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量子隧穿效应论文查重

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量子隧穿效应论文查重

穿墙术以后会出现,因为科技技术的能力天天在增大。那么就可以自然的出现这样的能量,可以改变我们的最初生活状态。

量子隧穿效应是一种量子特性,是电子等微观粒子能够穿过它们本来无法通过的"墙壁"的现象,又称隧穿效应,势垒贯穿 。

比如说,理论上宏观物体也能发生隧穿效应的。人也有可能穿过墙壁,但要求组成这个人的所有微观粒子都同时穿过墙壁,其实际上几乎是完全不可能,以至于人类历史以来还没有成功的纪录。

按照经典理论,总能量低于势垒是不能实现反应的。但依量子力学观点,无论粒子能量是否高于势垒,都不能肯定粒子是否能越过势垒,只能说出粒子越过势垒概率的大小。

概念

量子隧穿效应属于量子力学的研究领域,量子力学研究在量子尺度所发生的事件。设想一个运动中的粒子遭遇到一个位势垒,试图从位势垒的一边(区域 A)移动到另一边(区域 C),这可以被类比为一个圆球试图滚动过一座小山。量子力学与经典力学对于这问题给出不同的解答。

经典力学预测,假若粒子所具有的能量低于位势垒的位势,则这粒子绝对无法从区域 A移动到区域 C。量子力学不同地预测,这粒子可以概率性地从区域 A穿越到区域 C。

个人认为对于这项技术,理论上是有可能的,现实的操作非常困难。人如果要实现对量子的操控,其危险性比核武器更可怕。

能,马保国可以,别人不行

量子霍尔效应毕业论文

薛没有独立发现,只是在张建议下做试验,差远了

1879 年,美国物理学家霍尔在研究金属的导电机制时发现,带电粒子(例如电子)在磁场中运动时会受到洛伦兹力的作用发生偏转,那么在磁场中的电流也有可能发生偏转。当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,在导体两端堆积电荷从而在导体内部产生电场,其方向垂直于电流和磁场的方向。当电场力和洛伦兹力相平衡时,载流子不再偏转。而此时半导体的两端会形成电势差。

其中运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力,即磁场对运动电荷的作用力。我们在中学都学习过左手定则的方法,将左手掌摊平,让磁感线穿过手掌心,四指表示正电荷运动方向,则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。但须注意,运动电荷是正的,大拇指的指向即为洛伦兹力的方向。反之,如果运动电荷是负的,仍用四指表示电荷运动方向,那么大拇指的指向的反方向为洛伦兹力方向。

而载流子指可以自由移动的带有电荷的物质微粒,如电子和离子。霍尔的发现后来被称为“霍尔效应”,这个电势差也被称为霍尔电势差。

简单来说,霍尔效应它定义了磁场和感应电压之间的关系。当电流通过一个位于磁场中的导体的时候,磁场会对导体中的电子产生一个横向的作用力,从而在导体的两端产生电压差

虽然这个效应多年前就已经被人们知道并理解,但基于霍尔效应的传感器在材料工艺获得重大进展前并不实用,直到出现了高强度的恒定磁体和工作于小电压输出的信号调节电路。根据设计和配置的不同,霍尔效应传感器可以作为开/关传感器或者线性传感器,广泛应用于电力系统中。

霍尔效应示意图,作者Peo

人们按照霍尔效应开发的各种霍尔元件被广泛应用于精密测磁、自动化控制、通信、计算机、航空航天等工业部门和国防领域。

按经典霍尔效应理论,霍尔电阻RH (RH=U/I=K. B/d= B/nqd) 应随B连续变化并随着n (载流子浓度)的增大而减小,但是到了 1980 年,著名物理学家冯·克里津从金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)发现了一种新的量子霍尔效应。他在硅MOSFET管上加两个电极,再把这个硅MOSFET管放到强磁场和极低温下,发现霍耳电阻随栅压变化的曲线上出现了一系列平台,与这些平台相应的霍尔电阻Rh=h/(ne2),其中n是正整数1,2,3……。也就是说,这些平台是精确给定的,是不以材料、器件尺寸的变化而转移的。它们只是由基本物理常数h(普朗克常数)和e(电子电荷)来确定。

