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毕业论文熵及其应用

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毕业论文熵及其应用

详细释义1:物理学上指热能除以温度所得的商,标志热量转化为功的程度。2: 科学技术上用来描述、表征体系统不确定程度的函数。亦被社会科学用以借喻人类社会某些状态的程度。3:传播学中表示一种情境的不确定性和无组织性。英文释义:The degree of randomness or disorder in a thermodynamic system.熵的特点1.熵是体系的状态函数,其值与达到状态的过程无关;2.熵的定义是:dS=dQR/T,因此计算不可逆过程的熵变时,必须用与这个过程的始态和终态相同的可逆过程的热效应dQR来计算;3.TdS的量纲是能量,而T是强度性质,因此S是广度性质。计算时,必须考虑体系的质量;4.同状态函数U和H一样,一般只计算熵的变化。科学技术上泛指某些物质系统状态的一种量(liàng)度,某些物质系统状态可能出现的程度。亦被社会科学用以借喻人类社会某些状态的程度。熵是不能再被转化做功的能量的总和的测定单位。这个名称是由德国物理学家鲁道尔夫·克劳修斯〔鲁道尔夫·克劳修斯(1822—1888)〕德国物理学家,热力学的奠基人之一。于1868年第一次造出来的。但是年轻的法国军官沙迪·迦诺〔沙迪·迦诺(1796—1832)〕一般译作“卡诺”,法国物理学家、工程师,在研究热机效率的过程中,提出了“卡诺循环”定理。却比克劳修斯早41年发现了熵的原理。迦诺在研究蒸汽机工作原理时发现,蒸汽机之所以能做功,是因为蒸汽机系统里的一部分很冷,而另一部分却很热。换一句话说,要把能量转化为功,一个系统的不同部分之间就必须有能量集中程度的差异(即温差)。当能量从一个较高的集中程度转化到一个较低的集中程度(或由较高温度变为较低温度)时,它就做了功。更重要的是每一次能量从一个水平转化到另一个水平,都意味着下一次能再做功的能量就减少了。比如河水越过水坝流入湖泊。当河水下落时,它可被用来发电,驱动水轮,或做其他形式的功。然而水一旦落到坝底,就处于不能再做功的状态了。在水平面上没有任何势能的水是连最小的轮子也带不动的。这两种不同的能量状态分别被称为“有效的”或“自由的”能量,和“无效的”或“封闭的”能量。熵的增加就意味着有效能量的减少。每当自然界发生任何事情,一定的能量就被转化成了不能再做功的无效能量。被转化成了无效状态的能量构成了我们所说的污染。许多人以为污染是生产的副产品,但实际上它只是世界上转化成无效能量的全部有效能量的总和。耗散了的能量就是污染。既然根据热力学第一定律,能量既不能被产生又不能被消灭,而根据热力学第二定律,能量只能沿着一个方向——即耗散的方向——转化,那么污染就是熵的同义词。它是某一系统中存在的一定单位的无效能量。

什么是熵权法 德国物理学家holtman和Clausius在1864年共同研究出热力学并合作编写了《热之唯动说》,一个与物理量有关的新术语是 “熵”,主要是用于描述系统状态。之后,美国数学家Shannon发现熵能够体现不确定性,对以往“熵”研究进行了拓展。熵理论不仅可以应用于力学,还被用于其他领域。目前信息熵已经是计算“不确定性”的最好方法。 熵权法是熵理论的一个组成部分,利用熵对制造企业转型和技术能力评价指标体系的所有定量信息中的随机变量进行度量。我们根据熵中的信息量获得每个度量的权重。熵值越大,信息量越小,指标对整体的影响越小。对比熵法和主观分配法,可以看出这种方法独立于个体意识,是一种更准确判断特定变量对整体影响程度的方法。研究人员可以根据指标影响程度的结果进一步优化指标体系。熵权法可以在任何需要确定权重的过程中单独使用,也可以与其他数学方法结合使用。因此,熵权加权法常用于对一个公司的能力或业绩进行综合评价。 熵权法的基本原理 根据信息论基本原理的解释,信息是系统有序度的度量,熵是系统扰动程度的度量。根据信息熵的定义,给定指标,熵值可以用来评价给定指标的方差程度。如果所有指标值都相同,则该指标对整体评价没有影响。因此,可以利用信息熵工具计算各个指标的权重,为综合评价多个指标提供依据。 熵权法的基本思路是根据指标变异性的大小来确定客观权重。一般来说,若某个指标的信息熵Ej越小,表明指标值得变异程度越大,提供的信息量越多,在综合评价中所能起到的作用也越大,其权重也就越大。相反,某个指标的信息熵越大,表明指标值得变异程度越小,提供的信息量也越少,在综合评价中所起到的作用也越小,其权重也就越小。 熵权法赋权步骤 1. 数据标准化 将各个指标的数据进行标准化处理。 假设给定了k个指标X1,X2,……,Xk,其中: 假设对各指标数据标准化后的值为Y1,Y2,Y3...YK:,那么 2. 求各指标的信息熵 根据信息论中信息熵的定义,一组数据的信息熵 其中: 如果: 则: 3. 确定各指标权重 根据信息熵的计算公式,计算出各个指标的信息熵为E1,E2,E3...EK,通过信息熵计算各指标的权重: 综上所述,熵值法的优点是可以为能力进行一种客观的权重赋能方法,它深刻地反映了一个指标的内在力量,比监督者的权重具有更高的可靠性和准确性。该算法虽然简单,但存在诸多不足,如不够智能,未考虑指标及其影响,像是相关性、层级关系等。在缺乏业务指导经验的情况下,权重依赖于失真的样本。如果样本不断变化,权重会有一定的波动。因此,在考虑选择熵权加权方法进行分析研究时,需要考虑方法的适用范围。反之,如果权重失真频繁发生,则需要结合专家评分和判断,以最大限度地发挥熵方法的优势。同时,在确定权重之前,需要了解指标对目标得分的影响方向,并对非线性指标进行预处理或去除。

