現代科技簡介 Introductory Modern Technology

近期物理相關之研究發展

光的偏振特性(二)

光的偏振特性(二)(Polaization of Light)
國立彰化師範大學光電所賴柏仲碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

前一章節探討到我們用電場的強度及方向來描述出電磁在空間中傳播及偏振的特性,而光的偏振狀態可分做下列四種型式:

自然光(natural light): 若 和 間無特定關係,或者相對相位角 是一個隨機變數,淨電場在任一位置或任一時間的偏振方向即為隨機,我們稱這種光源為自然光或隨機偏振光。

氦-氖雷射(He-Ne Laser)

氦-氖雷射(He-Ne Laser)
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞研究生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

考慮發光波長為632.8 nm紅光波段之He-Ne雷射。實際上受激發射機制主要為Ne原子,而He原子則是利用碰撞的方式來激發Ne原子。

Ne為一惰性氣體,其基態電子組態為1s22s22p6,如果忽略最接近的1s與2s副軌域,則可將Ne基態電子組態簡化成2p6。如果將2p軌域中的電子激發到5s軌域中,則激發態2p55s1的氖原子就成為具有較高的能量的原子;而氦原子也為一惰性氣體,因此同樣的,其基態的電子組態為1s2,當電子由1s軌域激發到2s軌域的時候,就形成有較高能量的1s12s1的氦原子。 氦氖雷射結構主要是將氦氖原子的混合氣體放在一個放電管中,此放電管的兩端為鏡面,作為受激發射的反射鏡以用來增強共振腔內的強度。

巨磁阻

巨磁阻 (Giant Magnetoresistance , GMR )
國立彰化師範大學物理所陳建淼研究生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

巨磁阻介紹

在2007年諾貝爾物理學獎頒發給法國的Albert Fert及德國的Peter Grünberg以表彰他們在巨磁阻效應上的發現,因而對磁性紀錄技術產生了重大影響。巨磁阻效應於1988 年,Baibich 等人使用分子束磊晶(MBE)成長鐵鉻多層膜,研究在溫度 4.2 K 的環境下,電阻隨著磁場的變化關係。

穿透式電子顯微鏡

穿透式電子顯微鏡 (Transmission Electron Microscopy:TEM)
國立彰化師範大學物理所陳建淼研究生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

A.TEM簡介

自1930年代第一台商用電子顯微鏡於英國建立以來,由於影像解析度受限於所供輸電子能量,隨著高壓設備之成熟技術發展與建立,穿透式電子顯微鏡不斷地進步與突破。1938年,穿透式電子顯微鏡,解析度約20~30埃,到1963年,解析度提升至2~3埃;到目前為止,一百萬電子伏特(eV)以上之超高電壓穿透式電子顯微鏡也已問世(HRTEM)。

現代科技簡介 Introductory Modern Technology
柯爾磁光效應

柯爾磁光效應

柯爾磁光效應 (Magneto-Optical Kerr Effect , MOKE) 
國立彰化師範大學物理所陳建淼研究生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

A. 柯爾磁光效應介紹

隨著磁性元件應用日漸擴展,基於磁性薄膜新穎的物理特性和高技術的應用,對磁性薄膜材料的研究有越來越多的趨勢,其中柯爾磁光效應Magnetic-Optic Kerr Effect (MOKE)也是重大的發展之一,由於柯爾磁光效應可以簡單的分析磁性薄膜材料的磁特性,因此也漸漸受到了注目。 磁光效應包括法拉第效應、柯爾效應、磁線振雙折射、磁圓振二向色性….目前研究和應用最廣泛的磁光效應為法拉第效應和柯爾效應。

光的偏振特性(一)

光的偏振特性(一)(Polaization of light)
國立彰化師範大學光電所賴柏仲碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

十七世紀中,牛頓首先開始對光做有系統的研究,他發現到所謂的白光(White Light)是由所有的色光(Colored Light)混合而成。十九世紀初,楊氏(Thomas Young)利用波動理論成功的解釋了大部分的光學現象如反射、折射和繞射等。

1873 年,馬克斯威爾發現光波是電磁波,其中它的電波和磁波是相依相存不能分開的,電場(E)、磁場(H)與電磁波進行的方向(S)這三者是呈相互垂直的關係。

電力上的應用(Power Applications of Superconductivity)

電力上的應用(Power Applications of Superconductivity)
國立虎尾科技大學電子工程系吳添全助理教授/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

利用超導體零電阻的特性,可運用於製作超導導線。在電力工程設施中,如電力傳輸線、儲能系統、馬達、發電機及變壓器,由於線路有電阻,因此會有大量的電能損耗並轉變為熱。

若將線路改為超導體材料則可減少能量損耗。 在電力傳輸線的應用上:目前從發電廠產生的電力,運送給消費者使用,往往相距很遠,所以電力輸送時會提高電壓減少輸送途中的電力損失。因為電流在導線中流通時,會產生熱能,在半途中散發而耗損,電流愈大損失的能量也就愈大(和電流的平方成正比)。因此在輸送一定電力時,若能提高電壓則其電流相對地就會變小,也就可以減少電力的損失。因此若將導線改為超導電纜作為電力傳輸線裝置,可有效減少能量之損耗。 在儲能的應用上:可將超導材料以超導線材繞成線圈後,保持於極低溫時的超導態,並將電能儲存在超導線圈內,因為擄獲的磁場為永久電流所產生,在不消耗任何電力於線圈則此磁場將永久存在。超導磁儲能系統可以儲存非高峰期多餘的電能,以便高峰期使用。

磁浮

磁浮 (magnetic leviation)
國立虎尾科技大學電子工程系吳添全助理教授/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

講到磁浮 (magnetic leviation) 就會聯想到浮力,當物體存在於流體內部就會受到浮力的作用,而且浮力是與重力方向相反。因此當一個磁鐵接近超導體時就會受到Meissner效應的作用,即磁力線被排出超導體外,並有表面電流的產生。此表面電流所產生的磁場和磁鐵的磁場方向相反。因此超導體抗磁性的結果會產生使磁鐵浮在超導體上的現象。

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