这被称为整数量子霍尔效应,后来科学家还发现了分数量子霍尔效应。

当时,物理学者认为除了夸克一类的粒子之外,宇宙中的基本粒子所带的电荷皆为一个电子所带的电荷-e(e=×10-19库伦)的整数倍。而夸克依其类别可带有±1e/3或±2e/3电荷。夸克在一般状况下,只能存在于原子核中,它们不像电子可以自由流动。所以物理学者并不期待在普通凝体系统中,可以看到如夸克般带有分数电子电荷的粒子或激发态。

但是在1982年,华人科学家崔琦和史特莫在二维电子系统中现了分数化的霍尔电阻平台。一开始是发现了?和?两个平台。之后他们制造出了更纯的样品, 更低的温度, 更强的磁场. 85mK 和 280kG, 这是人类第一次在实验室中实现如此低的温度和如此强的磁场(地磁场是 mG 的量级). 这样的实验技术令人叹为观止,他们也因此观察到了更加丰富的结构: 他们也因此观察到了更加丰富的结构。他们的发现由此被称为分数量子霍尔效应。

冯·克里津获得1985年诺贝尔物理学奖,而崔琦和史特莫则获得了 1998 年诺贝尔奖。到了2005年,英国科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。他们俩在2005年发现了石墨烯中的半整数量子霍尔效应,斩获2010年的诺贝尔物理学奖。

简单来说,量子霍尔效应一般都是在超低温和强磁场等极端条件下出现。在极端条件下,电子的偏转不再像普通霍尔效应中一样,而是变得更加剧烈并且偏转半径变得很小,仿佛就在导体内部围绕着某点转圈圈。也就是说,导体中间的部分电子被“锁住了”,要想导通电流只能走导体的边缘。

量子霍尔效应与霍尔效应最大的不同之处在于横向电压对磁场的响应明显不同. 横向电阻是量子化的:

2018年12月18日,英国《自然》杂志刊登复旦大学物理学系修发贤课题组的最新研究成果《砷化镉中基于外尔轨道的量子霍尔效应》,这也是中国科学家首次在三维空间中发现量子霍尔效应。

后来,中国科技大学与其合作团队在《自然》刊登论文表示,他们通过实验验证了三维量子霍尔效应,并发现了金属-绝缘体的转换。他们发现,人们能够通过控制温度和外加磁场实现金属-绝缘体的转化。这种原理可以用来制造“量子磁控开关”等电子元器件。三维量子霍尔效应材料中的电子迁移率都很快,电子能快速传输和响应,在红外探测、电子自旋器件等方面拥有应用前景。再次,三维量子霍尔效应因具有量子化的导电特性,还能应用于特殊的载流子传输系统。

这个时候,就要讲到量子反常霍尔效应了,因为霍尔效应实现量子化,有着两个极端苛刻的前提条件:一是需要十几万高斯的强磁场,而地球的磁场强度才不过高斯;二是需要接近于绝对零度的温度。

在此背景下,科学家们又提出了一个设想:普通状态下的霍尔现象会出现反常,那么,量子化的霍尔现象是否也能出现反常?如果有,不是就可以解决外加高磁场的先决条件了吗?

也就是说量子反常霍尔效应它不依赖于强磁场而由材料本身的自发磁化产生。在零磁场中就可以实现量子霍尔态,更容易应用到人们日常所需的电子器件中。自1988年开始,就不断有理论物理学家提出各种方案,然而在实验上没有取得任何进展。

我们可以用一个简单的比喻,来说明量子霍尔效应和量子反常霍尔效应之间的关系,我们使用计算机的时候,会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题。这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗。而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则,让它们在各自的跑道上“一往无前”地前进。

然而,量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场,“相当于外加10个计算机大的磁铁,这不但体积庞大,而且价格昂贵,不适合个人电脑和便携式计算机。”而量子反常霍尔效应的美妙之处是不需要任何外加磁场,在零磁场中就可以实现量子霍尔态,更容易应用到人们日常所需的电子器件中。