诠释通信文化的发展历史,首先要明晰"大通信"和"小通信"的概念。"大通信"为广义的通信概念,它包括自然通信、文字通信、模拟通信、数字通信、全息通信和物质通信等内容。"小通信"为狭义的通信概念,它包括光纤通信、数据通信、移动通信、智能网技术等内容。通信发展历史主要经历了三个阶段:初级通信阶段(以1838年电报发明为标志);近代通信阶段(以1948年香农提出的信息论为标志);现代通信阶段(以20世纪80年代以后出现的光纤通信应用、综合业务数据网崛起为标志)。 一、"大通信"视角与通信文化 在通信文化一节中,我们探讨了"通信"的概念,从字源的角度看,通信实际上与传播、沟通、交往的概念是同一的,即凡属信息传递的所有内容和形式都可以看做广义的通信概念,我们不妨称之为"大通信"。站在"大通信"的角度,从通信文化的视角出发,我们认为,人类的通信文化包括自然通信文化、文字通信文化、模拟通信文化、数字通信文化、全息通信文化和物质通信文化阶段。 熵:熵是表征系统无序程度的量度。香农将这一概念引入信息论,作为信息论的一个基本量,用以描写不确定性的大小,熵愈大,不确定性也愈大。 1.自然通信文化阶段 自然通信文化阶段的主要信息载体是建立在人的感观、火、皮鼓、号角等自然物的基础之上的。信息作用的范围以人的感观所能达到的自然范围为边界,受人的官能和所使用自然信息介质的物理化学性能约束。由于自然通信主要在人的感观所及的范围内进行信息交流,所借助的信息工具和传递的信息内容往往非常简单,这就使得其信息传递的效率相当高,即信息的熵值是很低的。自然通信阶段对产业的影响极其有限,只是产生了原始状态的"通信产业",譬如制鼓业、号角制作业。当然,从严格意义上讲,这种原始的手工业还不能称之为一种"产业",充其量只能称之为一种"萌芽"。这时候的通信文化可称之为自然通信文化。 2.文字通信文化阶段 文字通信文化阶段通过文字符号来传递信息,主要信息载体是书籍、报刊、信函等。信息传递的时空受文字载体理化属性的约束,在文字载体的理化时空范围内传播,与通信行业分工体系息息相关。文字作为信息的载体是人类通信技术发展的飞跃,但是,不可否认的是,文字具有严重的信息模糊性。比如,我们称赞一个人"好",我们似乎是明白其意了,其实我们并没有真正明白,我们所理解的"好"仅仅是一种非常轮廓性的信息。因此,文字一方面带来信息传递时空范围的极大突破,但也造成了信息熵值增大的问题。围绕文字通信技术,沿着历史的线索,产生了骨书业、书简业、邮政业、造纸业、传媒出版业等庞大的产业体系。这个阶段的通信文化可称为文字通信文化。 3.模拟通信文化阶段 模拟通信文化阶段的典型特征是用电磁波作为介质进行信息传播,相对于文字通信而言,这又是一次质的飞跃。模拟通信阶段的主要载体是电报、电话、模拟电视、模拟广播等。借助电磁波瞬时的、能突破广泛时空传递的物理特性,人类传递信息的范围空前扩大,效率空前提高。但是,由于模拟通信技术投资浩大,因此,从一出现就被政府和财团所掌握,因此深受政治、经济和社会因素的影响,从而导致信息扭曲现象严重。传播学的批判学派对此问题进行了长期的批判。大量的人为因素往往造成模拟信息在传递的过程中熵值增大。围绕模拟通信技术,产生了模拟电话业、电报业、广播电视业等庞大的产业体系,对人类社会生活产生了巨大的影响。模拟通信文化由此形成。 4.数字通信文化阶段 数字通信文化阶段是以"0"和"1"的排列组合,即以"比特"来传递信息的数字通信技术的崭新发展阶段。数字通信阶段的主要载体是移动通信网络、互联网、数字电视网、数字电力网及其专用终端,凭借数字通信技术多媒体、即时海量和全球通信网络优势,数字通信不但进一步扩大了人类信息交流的广度,更在层次上增加了通信的深度。遗憾的是,与模拟通信同样的原因,数字通信核心技术及其网络服务体系仍然牢牢地掌握在各种利益团体的手中,同时,数字通信技术的发展还使得个体传递信息的渠道空前畅通,各种信息蜂涌而上,导致信息高速公路上信息拥塞严重。这两个非技术的情况也日益造成信息效率的低下。数字通信技术的发展趋势是把人类所有的信息活动数字化,造就一个崭新的数字地球。数字通信技术正在人类所有的产业领域造成巨大的影响,从技术的角度看,目前代表性的数字通信产业包括计算机业、互联网业、移动通信业、数字电视业、数字电力网业、数字终端业等几大产业群。数字通信文化在这个阶段形成。 5.全息通信文化阶段 数字通信的大趋势是带宽更高,不同性质的通信网络融为一体,信息终端丰富多彩,信息内容更加深入全面。最终的走向是全球通信网络以宽带为基础结成一体,人与人之间轻松地传递所需的全部信息,全息通信时代到来。全息通信文化时代,限制人们之间交流的最大障碍仅仅是人类活动的三维时空,此时,通信技术将达到数字通信技术的时代高点,通信技术将逐渐从大众的视野中隐去,通信文化将一举颠覆目前的亚文化地位,成为真正的时代性主流文化。全息通信文化时代由于信息传递的全面性,将会大大降低冗余信息的不良影响,大大降低通信过程中的信息熵值,促使人类回归到"部落化"通信时代,完成人类历史的一次更高级轮回。全息通信将会把所有的人、所有的产业、所有的人类关心的信息深深地纳入到一个无所不能的信息网络中,将造就通信文化产业真正的繁荣。这个阶段的通信文化可称为全息通信文化。

多普勒效应及其应用毕业论文

高中物理说课稿:《多普勒效应》

以上是我为大家整理的高中物理说课稿:《多普勒效应》,希望对大家有所帮助。

一、教材分析:

1、教材的地位

《多普勒效应》是在学习了波的有关知识后编排的,这种效应是一种常见的现象。通过对多普勒效应的初步研究,既是对波动知识的巩固、深化和提高,使学生对波动的认识更丰满更深入些;同时也初步培养了学生探索科学能力,并了解多普勒效应在现代生产和生活中的广泛应用,开拓学生眼界,激发学生学习物理的兴趣。

《多普勒效应》一节是基础教育课程改革在机械波部分的扩展内容。体现课程改革精神,加强了与近代物理的衔接;体现了物理学与技术和社会的联系。

2、教材的编排

①编者从人们熟悉的火车运动时,汽笛声会发生变化而引出课题,提出探究问题。

②以声波为例结合示意图,重点说明波源的频率与观察者接收到的频率的区别,提供探究的依据。

③定性分析波源与观察者有相对运动时,观察者所接收到的频率变化原因,给出探究过程,突出重点内容。

④说明除声波外的其它机械波、电磁波、光波均会发生多普勒效应,使学生完整理解多普勒效应。

⑤介绍多普勒效应在现代生产和生活中的广泛应用,加强对多普勒效应的理解。

教材这一结构(提出问题→探究问题→总结结论)体现自主性学习的一般方法,符合课程改革的要求。

3、教学目标:

(1)知识目标:

a、知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别;

b、知道什么是多普勒效应,知道它是在波源和观察者之间有相对运动时产生的现象。

c、了解多普勒效应的一些应用。

(2)能力目标:通过区别波源的频率与观察者接收到的频率,培养学生利用物理模型分析和解决问题的能力。

(3)德育目标:培养学生形成尊重事实、探索真理的科学态度。

(4)情感目标:让学生经历基本的科学探究过程,受到科学态度和科学精神的熏陶,激发学生的求知欲,让学生领略自然现象中的美妙与和谐,培养学生终身的探索兴趣。

4、教学重点:多普勒效应的理解。

5、教学难点:波源与观察者发生相对运动时,观察者接收到的频率变化的分析

6、教学关键:通过辅助教学手段帮助学生理解波源频率与观察者接收到频率的不同。

二、教法与学法

1、学法指导

高中学生学习物理的兴趣已发生转化,他们的思维已从形象思维向抽象思维过渡,具备一定的探索能力,不再满足于对物理现象的感知,对现象产生原因有较强的求知欲。因此引导学生学法如下:

(1)学前将学生分组,分别到汽车站、火车站、马路边,观察体验所听到喇叭声、汽笛声有何变化,规律如何?并带领一些学生实地考察并录音。

(2)课堂上,将各组观察结果进行陈述,猜想产生这种现象的原因,设计实验予以排除及验证,并进行分析。

(3)课后完成物理小论文《多普勒效应知多少》

2、教法分析

本节以声波为例介绍多普勒效应,它比较常见,易于接受。声波频率变化可直接通过听音调变化来反映。为使学生明确这一点,采用实验对比:用发声音齿轮发出不同频率的声音,明确音调的变化是由于频率变化的结果;让一声源(如电铃)在不同位置发出声音,明确同一声源发出的声音频率是不变的,从而进一步加深学生的疑问,促使学生再思考。

多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的现象,比波动现象又复杂了一些,要理解多普勒效应,可借助多媒体课件,模拟实例(过程放慢)运用波的知识和运动学知识,指导学生分析,突破难点;引导学生思考“旁批”,用“极端假设”的方法,以帮助理解多普勒效应,渗透物理学研究问题的.方法。

课件展示多普勒效应在现代生产和生活中的应用,以开阔眼界和引起学生兴趣。设置针对性练习,加强对多普勒效应的理解。

三、教学程序的设计

设计思路:让学生经历从自然到物理、从生活到物理的认识过程,经历基本的科学探究过程;充分发挥教师的组织者和引导者的作用,激发并保持学生的学习兴趣,培养学生的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。

