物理

電漿的溫度(Temperatures)

電漿的溫度(Temperatures)
國立台南第一高級中學二年級阮鏞蔘/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

電漿溫度常常是以凱氏溫標 kelvins 或是電子伏特 electronvolts 來量度,同時也是每個粒子作熱運動能量的非正式測量。就算在馬克士威能量分布方程式中發現有明顯差異,好比處於紫外線、高能粒子或是強大電場的影響下,電子間依然幾近於熱平衡 thermal equilibrium,而可以被相對完整的測量溫度。

雷射(Laser)概論

雷射(Laser)概論
國立台南第一高級中學二年級黃政翰/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

雷射是一種會釋放同調光的光電裝置。”雷射”(LASER)一詞是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的縮寫。雷射會釋放出有窄波段光譜(單色光)且低發散的光束。雷射光與會發散較廣,且長波段光譜的非同調光(與本身不同相)熾熱電燈泡,以及非同調的 LED 光有著極大的不同。

雷射(Laser)的設計(Design)

雷射(Laser)的設計(Design)
國立台南第一高級中學二年級王昱哲/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

一台雷射包含了雷射增益介質 gain medium,該介質放置在其高度反射的光學諧振腔裡,並且提供雷射增益介質能量。雷射增益介質能以受激發射 stimulated emission的方式,增強光的能量。共振腔的最簡形式包含了兩片反射鏡,這兩片反射鏡促使光在雷射增益介質兩旁來回穿梭。通常其中一片玻璃是部份透明,雷射則是由這個鏡子射出。

雷射的專門用語(Terminology)

雷射的專門用語(Terminology)
國立台南第一高級中學二年級王昱哲/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

Laser (light amplification by stimulated emission of radiation)一詞源自於利用輻射的受激放射,使光波增強,文中所提到的光若是以較廣義的角度來定義,包含了所有具有電磁能 electromagnetic radiation 的各種類光量子,並非侷限於可見光波。

超導體(Superconductor)應用(Applications)

超導體(Superconductor)應用(Applications)
國立台南第一高級中學二年級侯岳岑/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

超導體磁鐵 Superconducting magnets 是我們所知道最強而有力的電磁鐵,他們用於磁浮列車、核磁共振影像(MRI)、核磁共振(NMR)的機器以及用於粒子加速器作為操縱粒子束的射線指點(beam-steeming)磁鐵。他們亦可以被應用在顏料產業從事磁性分離:從較少(甚至沒有)磁性的微粒背景中萃取弱磁顆粒。

麥士納效應(Meissner Effect)

麥士納效應(Meissner Effect)
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

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 $$100~nm$$ 的數量級。

液晶的應用(Applications of Liquid Crystals)

液晶的應用(Applications of Liquid Crystals)
國立台南第一高級中學二年級陳立倫/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

液晶在液晶顯示器crystal displays有廣泛的用途,液晶顯示器的原理是依據液晶在電場出現或消失時光學性質的改變。一般典型的裝置中,一層液晶(約 $$10$$ 微米厚)放置在兩個互相垂直的偏振片間。

液晶排列成自由態的是雙絞型的(原因:雙絞向列場效應)。液晶的雙絞態可以重現已通過第一片偏振片的光,使光可以傳透到第二片偏振片(在有反射器提供的狀況下光會反射回觀察者)。該裝置因此呈透明。外加一電場於液晶層,液晶的長分子軸有平行於電場排列的傾向,因此液晶層中心逐漸不旋轉。

液晶(Liquid Crystal)

液晶(Liquid Crystal)
國立台南第一高級中學二年級侯岳岑/國立台南第一高級中學物理科王俊乃老師修改/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

液晶是一種相態介於液體相與固體晶體之間的物質。舉例來說,液晶會向液體一樣流動,但卻有晶體般有序排列 oriented in a crystal-like way 的分子結構。以液晶的光學性能分類(例如”雙折射birefringence”),液晶被區分為許多不同的類型。

奈米-從簡單到複雜:一個微觀的角度 (Simple to Complex: A Molecular Perspective)

奈米-從簡單到複雜:一個微觀的角度 (Simple to Complex: A Molecular Perspective)
國立台南第一高級中學一年級林亭佑/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

現代的合成化學技術水準已到達可以製造結構很小的分子。現今可以使用這些方法今天去製造各式各樣實用的化學製品,例如:配藥或商業用的聚合物。這樣的功能使我們更進一步思索是否可將這樣的方法擴張到下一個層級,也就是將這些單一的分子加工並且組織成結構整齊的多分子材料。

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