2006年, 美国斯坦福大学张首晟教授领导的理论组成功地预言了二维拓扑绝缘体中的量子自旋霍尔效应,并于2008年指出了在磁性掺杂的拓扑绝缘体中实现量子反常霍尔效应的新方向。2010年,我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作,提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系。这个方案引起了国际学术界的广泛关注。德国、美国、日本等有多个世界一流的研究组沿着这个思路在实验上寻找量子反常霍尔效应,但一直没有取得突破。因此量子反常霍尔现象也被称为物理学研究皇冠上的明珠。

量子反常霍尔效应实现非常困难,需要精准的材料设计、制备与调控。尽管多年来各国科学家提出几种不同的实现途径,但所需的材料和结构非常难以制备,因此在实验上进展缓慢。

2009 年,薛其坤和他的团队也开始了对量子反常霍尔效应的攻坚之路,薛其坤在许多人的眼里,并不算是一个天才。

1963 年,薛其坤出生山东省沂蒙山区的一个小村庄,家里兄弟姐妹比较多。读小学、中学时,农村条件还相对落后,大人们都在为生计而努力。薛其坤也没有做什么物理学家的梦,只是有书读那就读。后来,国家恢复高考的消息传来,薛其坤觉得不能浪费这个机会,就开始用心备战高考。

1980 年,17岁的薛其坤考入山东大学光学系,之所以选择光学系也是因为老师推荐了这个专业,对什么专业都不懂的薛其坤依葫芦画瓢填了这个专业。1984年毕业的薛其坤开始边工作边考研,结果考了三次才考上中科院物理所。1990 年硕士毕业之后,结果又花了 7 年时间才拿到博士文凭。

薛其坤有个外号,叫“7-11院士”。熟悉他的人都知道,早上7点进实验室,一直干到晚上11点离开,这样的作息,薛其坤坚持了20年。薛其坤认为自己既然不是“天才”,那就做个“笨人”吧。做好一个“笨人”,才是不容易的。

从2009 年,薛其坤团队经过近5年的研究,从拓扑绝缘体材料生长初期的成功,再到后期克服实验中的重重难关,薛其坤团队付出了常人难以想象的努力。但实验最终的成功与否,还要看一个标志性实验数据——在零磁场中,能否让磁性拓扑绝缘体材料的霍尔电阻跳变到25813欧姆的量子电阻值。

他们生长测量了1000多个样品。最终,他们利用分子束外延方法,生长出了高质量的Cr掺杂(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜,并在极低温输运测量装置上成功观测到了量子反常霍尔效应。这是首次在实验上发现量子反常霍尔效应。

2010年,课题组完成了对1纳米到6纳米(头发丝粗细的万分之一)厚度薄膜的生长和输运测量,得到了系统的结果,从而使得准二维超薄膜的生长测量成为可能。

2011年,课题组实现了对拓扑绝缘体能带结构的精密调控,使得其体材料成为真正的绝缘体,去除了其对输运性质的影响。

2012年初,课题组在准二维、体绝缘的拓扑绝缘体中实现了自发长程铁磁性,并利用外加栅极电压对其电子结构进行原位精密调控。

2012年10月,课题组终于发现在一定的外加栅极电压范围内,此材料在零磁场中的反常霍尔电阻达到了量子霍尔效应的特征值h/e2—25800欧姆——世界难题得以攻克。

课题组克服薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量等多道难关,一步一步实现了对拓扑绝缘体的电子结构、长程铁磁序以及能带拓扑结构的精密调控,最终为这一物理现象的实现画上了完美的句号。

近5年艰苦卓绝的协同攻关,薛其坤团队克服薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量等多道难关,一步步实现了对拓扑绝缘体的电子结构、长程铁磁序以及能带拓扑结构的精密调控,最终为这一物理现象的实现画上了完美句号。

《科学》杂志的一位审稿人说:“这项工作毫无疑问地证实了与普通量子霍尔效应不同来源的单通道边缘态的存在。我认为这是凝聚态物理学一项非常重要的成就。”另一位审稿人说:“这篇文章结束了多年来对无朗道能级的量子霍尔效应的探寻。这是一篇里程碑式的文章。”

哥们,北理的吧,我也在写这个,艹,真球蛋疼

为什么没有获得诺贝尔物理学奖?