(一) 明确探究问题:

引导学生观看实地摄制的录像,并结合自身体验和生活经验,侧重观察声音的变化,学生的回答可能多种多样:

声音发生变化;声音越来越大;声音越来越刺耳;个别学生可能会回答声音频率越来越高······等等。并可发现当观察者与声源相距较近时,声音才会明显的变化。

(二)自主探究过程、突出本节重点 :

1、让学生猜想产生上述现象的可能原因:

当车经过时,观察者听到的声音的确产生了变化,为什么会发生变化,其可能原因:喇叭越来越响;车与观察者的距离变近了;喇叭的声音发生变化······

2、通过实验探索,找出现象的原因。

首先引导学生回忆声音是由什么因素(响度,音调,音色)决定的,明确声音的变化与哪些因素有关;然后根据学生猜测情况,逐一进行排除;最后引导学生将观察的结果,运用求同法将不同情况进行对比,概括出声音的变化规律,并表述为一般的情况,从而提高学生的观察

能力和语言表达能力。

(1)同一个声源,发出的声音会越来越响吗?(用一电铃持续打铃,观察声音变化的情况,否定喇叭越变越响和喇叭声音发生变化的因素。)

(2)当声源与观察者相距较近时,距离的变化会产生明显的影响吗?(用同一电铃在观察者附近的不同地方打铃,可感觉声音没多大变化,从而否定由于距离越来越近而引起的声音的明显变化,忽略声源靠近时响度变化带来的影响。)

(3)声音的变化和音品有关吗?(根据常识进行判断,可排除)

(4)从上可知:观察者听到声音的变化主要由音调变化而引起的(用发声齿轮产生频率变化的声音),强化听到声音的变化是由频率引起的,突出主要影响因素。

(5)观察者听到喇叭声音的变化是由于喇叭发出的声音频率变化而引起吗?

由以上分析总结出听到声音音调的变化是由于观察者接收到的声音频率的变化。

变化规律:观察者与波源相互靠近时,观察者接收到的频率变大;观察者与波源相互远离时观察者接收到的频率变小。

引入课题:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象,叫做多普勒效应。

3、组织学生从理论上分析多普勒效应的规律。

在实例模拟图上,由波源发出一系列的球面波帮助学生建立波动过程的物理模型。 给合运动学知识组织学生讨论,分析过程抓住波源发出波频率不变,讨论的是观察者接收到的频率如图(一),设波传播速度V波,波长为λ,频率为f。,观察者接收频率为f1。①波源相对观察者静止时:

设波源在A处1秒钟发出f 0个完全波,则

观察者在B处1秒钟内可接收f 0个完全波。

即f'=f 0

②波源静止,观察者运动:

a、观察者在B处以速度V向波源运动,1秒钟内接多接收V/λ个完全波,f'=f 0+v/λ>f 0接收频率变化。

b、观察者在B处以速度V远离波源运动1秒内少接收V/λ个完全波,f'=f0-V/λ

当波源在A处,1秒钟发生f0个完全波,

波传到B和B',观察者处于B和B';若

波源从V向B运动1秒钟移动到A',B'A'

和A'B中的波数相同,由于B'A'>A'B所

以λA'B'>λA'B,波速V波不变, 根据f=v/λ,则fA'B'

这样将实例体验与分析出的结果进行对比,从理论上更深层次理解多普勒效应,从而完成由感性认识到理性认识;通过探究,使学生经历基本的科学探究过程,学习科学探究方法,发展初步的科学探究能力,形成尊重事实、探索真理的科学态度。

3、知道了声波会发生多普勒效应后学生可能会产生疑问:其它的机械波是否也会发生多普勒效应呢?此时教师指出其它的波,如电磁波、微波、光波也会发生多普勒效应,即多普勒效应是波共有的特征,以较全面理解多普勒效应。这样可激发学生求知欲,培养学生的探索兴趣:电磁波、微波、光波的多普勒效应会有什么样的现象出现呢?

(三)多普勒效应在实际中的应用(课件介绍并展示多普勒效应的一些应用)

(1)判定火车运动的方向和快慢(声波)

(2)判断汽车运动的速度(电磁波、超声波)

(3)判断遥远天体相对于地球的速度(光波)

(4)多普勒超声诊断(超声波)

(四)用投影片出示小结、思考题

1、叙述波源的频率和观察者接收到的频率的区别

2、什么是多普勒效应?

3、举例说明多普勒效应的一些应用。

(五)针对性练习 投影

1、多普勒效应是指:当波源和观察者之间有相对运动时,使_______频率发生变化的现象。

2、在铁路旁听到行驶中的火车的汽笛声,当火车迎面驶来时,音调变高,火车远离时,音调变低,是因为( )

A、火车驶来时,声源频率变大 B、火车远离时,声源的频率变小

C、火车驶来及远离时,声源的频率都不变 D、以上说法均不正确

3、关于多普勒效应,下列说法正确的是( )

A、多普勒效应是由波的干涉引起的

B、多普勒效应说明波源的频率发生改变

C、只有声波才可以产生多普勒效应

D、多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的

(六)作业布置:撰写小论文《多普勒效应知多少》

(七)板书设计

多普勒效应

概念:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象。

规律:波源与观察者相互靠近,观察者接收到的频率变大;

波源与观察者相互远离,观察者接收到的频率变小。

应用:判火车运动的方向和快慢(声波)

判断汽车运动的速度(电磁波、声波)

判断遥远天体相对于地球的速度(光波)

多普勒超声诊断(超声波)

四、总体说明:

本节设计从提出探究问题→分析探索问题(实际体验和理论分析)→归纳总结三个层次突出重点,并借助多媒体课件突破难点。这样,通过想像与推理方法和实验相结合,发展学生的想像力和分析概括能力,使学生养成良好的思维习惯,敢于质疑,勇于创新;让学生学习科学探究方法和科学家的探索精神,关心科技发展动态,关注技术应用带来的社会进步和问题,树立正确的科学观。

1。想说明多普勒现象后面的意味,似无必要非得用球面波来思考,不用把空间的方向性拉进来,用一个最简单的平面波更好想像。速度等于波长乘频率,似乎是无条件正确的呀,这就是一个定义,只是要注意速度是一个矢量,在各分量上这定义没什么问题。2。多普勒的解释有两种,一种用狭义相对论的时间和空间的相对性(洛仑兹变换公式)可推导出来,另一种用牛顿力学的运动方程就能推出来。其背后的意思就是物理量的相对性和时空的相通性。A和B相对静止,A看到B发出的波长(比如声波),是一个值,A和B有相对运动时,看到的波长(峰与峰的距离)是另一个值。

