日人們對空間和時間的看法,也因此使得舊有的運動觀念也須修正。

運動學(kinematics)

運動學(kinematics)
台北市立第一女子高級中學陳柏方/台北市立第一女子高級中學黃克雄老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

運動學為經典力學的分支。主要討論物體運動的現象,不涉及運動的原因。運動學建立於時間與空間的基礎上,主要有三個基本觀念:位置、速度及加速度。

麥士納效應 (Meissner Effect)

將超導體放置在微弱的外界磁場中,該磁場僅能穿透超導體內部些許距離,很快地就遞減為零,該距離稱為London penetration depth,該現象又稱為Meissner effect,這是超導體的獨特性質。對大部分的超導體而言,London penetration depth大約是100nm的數量級。 Meissner effect常常和反磁性的觀念混淆。根據冷次定律,如果對導體施加隨時間改變的外界磁場,在導體內會產生感應電流,感應電流產生的感應磁場會和外界磁場的變化方向相反。

笛卡兒(René Descartes)

笛卡兒(René Descartes)
台北市立第一女子高級中學邊鈺皓/台北市立第一女子高級中學黃克雄老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

1596 年 3 月,笛卡兒出生在法國的一個貴族家庭,然而在出生不久後母親就染上肺結核而去世,幼小的笛卡兒因此受到傳染而陷入危險。儘管最後幸運的活了下來,這仍然使得笛卡兒的身體一直都很虛弱。

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