动量效应相关论文题目

我国上市公司IPO溢价研究我说说这个题目吧 IPO的溢价值你可以选取IPO新股在开盘3个交易日的涨幅和跌幅衡量然后用理论分析为什么IPO有溢价比如流动性 比如股市点数什么的然后做一个计量模型估计上述因素对溢价的影响IPO溢价的几种解释:1、小股票被人为炒热,而且高风险的股票为了吸引投资,定价也会过低2、投资银行为了降低自己承销的风险,定价过低3、人们对IPO溢价形成实际期望,导致IPO流入资金过多4、IPO定价的机制也有一定的问题,导致股价过低

参考题目:1. 惯性质量与引力质量相等的实验验证。2. 谈谈伽利略的相对性原理。3. 惯性系与非惯性系中物理学规律之间联系的讨论。4. 生活中的惯性力,科里奥利力,举例说明自然界中的科里奥利效应。5. 谈谈角动量守恒及其应用。6. 质心参照系的利用。7. 论述“嫦娥一号”奔月的主要过程及其其中的物理学原理。8. 谈谈刚体中的打击中心问题。9. 谈谈冰箱的工作原理及如何实现冰箱节能。10. 论述汽车发动机与热力学的关系。11. 论述燃煤电厂效率提高的发展趋势。12. 热力学第一定律及其思考。13. 热力学第二定律及其思考。14. 举例说明永动机是不可能制成的。15. 从热力学第二定律的角度论述生命活动的本质。16. 谈谈日常生活中的混沌现象。17. 举例说明乐器中的物理学。18. 谈谈共振的应用及其危害。19. 谈谈阻尼振动的应用及其危害。20. 举例说明多普勒效应及其应用。21. 杨氏双缝干涉实验的结果及其思考。22. 谈谈等厚干涉及其应用。23. 谈谈偏振光的产生及其应用。24. 全息照相在光学工程中的应用。 25. 物理与新技术(与自己的专业相结合,比如:“物理与航天技术”、“物理与光学技术”、“物理与发动机” 、“物理与生命活动”等)。