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10行列式的计算。

函数的导数表示函数在一点处(瞬时)随自变量变化快慢的程度。利用它,可以直接研究函数及其图像在一点处的变化性质(例如瞬时速度、切线斜率等)。为了应用导数研究函数在区间上的变化性质,先要熟悉微分学的中值定理。1. 中值定理微分学中有费马引理、罗尔定理和拉格朗日中值定理。拉格朗日定理 如果函数 满足:(ⅰ)在闭区间 , 上连续;(ⅱ)在开区间 , 内可导,则在 , 内至少存在一点 ,使或由图3容易理解,当函数 满足(ⅰ)、(ⅱ),即 是条连续曲线并且在 , 内的每点处有切线时,那么在曲线上(只要把弦AB平行移动)至少有一点P(在图中是 ),使得曲线在该点处的切线与弦AB平行,也就是说,P点处的切线斜率 和弦AB的斜率 相等。需要注意的是,拉格朗日定理并没有给出求 值的具体方法,它只是肯定了 值的存在,并且至少有一个。如图3中的函数 ,在 , 有 与 两个。拉格朗日定理的意义是:建立了函数 在区间 , 上的改变量 与函数在区间 , 内某一点 处的导数之间的关系,从而为用导数去研究函数在区间上的性质提供了理论基础。2. 用导数研究函数的性质为了使论述方便,我们将使用记号 和 ,它们分别表示开区间 , 和闭区间 , 。现在我们利用导数来研究函数的单调性。设函数 在 上连续,在 上可导。如果函数 在 上单调增加,那么,它的图形是一条沿 轴正向上升的曲线,如图(a)所示,这时曲线上各点的切线斜率大于等于零( );如果函数 在 上单调减少,那么,它的图形是一条沿 轴正向下降的曲线,如图(b)所示,这时曲线上各点的切线斜率小于等于零( )。由此可见,函数的单调性与其导数的符号有着密切的联系。反过来,我们是否可以有导数的符号来判定函数的单调性呢?一阶导数的符号在 上任取两点 、 ,其中 < ,在区间[ , ]上应用微分中值定理,得到 ( < < )有上式可见,若 , ,就有 ,于是 , , 在区间 上单调递增。同理可以说明 在区间 上单调递减。由此我们可以归纳出函数单调性的判别法。设 在区间 上连续且在区间 上可导,则(1) 如果函数 在区间 上满足 ,则函数 在区间 为递增函数;(2) 如果函数 在区间 上满足 ,则函数 在区间 为递减函数。(3) 如果函数 在区间 上满足 ,则函数 在区间 为常数。此外,导数的绝对值告诉我们变化率的大小。当 绝对值较大时,函数曲线就陡峭一些; 绝对值较小时,函数曲线就平坦一些。记住这些,你就可以从一个函数的导数情况判断出函数的一些性态。曲线的上下凹性设 在某一区间内可微,一阶导数告诉我们,如果在某一区间内 ,那么 在该区间式递增的;如果在某一区间内 ,那么 在该区间式递减的。如果 在某一区间内递增,则它的函数曲线向上弯曲或称为上凹,如果 在某一区间内递减,则它的函数曲线向下弯曲或称为下凹。当 向上弯曲时,曲线切线的斜率随着 增加而增加,如图所示;当 向下弯曲时,曲线切线的斜率随着 增加而减少, 点 为函数 的拐点,即函数曲线在区域内点 的左边向上凹,在点 的右边向下凹,它是曲线由向上凹变为向下凹的分界点。二阶导数的符号函数曲线的向上凹或向下凹、曲线的拐点可以用函数的二阶导数来确定。设 在区间 上连续且在区间 上可导,则(1) 如果函数 在区间 上满足 ,则函数 在区间 为递增函数,函数曲线上凹;(2) 如果函数 在区间 上满足 ,则函数 在区间 为递减函数,函数曲线下凹。局部极值性我们说 在点 达到极大值,指的是在 的领域内 为最大,如图所示。 在点 处达到极大值,虽然 = 在整个图像中不是最大,它只是在点 领域内为最大,另一个最大值是B= ,它只是函数在区间[ , ]端点 的函数值,而 = 则是整个图像的最大值。同样, 在点 达到极小值,指的是在 的领域内 为最小,如图所示。 在点 处达到极小值,虽然 = 在整个图像中不是最小,它只是在点 领域内为最小,另一个最小值是A= ,它只是函数在区间[ , ]端点 的函数值,而 = 则是整个图像的最小值。函数的极大值和极小值概念是局部性的。如果 是函数 的一个极大值(或极小值),那只是就点 附近一个局部范围来说, 是函数 的一个极大值(或极小值),如果就函数 整个定义域来说, 不见得是函数 极大值(或极小值)。我们在微分中值定理一节曾经提到,如果函数 可导,并且点 是它的极值点,那么点 必定是它的驻点,但是函数的驻点未必是它的极值点。如函数 ,点 =0是它的驻点,但是在 内函数 是单调增加的,所以点 =0不是它的极值点,可见,函数的驻点只是可能的极值点。此外,函数在它不可导点处也可能取得极值,如函数 在点 =0处不可导,但是在该点取得极小值。最大值与最小值在前面讨论极值的基础上我们进一步讨论函数在一个区间上的最大值与最小值的求法。最大值与最小值的应用很广泛,人们做任何事情,小到日常用具的制作,大至生产科研和各类经营活动,都要讲究效率,考虑怎样以最小的投入得到最大的产出,这类问题在数学上往往可以归纳为求某一函数在某个区间内的最大与最小值的问题。现在设函数 在闭区间 , 上连续,在开区间 , 可导,根据闭区间上连续函数的性质可知,函数 在闭区间 , 的最大值、最小值必定存在;其次,如果最大值或最小值在开区间 , 内的某一点 取得,那么这个最大值或最小值 必定是函数 的一个极大值或极小值。于是,点 必定为函数 的驻点;最后,函数 的最大值或最小值也可能是在 或 处取得。我们通过一个例子来看一看最大值或最小值的求法过程。例5 求函数 在闭区间 , 上的最大值与最小值。

呵呵,不能成立你还证明啥劲?加条件才行,挺别扭的东西

泰勒公式及其应用毕业论文

f(x)=f(x0)+f'(x0)*(x-x0)+f''(x0)/2!*(x-x0)^2+...+f(n)(x0)/n!*(x-x0)^n (泰勒公式,最后一项中n表示n阶导数) f(x)=f(0)+f'(0)*x+f''(x)/2!*x^2+...+f(n)(0)/n!*x^n (麦克劳林公式公式,最后一项中n表示n阶导数) 泰勒中值定理:若函数f(x)在开区间(a,b)有直到n+1阶的导数,则当函数在此区间内时,可以展开为一个关于(x-x.)多项式和一个余项的和: f(x)=f(x.)+f'(x.)(x-x.)+f''(x.)/2!•(x-x.)^2,+f'''(x.)/3!•(x-x.)^3+……+f(n)(x.)/n!•(x-x.)^n+Rn 其中Rn=f(n+1)(ξ)/(n+1)!•(x-x.)^(n+1),这里ξ在x和x.之间,该余项称为拉格朗日型的余项。 (注:f(n)(x.)是f(x.)的n阶导数,不是f(n)与x.的相乘。) 证明:我们知道f(x)=f(x.)+f'(x.)(x-x.)+α(根据拉格朗日中值定理导出的有限增量定理有limΔx→0 f(x.+Δx)-f(x.)=f'(x.)Δx),其中误差α是在limΔx→0 即limx→x.的前提下才趋向于0,所以在近似计算中往往不够精确;于是我们需要一个能够足够精确的且能估计出误差的多项式: P(x)=A0+A1(x-x.)+A2(x-x.)^2+……+An(x-x.)^n 来近似地表示函数f(x)且要写出其误差f(x)-P(x)的具体表达式。设函数P(x)满足P(x.)=f(x.),P'(x.)=f'(x.),P''(x.)=f''(x.),……,P(n)(x.)=f(n)(x.),于是可以依次求出A0、A1、A2、……、An。显然,P(x.)=A0,所以A0=f(x.);P'(x.)=A1,A1=f'(x.);P''(x.)=2!A2,A2=f''(x.)/2!……P(n)(x.)=n!An,An=f(n)(x.)/n!。至此,多项的各项系数都已求出,得:P(x)=f(x.)+f'(x.)(x-x.)+f''(x.)/2!•(x-x.)^2+……+f(n)(x.)/n!•(x-x.)^n. 接下来就要求误差的具体表达式了。设Rn(x)=f(x)-P(x),于是有Rn(x.)=f(x.)-P(x.)=0。所以可以得出Rn(x.)=Rn'(x.)=Rn''(x.)=……=Rn(n)(x.)=0。根据柯西中值定理可得Rn(x)/(x-x.)^(n+1)=Rn(x)-Rn(x.)/(x-x.)^(n+1)-0=Rn'(ξ1)/(n+1)(ξ1-x.)^n(注:(x.-x.)^(n+1)=0),这里ξ1在x和x.之间;继续使用柯西中值定理得Rn'(ξ1)-Rn'(x.)/(n+1)(ξ1-x.)^n-0=Rn''(ξ2)/n(n+1)(ξ2-x.)^(n-1)这里ξ2在ξ1与x.之间;连续使用n+1次后得出Rn(x)/(x-x.)^(n+1)=Rn(n+1)(ξ)/(n+1)!,这里ξ在x.和x之间。但Rn(n+1)(x)=f(n+1)(x)-P(n+1)(x),由于P(n)(x)=n!An,n!An是一个常数,故P(n+1)(x)=0,于是得Rn(n+1)(x)=f(n+1)(x)。综上可得,余项Rn(x)=f(n+1)(ξ)/(n+1)!•(x-x.)^(n+1)。一般来说展开函数时都是为了计算的需要,故x往往要取一个定值,此时也可把Rn(x)写为Rn。 泰勒 18世纪早期英国牛顿学派最优秀代表人物之一的英国数学家泰勒(Brook Taylor), 于1685 年8月18日在米德尔塞克斯的埃 德蒙顿出生。1709年后移居伦敦,获法学硕士学位。他在 1712年当选为英国皇家学 会会员,并于两年后获法学博士学位。同年(即1714年)出任 英国皇家学会秘书,四年 后因健康理由辞退职务。1717年,他以泰勒定理求解了数值方程。 最后在1731年1 2月29日于伦敦逝世。 泰勒的主要着作是1715年出版的《正 的和反的增量方法》,书内以下列形式陈述出他已于 1712年7月给其老师梅钦(数学家 、天文学家)信中首先提出的着名定理——泰勒定理:式内v为独立变量的增量, 及 为流数。他假定z随时间均匀变化,则 为常数。上述公式以现代 形式表示则为:这公式是从格雷戈里-牛顿插值公式发展而成 的,当x=0时便称作马克劳林定理。1772年 ,拉格朗日强调了此公式之重要性,而且 称之为微分学基本定理,但泰勒于证明当中并没有考虑 级数的收敛性,因而使证明不严谨, 这工作直至十九世纪二十年代才由柯西完成。 泰勒定理开创 了有限差分理论,使任何单变量 函数都可展成幂级数;同时亦使泰勒成了有限差分理论的奠基者 。 泰勒于书中还讨论了微积分对一系列物理 问题之应用,其中以有关弦的横向振动之结果尤为重要 。他透过求解方程 导出了基本频率公式,开创了研究弦振问题之先 河。此外,此书还包括了他于 数学上之其他创造性工作,如论述常微分方程的奇异解,曲率 问题之研究等。 1715年,他出版了另一名着《线性透 视论》,更发表了再版的《线性透视原理》(1719) 。他以极严密之形式展开其线性透 视学体系,其中最突出之贡献是提出和使用「没影点」概念, 这对摄影测量制图学之发展有 一定影响。另外,还撰有哲学遗作,发表于1793年。