直接去参考下这类的期刊文献,像应用物理,现代物理、生物物理学等这些吧

自从Jegadeesh和Titman(1993)发现股市存在动量效应以来,对动量效应的研究逐渐成为金融学中最“核心”的领域。行为金融学和传统金融理论对此类问题的解释始终存在分歧。一、行为金融与中国大陆股市的动量效应(一)传统金融理论与行为金融模型Fama和French(1993,1996)等从传统理论的角度对动量效应进行了解释:动量效应不是市场无效的证据,动量策略的超额收益可能与人们采用的理论工具有关——在资本资产定价模型中,β值不是好的风险指标,只要在因子模型中加入新风险因子,超额收益或许就会消失。但对因子模型中应当加入哪些风险因子,学者们未能达成共识。行为金融则认为传统金融理论的前提出了问题,因而试图从投资者的决策行为入手来找出动量效应的产生机制,但这些解释也存在缺陷。Shefrin(2000)认为,行为金融模型对投资人行为模式的假设,并没有以心理学试验为基础,缺乏合理的依据。正如Peter(1999)所认为的:“为了发展一个理论模型而寻找不合理的逻辑假设就好比把车放到了马前头”。与此同时,这也使经济学失去了自己的特点,经济学毕竟不是心理学,它不应该研究具体的认知模式,其假设应具有一定的概括性与抽象性。(二)中国股市的动量效应与行为金融对于中国股市的动量效应,中国学者进行了大量研究。王永宏、赵学军(2001),朱战宇、吴冲锋和王承炜(2003),吴世农、吴超鹏(2003),肖军、徐信忠(2004),马超群、张浩(2005),赵振全、丁志国和苏治(2005),林松立、唐旭(2005)等都认为,如果采用月度数据检验,中国大陆股市并不存在明显的动量效应,而中长期反转现象则比较突出;周琳杰(2002)发现动量策略的利润对形成期和持有期的期限敏感,形成期和持有期为一个月的动量策略赢利性最为显著;刘煜辉、贺菊煌和沈可挺(2003)则认为形成期和持有期在2周和24周之间的动量策略有显著收益;余书炜(2004)则发现形成期和持有期在10到15天的动量策略有显著收益。曹敏、吴冲锋(2004)认为,中国大陆证券市场作为新兴市场,和西方证券市场的反向策略存在差异,主要表现在中国股市的反向周期短于西方发达国家。虽然以上实证研究的样本期间不尽相同,但一致结论是中国股市的动量策略利润只存在于形成期和持有期在4周以内的周期策略中;而西方国家股市的动量策略利润一般存在于形成期、持有期为中期(3-12个月)的策略中。朱战宇、吴冲锋和王承炜(2003)等都认为,BSV模型、DHS模型、HS模型等模型没有揭示出中国股市动量效应产生的机制。他们认为,BSV模型、DHS模型等模型中的投资者是根据对上市公司业绩的预期来对公司的股票进行估价的,这符合发达资本市场上投资者的投资行为模式,而国内投资者基本上不关心公司的基本面,爱好短线操作,容易出现跟风等现象,从投资者认识偏差角度来解释中国股市的动量效应并不合适。二、奈特不确定性视角下的股市动量效应1.不确定性的两种分类奈特(Knight,1921)把未来的不确定性分成两种情况:一种是具有确定概率分布的不确定性,就是常说的“风险”(risk);另一种是没有确定概率分布的不确定性,其主观概率是不确定的,称为奈特不确定性或模糊(ambiguity)。如果抛硬币的话,你会知道风险有多大,如果赌正面,赢的概率是50%。奈特认为,当你完全不知道各种可能性状态以及各种状态的概率时,就存在奈特不确定性。Savage(1954)等认为,虽然有时不能计算出某种事件的概率分布,但我们可以对这个事件指定一个先验信念,这对建立数理模型的技术选择没有什么区别,因此,奈特对不确定性的分类没有意义了。Ellsberg(1961)等通过一系列试验否定了Savage假设。他们的试验表明,奈特对不确定性的划分是有意义的。这些试验还表明,人们常对奈特不确定性表现出厌恶的倾向,即便告诉试验者Ellsberg试验存在逻辑上的矛盾,试验者仍然坚持自己的选择,并愿意为避免奈特不确定性而支付溢价。他们发现有人喜欢赌博(风险),却不喜欢奈特不确定性,厌恶奈特不确定性的人不一定厌恶风险。这进一步证实奈特的观点:风险厌恶和奈特不确定性是两种不同的现象。他们还发现,在面临奈特不确定性时,人们更在乎别人的想法,更容易形成“羊群效应”。2.系统的复杂性造成了奈特不确定性奈特不确定性是如何产生的呢?现代自然科学证明,由于系统内部的非线性机制(或正反馈机制或复杂性机制)造成了系统的进化,从而形成了奈特不确定性。如果系统是一个简单的系统,那么这个随机过程就是遍历的(ergodic),可以通过频数试验等方式得到这个过程的概率分布。自然界大多数随机事件都属于这种过程,这种过程就是一般不确定性——风险。但如果系统是进化的,过程就是非遍历的(nonergodic),即使具备了历史的和当前的所有信息(完全信息),也无法获得某种未来不确定事件的概率分布,因为它不是过去过程的简单重复,永远有新的状态被创造出来,我们不能预知这个状态,更不可能获得这种状态的概率分布。经济社会中的大多数系统都属于这种过程,这种不确定性就是奈特不确定性。(二)奈特不确定性视角下的动量效应微观机制Lewellen和Shanken(2002)认为,股票价格序列的可预测性与股票定价过程中的“参数的不确定性”有关,当决策者对未来现金流量的先验信念不确定时(即存在概率分布的不确定性时),代表性投资者通过贝叶斯过程逐渐更新信念,这个学习过程渗透到股票定价过程中,导致股票价格正相关。徐元栋、黄登仕(2003),徐元栋(2004)从奈特不确定性的角度探讨了股市动量效应产生的微观机制。与LS模型类似,投资者也不可能准确地确定未来现金流量的的概率分布,原因就是投资者面临奈特不确定性。与LS模型不同,他们认为,市场上的投资者不能用一个“代表性投资者”来代替,这些投资者是不同质的,他们对未来现金流量具有不同的先验信念。当这些异质投资者出现市场传染现象时,就造成了动量效应。Ford、Kelsey和Pang(2006)则从微观金融角度研究了动量(反向)效应产生的机制。当市场上出现模糊(ambiguity)信号、不能确定股票的基本价值(面临奈特不确定性)时,如果做市商与投资者都表现出乐观情绪(悲观情绪),股市就会出现动量现象。Gerdjikova(2006)试图在CBD理论(Casebased Decision Theory,案例决策理论)下解释股市上的所有异常现象。由于投资者面临奈特不确定性,他无法确定股票的基本价值。如果股票价值在合理区间内,投资者为了追求更多财富而在股市上频繁交易从而造成了动量效应。奈特不确定性视角下的动量效应机制理论认为,投资者不能确定股票未来现金流量的概率分布,异质投资者的市场传染或者情绪的悲观(乐观)造成了动量效应。这些模型可以较好地解释中国股市的动量现象。行为金融认为,决策者对股票现金流量的概率分布是确定的,不存在所谓“奈特不确定性”,是有限理性的投资者犯了认识偏差错误,从而造成了动量效应。这两种解释的最大分歧在于对不确定性的处理。(三)奈特不确定性视角下的“奈特不确定性厌恶”补偿模型近年来,西方学者开始从奈特不确定性“厌恶”的角度来研究动量策略的“利润”的来源。Andrew和Hodrick(2006)、Zhang(2006)等发现动量策略的超额利润以及收益率横断面差异与奈特不确定性有正相关关系。Anderson、Ghysels和Juergens(2005,2006)则试图在资产定价模型中加入“奈特不确定性厌恶因子”来解释股市中的动量效应现象。从奈特不确定性角度看,投资者除面临一般风险外,还面临“更高级风险”,即奈特不确定性。只要在定价因子模型中考虑这种“更高级风险”,异常超额收益就会消失。(四)奈特不确定性视角下两种解释方案的逻辑联系从奈特不确定性视角来研究动量效应也有两条思路:一是从奈特不确定性角度研究动量效应产生的机制;二是在传统的资产定价模型中加入“奈特不确定性厌恶因子”,将其作为动量策略“超额”利润产生的来源。从逻辑上看,这两条思路并不矛盾,奈特不确定性视角下的动量效应的微观机制涉及的是“里”,“奈特不确定性厌恶补偿”模型涉及的是“结果”,是“表”。以奈特不确定性为逻辑起点,可以将这两条研究思路紧密地联系在一起。行为金融模型主要从认识性偏差(或噪声)或信息不完全的角度对动量效应等异常现象进行了解释。但问题是既然这些直觉性决策容易导致认知偏差,投资者为什么仍然采取直觉性决策模式呢?行为金融没有给出“理性”决策者产生上述决策行为模式的原因。实际上,投资者面临的是奈特不确定性的环境,表现为事实上的“有限理性”。从决策行为可以看出人类在进化过程中的学习与记忆自适应性:倾向于本能的自我安全感(自我控制、认知失调)以及通过直觉性决策方式进行决策,即原则理性(rule rationality)(Aumann,1997)。在原则理性的视角下,如果决策者处于一个复杂的、奈特不确定性的世界,采用直觉性决策是合乎他们的理性的。行为金融没有对“噪声”给出一个确切的定义。如果噪声是与投资价值无关的信息,作为理性投资者为什么不能过滤噪声?行为金融学也重点研究在信息不对称的情况下,有信息优势或劣势的投资者的行为对证券价格的影响。有人认为,对于公开市场上的大量、普遍交易的股票来说,投资者之间信息不对称的可能性很小,也就是说不存在使股票价格产生大波动的信息不对称问题。也有人认为,“噪声”是与股票价值相关的信息,但由于投资者在面临奈特不确定性时的“原则理性”,决策者只能凭直觉利用这些信息。