泰勒 (2004-02-06) 18世纪早期英国牛顿学派最优秀代表人物之一的英国数学家泰勒(Brook Taylor), 于1685 年8月18日在米德尔塞克斯的埃 德蒙顿出生。1709年后移居伦敦,获法学硕士学位。他在 1712年当选为英国皇家学 会会员,并于两年后获法学博士学位。同年(即1714年)出任 英国皇家学会秘书,四年 后因健康理由辞退职务。1717年,他以泰勒定理求解了数值方程。 最后在1731年1 2月29日于伦敦逝世。 泰勒的主要着作是1715年出版的《正 的和反的增量方法》,书内以下列形式陈述出他已于 1712年7月给其老师梅钦(数学家 、天文学家)信中首先提出的着名定理——泰勒定理:式内v为独立变量的增量, 及 为流数。他假定z随时间均匀变化,则 为常数。上述公式以现代 形式表示则为:这公式是从格雷戈里-牛顿插值公式发展而成 的,当x=0时便称作马克劳林定理。1772年 ,拉格朗日强调了此公式之重要性,而且 称之为微分学基本定理,但泰勒于证明当中并没有考虑 级数的收敛性,因而使证明不严谨, 这工作直至十九世纪二十年代才由柯西完成。 泰勒定理开创 了有限差分理论,使任何单变量 函数都可展成幂级数;同时亦使泰勒成了有限差分理论的奠基者 。 泰勒于书中还讨论了微积分对一系列物理 问题之应用,其中以有关弦的横向振动之结果尤为重要 。他透过求解方程 导出了基本频率公式,开创了研究弦振问题之先 河。此外,此书还包括了他于 数学上之其他创造性工作,如论述常微分方程的奇异解,曲率 问题之研究等。 1715年,他出版了另一名着《线性透 视论》,更发表了再版的《线性透视原理》(1719) 。他以极严密之形式展开其线性透 视学体系,其中最突出之贡献是提出和使用「没影点」概念, 这对摄影测量制图学之发展有 一定影响。另外,还撰有哲学遗作,发表于1793年。参考资料:

半导体及其应用论文

半导体一般指矽晶体,它的导电性介于导体和绝缘体之间。 半导体是指导电能力介于金属和绝缘体之间的固体材料。按内部电子结构区分,半导体与绝缘体相似,它们所含的价电子数恰好能填满价带,并由禁带和上面的导带隔开。半导体与绝缘体的区别是禁带较窄,在2~3电子伏以下。 典型的半导体是以共价键结合为主的,比如晶体矽和锗。半导体靠导带中的电子或价带中的空穴导电。它的导电性一般通过掺入杂质原子取代原来的原子来控制。掺入的原子如果比原来的原子多一个价电子,则产生电子导电;如果掺入的杂质原子比原来的原子少一个价电子,则产生空穴导电。 半导体的应用十分广泛,主要是制成有特殊功能的元器件,如电晶体、积体电路、整流器、镭射器以及各种光电探测器件、微波器件等。

1楼2楼耸人听闻,哪有那么严重。在半导体材料投入使用以前二战都已经结束了,大量采用电子管的电器装置已经投入民用。众所周知的事实是前苏联半导体材料发展极度落后,无论米格-25歼击机还是联盟号宇宙飞船都还使用着电子管装置,直到九十年代以后俄罗斯才逐步跟上来。 对日常生活的影响,简单地说—— 一切使用微控制器也就是所谓“电脑板”的电器都重归机械控制; 不会出现微型计算机,只有巨型机/大型机/小型机,即便有了个人电脑也要衣柜那么大个,耗电量惊人,绝对奢侈品,笔记本就更不用说了; 没有微机当然更没有游戏机了,玩魂斗罗超级玛丽警察抓小偷永远是幻想; 收音机最小也要新华词典那么大,注意:是辞典不是字典; 电视机仍然是阴极射线管的,因为根本生产不出液晶板,不过幸好还能看到彩电; 微波炉可能要洗碗柜那么大吧?因为电子管是很占体积的; 洗衣机是半自动型的,使用机械定时器——微波炉也是。 冰箱一定是外形大大,立升小小,噪音隆隆,前苏联就有那种玩意的实物; 照相机继续用胶卷的,什么数码DC/DV统统不存在; 摄像机会相当笨重,只能用录影带; 您好!这里是邮电局,打电话请用拨盘拨号,如需拨往外地请让我为您转接……呃,这位同志,程控交换机是什么东西?——某人工接线员; 不存在什么VCD、DVD,录影机/放像机也不太会普及——太大、太贵; 没有了微型计算机你会感觉到练得一笔好字的必要性; 飞机导弹卫星飞船空间站照样满天飞,战舰航母潜艇坦克照样满世界溜达; 网际网路可能会有,但那将是各国官方、军方和科研机构御用的玩意,跟咱老百姓没啥关系; ……能想起来的差不多都写上了。

试想过你的生活缺少了数字是什么概念吗?那将是一个混乱的世界,无论是你的手机号码、你的身份证号码、还是你家的门牌号,这些全部都是用数字表达的!电子游戏、电子邮件、数码音乐、数码照片、多媒体光碟、网路会议、远端教学、网上购物、电子银行和电子货币……几乎一切的东西都可以用0和1来表示。电脑和网际网路的出现让人们有了更大的想象和施展的空间,我们的生活就在这简单的“0”“1”之间变得丰富起来、灵活起来、愉悦起来,音像制品、手机、摄像机、数码相机、MP3、袖珍播放机、DVD播放机、PDA、多媒体、多功能游戏机、ISDN等新潮电子产品逐渐被人们所认识和接受,数字化被我们随身携带着,从而拥有了更加多变的视听新感受,音乐和感觉在数字化生活中静静流淌…… 数字生活已成为资讯化时代的特征,它改变着人类生活的方方面面,在此背后,隐藏着新材料的巨大功勋,新材料是数字生活的“幕后英雄”。 计算机是数字生活中的重要装置,计算机的核心部件是中央处理器(CPU)和储存器(RAM),它们是以大规模积体电路为基础建造起来的,而这些积体电路都是由半导体材料做成的,Si片是第一代半导体材料,积体电路中采用的Si片必须要有大的直径、高的晶体完整性、高的几何精度和高的洁净度。为了使积体电路具有高效率、低能耗、高速度的效能,相继发展了GaAs、InP等第二代半导体单晶材料。SiC、GaN、ZnSe、金刚石等第三代宽禁带半导体材料、SiGe/Si、SOI(Silicon On Insulator)等新型矽基材料、超晶格量子阱材料可制作高温(300~500°C)、高频、高功率、抗辐射以及蓝绿光、紫外光的发光器件和探测器件,从而大幅度地提高原有矽积体电路的效能,是未来半导体材料的重要发展方向。 人机交换,常常需要将各种形式的资讯,如文字、资料、图形、影象和活动影象显示出来。静止资讯的显示手段最常用的如印表机、影印机、传真机和扫描器等,一般称为资讯的输出和输入装置。为提高解析度以及输入和输出的速度,需要发展高灵敏度和稳定的感光材料,例如镭射印表机和影印机上的感光鼓材料,目前使用的是无机的硒合金和有机的酞菁染料。显示活动影象资讯的主要部件是阴极射线管(CRT),广泛地应用在计算机终端显示器和平面电视上,CRT目前采用的电致发光材料,大都使用稀土掺杂(Tb3+、Sn3+、Eu3+等)和过渡元素掺杂(Mn2+)的硫化物(ZnS、CdS等)和氧化物(Y2O3、YAlO3)等无机材料。 为了减小CRT庞大的体积,资讯显示的趋势是高解析度、大显示容量、平板化、薄型化和大型化,为此主要采用了液晶显示技术(LCD)、场致发射显示技术(FED)、等离子体显示技术(PDP)和发光二极体显示技术(LED)等平板显示技术,广泛应用在高清晰度电视(HDTV)、电视电话、计算机(台式或可移动式)显示器、汽车用及个人数字化终端显示等应用目标上,CRT不再是一支独秀,而是形成与各种平板显示器百花争艳的局面。 在液晶显示技术中采用的液晶材料早已在手表、计算器、膝上型电脑、摄像机中得到应用,液晶材料较早使用的是苯基环己烷类、环己基环己烷类、吡啶类等向列相和手征相材料,后来发展了铁电型(FE)液晶,响应时间在微秒级,但铁电液晶的稳定性差,只能用分支法(side-chain)来改进。目前趋向开发反铁电液晶,因为它们的稳定性较高。 液晶显示材料在大萤幕显示中有一定的困难,目前作为大萤幕显示的主要候选物件为等离子体显示器(PDP)和发光二极体(LED)。PDP所用的荧光粉为掺稀土的钡铝氧化物。用类金刚石材料作冷阴极和稀土离子掺杂的氧化物作发光材料,推动场发射显示(FED)的发展。制作高亮度发光二极体的半导体材料主要为发红、橙、黄色的GaAs基和GaP基外延材料、发蓝光的GaN基和ZnSe基外延材料等。 由于因特网和多媒体技术的迅速发展,人类要处理、传输和储存超高资讯容量达太(兆兆)数字位(Tb,1012bits),超高速资讯流每秒达太位(Tb/s),可以说人类已经进入了太位资讯时代。现代的资讯储存方式多种多样,以计算机系统储存为例,储存方式分为随机记忆体储、线上外储存、离线外储存和离线储存。随机记忆体储器要求整合度高、资料存取速度快,因此一直以大规模整合的微电子技术为基础的半导体动态随机储存器(DRAM)为主,256兆位的随机动态储存器的电晶体超过2亿个。外储存大都采用磁记录方式,磁储存介质的主要形式为磁带、磁泡、软磁碟和硬磁碟。磁储存密度的提高主要依赖于磁介质材料的改进,相继采用了磁性氧化物(如g-Fe2O3、CrO2、金属磁粉等)、铁氧体系、超细磁性氧化物粉末、化学电镀钴镍合金或真空溅射蒸镀Co基合金连续磁性薄膜介质等材料,磁储存的资讯储存量从而有了很大的提高。固体(闪)储存器(flash memory)是不挥发可擦写的储存器,是基于半导体二极体的积体电路,比较紧凑和坚固,可以在记忆体与外存间插入使用。记录磁头铁芯材料一般用饱和磁感大的软磁材料,如80Ni-20Fe、Co-Zr-Nb、Fe-Ta-C、45Ni-55Fe、Fe-Ni-N、Fe-Si、Fe-Si-Ni、67Co-10Ni-23Fe等。近年来发展起来的巨磁阻(GMR)材料,在一定的磁场下电阻急剧减小,一般减小幅度比通常磁性金属与合金的磁电阻数值约高10余倍。GMR一般由自由层/导电层/钉扎层/反强磁性层构成,其中自由层可为Ni-Fe、Ni-Fe/Co、Co-Fe等强磁体材料,在其两端安置有Co-Cr-Pt等永磁体薄膜,导电层为数nm的铜薄膜,钉扎层为数nm的软磁Co合金,磁化固定层用5~40nm的Ni-O、Ni-Mn、Mn-In、Fe-Cr-Pt、Cr-Mn-Pt、Fe-Mn等反强磁体,并加Ru/Co层的积层自由结构。采用GMR效应的读出磁头,将磁碟记录密度一下子提高了近二十倍,因此巨磁阻效应的研究对发展磁储存有着非常重要的意义。

最常见的:半导体收音机、掌上计算器、电脑内的主机板显示卡等硬体都要用道半导体、电视机里的部件也要用半导体晶片、手机内部的部件、汽车内也要用到的一些部件。目前大部分将用电器都要用到数字晶片,而不是模拟的(DSP),这些晶片说白了就是用半导体做成的。

半导体二极体镭射器在镭射通讯、光储存、光陀螺、镭射列印、测距以及雷达等方面以及获得了广泛的应用 还可以作为固体镭射器的泵浦源,安防领域照明光源,现在应用的领域非常广了

一、在无线电收音机(Radio)及电视机(Television)中,作为“讯号放大器/整流器”用。 二、近来发展太阳能(Solar Power),也用在光电池(Solar Cell)中。 三、半导体可以用来测量温度,测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域,有较高的准确度和稳定性,解析度可达0.1℃,甚至达到0.01℃也不是不可能,线性度0.2%,测温范围-100~+300℃,是价效比极高的一种测温元件。 参考百度百科,仅供参考!