电子测量技术应用论文

电子测量技术期刊审稿评审周期为6-8周。电子测量技术是国内专注于电子测量领域的杂志,致力于报道电子测量领域国内外最新技术及应用案例,推广电子测量技术领域新技术、新产品的应用,为国内外电气电子工程领域最新技术交流的重要平台。来稿应具有创新性、科学性、实用性,内容应未发表过或未被其他公开出版物刊载过。请勿一稿多投。研究综述一般应为8000~10000字。研究论文、技术应用类文章一般应为5000~8000字。

电子测量技术的发展及应用 英国科学家A • H • 库克(cook )说:“测量是技术生命的神经系统。我们通过测量认识周围的物质世界,通过测量把这些知识变成数字语言,然后用数学方法把它整理成合乎逻辑的系统;通过测量,可使这种系统性知识借助于工程技术用来改造物质;世界精密的测量是精确的知识和经济的设计所必需,方便的测量是敏捷的通讯和有效的组织所必需。”这一段话深刻地揭示出了测量对于我们人类社会的重要性。人类社会从远古时代发展到物质文明和梢神文明都高度发达的今天,没有测量技术的作用是不可想象的。 一、测量的意义 所谓测量就是借助于专用的技术工具通过实验和(或)计算,对被测对象收集信息的过程。在自然界中,对于任何被研究的对象,若要定量地进行评价,必须通过测量来实现。在电子技术领域中,中肯的分析只能来自正确的测量。通过测量,我们对大自然认识才由感性世界跨入了理性世界,才逐步对大自然有了理性的分析,通过分析和归纳,我们才能得到规律性的知识来改造世界,科学技术才能得以高速发展。牛顿开创的早期自然科学的工作方法可归纳为“观察、实验、理论”,可见,人们是通过观测试验的结果和已经掌握的规律,进行概括、推理,再对所研究的事物取得定量的概念和发现它的规律性,然后上升到理论。因此,测量技术的水平在相当程度上影响着科学技术的发展速度和深度,科学技术上有一些突破是以测试技术的突破为基础的。 这种例子在科学发展史上是不胜枚举的。 在没有显微镜时,人眼只能看清大小为— 毫米的东西,这大大限制了人类对自然界中微观世界的认识,在这种情况下,绝对不会有微生物学等技术的产生。16 世纪出现了光学显微镜,它的分辨率可达2000埃,相应的放大率约为1500倍,大大扩展了人的眼力。在显微镜的帮助下,人类发现了构成生物基础的细胞(大小约为10-100微米),使人类对生物界的认识有了一个极大的飞跃,这一发现对推动生物学各方面的研究作出了重要贡献,被恩格斯誉为19世纪三大发现之一。20 世纪30 年代出现了电子显微镜,它的分辨本42领高达2一3 埃,又比光学显微镜提高了约三个数量级。由此可见电子技术引入测量领域的巨大的推动作用。在电子显微镜下,可以洞察小小细胞内的超微机构,连细胞膜也可清晰地辨出是由三个薄层组成的,并发现了致病的病毒、形成了生物科学的又一次飞跃。现代科学技术、生产和国防的重要特点之一,就是要进行大量的观测和统计。现代工业大生产,用到测量上的工时和费用约占整个生产所用的20%一30%。提高测量水平,降低测量成本,减少测量误差,提高测量效率,对国民经济各个领域都是至关重要的。 二、电子测量技术的发展 电子测量技术的发展是建立在测量技术的发展最新电子技术的发展基础之上的。广义地说,凡是利用电子技术进行的测量都称为电子测量。从现存的史料上我们得知古人用漏斗滴水来测量时间,用草绳打结来计数,这可以说是原始的测量方法,以后人们逐渐发明了称、算盘等较为先进的测量和运算工具,到了本世纪20年代,科学技术的发展导致了电子管的出现,即电子技术的出现。由于电子技术独特的优点:频率范围宽,测量快速,易于实现遥控等,使得电子技术迅速被应用并普及到国民经济各个领域,包括测量技术中,开创了测量技术的新天地。但是由于电子管的体积较大,从而造成了电子管做成的测量仪器体积较大,耗电量多,价格贵,工作效率也不是很高,到了本世纪50年代,半导体技术有了飞速的发展,晶体管相对于电子管而言,体积大为减小,功耗降低,稳定性大为提高,同时其应用频率范围更宽,除测直流量外,还可以测高至100GHZ 左右的信号,从而使晶体管迅速取代了电子管的位置,如各种示波器、晶体管测试仪,频谱测试仪等。