试想过你的生活缺少了数字是什么概念吗?那将是一个混乱的世界,无论是你的手机号码、你的身份证号码、还是你家的门牌号,这些全部都是用数字表达的!电子游戏、电子邮件、数码音乐、数码照片、多媒体光碟、网路会议、远端教学、网上购物、电子银行和电子货币……几乎一切的东西都可以用0和1来表示。电脑和网际网路的出现让人们有了更大的想象和施展的空间,我们的生活就在这简单的“0”“1”之间变得丰富起来、灵活起来、愉悦起来,音像制品、手机、摄像机、数码相机、MP3、袖珍播放机、DVD播放机、PDA、多媒体、多功能游戏机、ISDN等新潮电子产品逐渐被人们所认识和接受,数字化被我们随身携带着,从而拥有了更加多变的视听新感受,音乐和感觉在数字化生活中静静流淌…… 数字生活已成为资讯化时代的特征,它改变着人类生活的方方面面,在此背后,隐藏着新材料的巨大功勋,新材料是数字生活的“幕后英雄”。 计算机是数字生活中的重要装置,计算机的核心部件是中央处理器(CPU)和储存器(RAM),它们是以大规模积体电路为基础建造起来的,而这些积体电路都是由半导体材料做成的,Si片是第一代半导体材料,积体电路中采用的Si片必须要有大的直径、高的晶体完整性、高的几何精度和高的洁净度。为了使积体电路具有高效率、低能耗、高速度的效能,相继发展了GaAs、InP等第二代半导体单晶材料。SiC、GaN、ZnSe、金刚石等第三代宽禁带半导体材料、SiGe/Si、SOI(Silicon On Insulator)等新型矽基材料、超晶格量子阱材料可制作高温(300~500°C)、高频、高功率、抗辐射以及蓝绿光、紫外光的发光器件和探测器件,从而大幅度地提高原有矽积体电路的效能,是未来半导体材料的重要发展方向。 人机交换,常常需要将各种形式的资讯,如文字、资料、图形、影象和活动影象显示出来。静止资讯的显示手段最常用的如印表机、影印机、传真机和扫描器等,一般称为资讯的输出和输入装置。为提高解析度以及输入和输出的速度,需要发展高灵敏度和稳定的感光材料,例如镭射印表机和影印机上的感光鼓材料,目前使用的是无机的硒合金和有机的酞菁染料。显示活动影象资讯的主要部件是阴极射线管(CRT),广泛地应用在计算机终端显示器和平面电视上,CRT目前采用的电致发光材料,大都使用稀土掺杂(Tb3+、Sn3+、Eu3+等)和过渡元素掺杂(Mn2+)的硫化物(ZnS、CdS等)和氧化物(Y2O3、YAlO3)等无机材料。 为了减小CRT庞大的体积,资讯显示的趋势是高解析度、大显示容量、平板化、薄型化和大型化,为此主要采用了液晶显示技术(LCD)、场致发射显示技术(FED)、等离子体显示技术(PDP)和发光二极体显示技术(LED)等平板显示技术,广泛应用在高清晰度电视(HDTV)、电视电话、计算机(台式或可移动式)显示器、汽车用及个人数字化终端显示等应用目标上,CRT不再是一支独秀,而是形成与各种平板显示器百花争艳的局面。 在液晶显示技术中采用的液晶材料早已在手表、计算器、膝上型电脑、摄像机中得到应用,液晶材料较早使用的是苯基环己烷类、环己基环己烷类、吡啶类等向列相和手征相材料,后来发展了铁电型(FE)液晶,响应时间在微秒级,但铁电液晶的稳定性差,只能用分支法(side-chain)来改进。目前趋向开发反铁电液晶,因为它们的稳定性较高。 液晶显示材料在大萤幕显示中有一定的困难,目前作为大萤幕显示的主要候选物件为等离子体显示器(PDP)和发光二极体(LED)。PDP所用的荧光粉为掺稀土的钡铝氧化物。用类金刚石材料作冷阴极和稀土离子掺杂的氧化物作发光材料,推动场发射显示(FED)的发展。制作高亮度发光二极体的半导体材料主要为发红、橙、黄色的GaAs基和GaP基外延材料、发蓝光的GaN基和ZnSe基外延材料等。 由于因特网和多媒体技术的迅速发展,人类要处理、传输和储存超高资讯容量达太(兆兆)数字位(Tb,1012bits),超高速资讯流每秒达太位(Tb/s),可以说人类已经进入了太位资讯时代。现代的资讯储存方式多种多样,以计算机系统储存为例,储存方式分为随机记忆体储、线上外储存、离线外储存和离线储存。随机记忆体储器要求整合度高、资料存取速度快,因此一直以大规模整合的微电子技术为基础的半导体动态随机储存器(DRAM)为主,256兆位的随机动态储存器的电晶体超过2亿个。外储存大都采用磁记录方式,磁储存介质的主要形式为磁带、磁泡、软磁碟和硬磁碟。磁储存密度的提高主要依赖于磁介质材料的改进,相继采用了磁性氧化物(如g-Fe2O3、CrO2、金属磁粉等)、铁氧体系、超细磁性氧化物粉末、化学电镀钴镍合金或真空溅射蒸镀Co基合金连续磁性薄膜介质等材料,磁储存的资讯储存量从而有了很大的提高。固体(闪)储存器(flash memory)是不挥发可擦写的储存器,是基于半导体二极体的积体电路,比较紧凑和坚固,可以在记忆体与外存间插入使用。记录磁头铁芯材料一般用饱和磁感大的软磁材料,如80Ni-20Fe、Co-Zr-Nb、Fe-Ta-C、45Ni-55Fe、Fe-Ni-N、Fe-Si、Fe-Si-Ni、67Co-10Ni-23Fe等。近年来发展起来的巨磁阻(GMR)材料,在一定的磁场下电阻急剧减小,一般减小幅度比通常磁性金属与合金的磁电阻数值约高10余倍。GMR一般由自由层/导电层/钉扎层/反强磁性层构成,其中自由层可为Ni-Fe、Ni-Fe/Co、Co-Fe等强磁体材料,在其两端安置有Co-Cr-Pt等永磁体薄膜,导电层为数nm的铜薄膜,钉扎层为数nm的软磁Co合金,磁化固定层用5~40nm的Ni-O、Ni-Mn、Mn-In、Fe-Cr-Pt、Cr-Mn-Pt、Fe-Mn等反强磁体,并加Ru/Co层的积层自由结构。采用GMR效应的读出磁头,将磁碟记录密度一下子提高了近二十倍,因此巨磁阻效应的研究对发展磁储存有着非常重要的意义。 声视领域内镭射唱片和镭射唱机的兴起,得益于光储存技术的巨大发展,光碟存贮是通过调制镭射束以光点的形式把资讯编码记录在光学圆盘镀膜介质中。与磁储存技术相比,光碟储存技术具有储存容量大、储存寿命长;非接触式读/写和擦,光头不会磨损或划伤盘面,因此光碟系统可靠,可以自由更换;经多次读写载噪比(CNR)不降低。光碟储存技术经过CD(Compact Disk)、DVD(Digital Versatile Disk)发展到将来的高密度DVD(HD-DVD)、超高密度DVD(SHD-DVD)过程中,储存介质材料是关键,一次写入的光碟材料以烧蚀型(Tc合金薄膜,Se-Tc非晶薄膜等)和相变型(Te-Ge-Sb非晶薄膜、AgInTeSb系薄膜、掺杂的ZnO薄膜、推拉型偶氮染料、亚酞菁染料)为主,可擦重写光碟材料以磁光型(GdCo、TeFe非晶薄膜、BiMnSiAl薄膜、稀土掺杂的石榴石系YIG、Co-Pt多层薄膜)为主。光碟储存的密度取决于镭射管的波长,DVD盘使用的InGaAlP红色镭射管(波长650nm)时,直径12cm的盘每面储存为4.7千兆位元组(GB),而使用ZnSe(波长515nm)可达12GB,将来采用GaN镭射管(波长410nm),储存密度可达18GB。要读写光盘里的资讯,必须采用高功率半导体镭射器,所用的镭射二极体采用化合物半导体GaAs、GaN等材料。 镭射器除了在光碟储存应用之外,在光通讯中的作用也是众所周知的。由于有了低阈值、低功耗、长寿命及快响应的半导体镭射器,使光纤通讯成为现实。光通讯就是由电讯号通过半导体镭射器变为光讯号,而后通过光导纤维作长距离传输,最后再由光讯号变为电讯号为人接收。光纤所传输的光讯号是由镭射器发出的,常用的为半导体镭射器,所用材料为GaAs、GaAlAs、GaInAsP、InGaAlP、GaSb等。在接受端所用的光探测器也为半导体材料。缺少光导纤维,光通讯也只能是“纸上谈兵”。低损耗的光学纤维是光纤通讯的关键材料,目前所用的光学纤维感测材料主要有低损耗石英玻璃、氟化物玻璃和Ga2S3为基础的硫化物玻璃和塑料光纤等,1公斤石英为主的光纤可代替成吨的铜铝电缆。光纤通讯的出现是资讯传输的一场革命,资讯容量大、重量轻、占用空间小、抗电磁干扰、串话少、保密性强,是光纤通讯的优点。光纤通讯的高速发展为现代资讯高速公路的建设和开通起到了至关重要的作用。 除了有线传播外,资讯的传播还采用无线的方式。在无线传播中最引人注目的发展是行动电话。行动电话的使用者愈多,所使用的频率愈高,现在正向千兆周的频率过渡,电话机的微波发射与接收亦是靠半导体电晶体来实现,其中部分Si电晶体正在被GaAs电晶体所取代。在手机中广泛采用的高频声表面波SAW(Surface Acoustic Wave)及体声波BAW(Bulk Surface Acoustic Wave)器件中的压电材料为a-SiO2、LiNbO3、LiTaO3、Li2B4O7、KNbO3、La3Ga5SiO14等压电晶体及ZnO/Al2O3和SiO2/ZnO/DLC/Si等高声速薄膜材料,采用的微波介质陶瓷材料则集中在BaO-TiO2体系、BaO-Ln2O3-TiO2(Ln=La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd)体系、复合钙钛矿A(B1/3B¢2/3)O3体系(A=Ba,Sr;B=Mg,Zn,Co,Ni,Mn;B¢=Nb,Ta)和铅基复合钙钛矿体系等材料上。 随着智慧化仪器仪表对高精度热敏器件需求的日益扩大,以及手持电话、掌上电脑PDA、膝上型电脑和其它行动式资讯及通讯装置的迅速普及,进一步带动了温度感测器和热敏电阻的大量需求,负温度系数(NTC)热敏电阻是由Co、Mn、Ni、Cu、Fe、Al等金属氧化物混合烧结而成,其阻值随温度的升高呈指数型下降,阻值-温度系数一般在百分之几,这一卓越的灵敏度使其能够探测极小的温度变化。正温度系数(PTC)热敏电阻一般都是由BaTiO3材料新增少量的稀土元素经高温烧结的敏感陶瓷制成的,这种材料在温度上升到居里温度点时,其阻值会以指数形式陡然增加,通常阻值-温度变化率在20~40%之间。前者大量使用在镍镉、镍氢及锂电池的快速充电、液晶显示器(LCD)影象对比度调节、蜂窝式电话和移动通讯系统中大量采用使用的温度补偿型晶体振荡器等中,来进行温度补偿,以保证器件效能稳定;此外还在计算机中的微电机、照相机镜头聚焦电机、印表机的列印头、软盘的伺服控制器和袖珍播放机的驱动器等中,发现它的身影。后者可以用于过流保护、发热器、彩电和监视器的消磁、袖珍压缩机电机的启动延迟、防止膝上型电脑常效应管(FET)的热击穿等。 为了保证资讯执行的通畅,还有许多材料在默默地作著贡献,例如,用于制作绿色电池的材料有:镍氢电池的正、负极材料用MH合金和Ni(OH)2材料、锂离子电池的正、负极用LiCoO2、LiMn2O4和MCMB碳材料等电极材料;行动电话、PC机以及诸如数码相机、MD播放机/录音机、DVD装置和游戏机等数字音/视讯装置等中钽电容器所用材料;现代永磁材料Fe14Nd2B在制造永磁电极、磁性轴承、耳机及微波装置等方面有十分重要的用途;印刷电路板(PCB)及超薄高、低介电损耗的新型覆铜板(CCL)用材料;环氧模塑料、氧化铝和氮化铝陶瓷是半导体和积体电路晶片的封装材料;积体电路用关键结构与工艺辅助材料(高纯试剂、特种气体、塑封料、引线框架材料等),不一而足,这些在浩瀚的材料世界里星光灿烂的新材料,正在数字生活里发挥着不可或缺的作用。 随着科技的发展,大规模积体电路将迎来深亚微米(0.1mm)矽微电子技术时代,小于0.1mm的线条就属于奈米范畴,它的线宽就已与电子的德布罗意数相近,电子在器件内部的输运散射也将呈现量子化特性,因而器件的设计将面临一系列来自器件工作原理和工艺技术的棘手问题,导致常说的矽微电子技术的“极限”。由于光子的速度比电子速度快得多,光的频率比无线电的频率高得多,为提高传输速度和载波密度,资讯的载体由电子到光子是必然趋势。目前已经发展了许多种镭射晶体和光电子材料,如Nd:YAG、Nd:YLF、Ho:YAG、Er:YAG、Ho:Cr:Tm:YAG、Er:YAG、Ho:Cr:Tm:YLF、Ti:Al2O3、YVO4、Nd:YVO4、Ti:Al2O3、KDP、KTP、BBO、BGO、LBO、LiNbO3、K(Ta,Nb)O3、Fe:KnBO3、BaTiO3、LAP等,所有这些材料将为以光通讯、光储存、光电显示为主的光电子技术产业作出贡献。随着资讯材料由电子材料、微电子材料、光电子材料向光子材料发展,将会出现单电子储存器、奈米晶片、量子计算机、全光数字计算机、超导电脑、化学电脑、生物电脑和神经电脑等奈米电脑,将会极大地影响着人类的数字生活。 本世纪以来,以数字化通讯(Digital Communication)、数字化交换(Digital Switching)、数字化处理(Digital Processing)技术为主的数字化生活(Digital Life)正在向我们招手,一步步地向我们走来——清晨,MP3音箱播放出悦耳的晨曲,催我们按时起床;上班途中,开启随身携带的膝上型电脑,进行新一天的工作安排;上班以后,通过网际网路召开网路会议、开展远端教学和实时办公;在下班之前,我们远端启动家里的空调和溼度调节器,保证家中室温适宜;下班途中,开启手机,悠然自在观看精彩的影视节目;进家门前,我们接收网上订购的货物;回到家中,和有线电视台进行互动,观看和下载喜欢的影视节目和歌曲,制作多媒体,也可进入社群网际网路,上网浏览新闻了解天气……这一切看上去是不是很奇妙?似乎遥不可及。其实它正在和将要发生在我们身边,随着新一代家用电脑和网际网路的出现,如此美好数字生活将成为现实。当享受数字生活的同时,饮水思源,请不要忘记为此作出巨大贡献的功臣——绚丽多彩的新材料世界!

在第一和第二例之间,有“另一个故事”“还有个例子”进行过渡。这些过渡句,使文章浑然一体。三个部分分别回答了三个问题:引论部分解答 “是什么”的问题;本论部分解答“为什么(有骨气)”的问题;结论部分回答“我们怎么办”的问题。三个事例都是概括叙述的,每个事例的后面都有几句简短的议论。这些议论阐明了事件所包含的意义,把事例紧紧地扣在论点上,是论点和论据联系的纽带,否则就就事论事,论点和论据脱节了。议论文是以议论为主要表达方式的一种文体。它通过列举事实材料和运用逻辑推理,来阐发,对事物的理解和认识,表明对问题的观点和态度。各行各业的人为了接受或表达思想,都需要经常阅读和写作这种文体。一篇议论文,通常包含论点、论据、论证三大要素。论点是议论文所阐发的思想观点;论据是文中用来证明论点的根据;论证是论点与论据之间逻辑关系的揭示。这三者的紧密关系,构成了一篇议论文的主体。

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