这些测量仪器仍在国民生产各个领域中发挥着极大的作用。到了本世纪60年代中期,中小规模集成电路问世。所谓集成电路,就是将电阻、电容、二极管、三极管等各种元器件经过半导体工艺或薄膜工艺制作在同一块硅片上,并按某种电路互联起来,制成的具有一定功能的电路,从而打破了半导体元器件组成的传统电路的概念,实现了材料、元件、电路三位一体。由于集成电路的问世,使得原来的电路变得更小,因此,由集成电路做成的电子测量仪器体积更为减小,同时其测量范围更为宽广,测量精度大为提高。现在一些比较先进的电子测量仪器均用集成电路做成,并且有了智能功能,特别是在尖端技术和现代化的工农业生产中,集成电路测量仪器的优势更为明显。例如,一个射程为八千公里的洲际导弹,如果航向误差有度,也会造成导弹偏离目标5一8公里,那样,导弹的威力将大为降低,甚至起不到作用。制造炸药的甲苯,在生产中测量温度如有一定的误差,也可能造成严重的事故。现代化科学技术和现代化大生产中那些要求精密和准确测量的内容通常都是运用了电子测量的方法来实现的。 三、电子测量的特点及应用 随着电子技术的不断发展,测量的内容愈来愈多,通常包括以下几个方面: ① 电能量的测量,包括对于电流、电压、电功率的测量;② 信号的特性及所受干扰的测量,例如信号的失真度、频率相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信噪比等;③ 元件和电路参数的测量,例如电限、电感、电容、电子器件(电子管、晶体管、扬效应管等)的测量,集成电路的测量,电路频率响应、通频带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减和增益等的测量。 随看电子技术的发展,由于电子测量技术的许多无可比拟的优点,许多非电量的测量也可以通过传感器转换成电信号,再利用电子技术进行测量。例如,高温炉中的温度、深海的压力等许多人们不能亲身到的地方或无法直接测量的量,都可以通过这种方式进行测量.电子测量除了对电参数进行稳态测量以外,还可以对自动控制系统的过渡过程及频率特性进行动态测量。例如,对一个轧钢的电气传动系统通过模拟计算机可以自动描绘出动态过程曲线;对于化工系统的生产过程进行自动检测与分析等。与其它的测量相比,电子测量具有以下几个明显的特点: ① 测量频率范围极宽,电子测量能工作在这样宽的频率范围,这就使它的应用范围很广。 ② 量程很广,由于所测量的大小相差极大,要求测量仪器的量程也极宽.同一台电子仪器,经常能做到量程宽达很多数量级。例如一台普通的欧姆表,可以测出几欧姆至几十兆欧姆的电阻,量程宽达六、七个数量级。电子计数器的量程更宽,可达17个数量级。量程宽正是电子仪器的突出优点。 ③ 测量准确度高。电子仪器的准确度通常可比其它测量仪器高很多。特别是对频率和时间的测量,由于采用了原子频标和原子秒作为基准,使误差减小到极小量级,这是目前人类在测量准确度方面达到的最高标准。电子测量准确度高,正是它在现代科技领域得到广泛应用的重要原因。例如发射人造卫星的控制和遥测系统,如果不够准确,最后一级火箭的速度有千分之二的相对误差,卫星就会偏离预定轨道一百公里. ④ 测量速度快.电子测量由于是通过电子运动和电磁波的传播来进行工作的,因此具有其它测量方法通常无法类比的高速度。 ⑤ 易于实现遥测和长期不间断的测量,显示方式又可以做到清晰、直观。由于可以把电子仪器或与它连接的传感器放到人类不便长期停留或无法到达的区域去进行遥测,而且可在被测对象正常工作的情况下进行测量。对于测量结果,电子测量的显示方法也比较清晰、直观,例如发光二极管直接数字显示,便于直接给出结果;荧光屏示波方法,便于形象直观地给出被测量的特征。测量结果还便于打印、绘图或启动指示灯或替铃显示。 ⑥ 易于利用计算机,形成电子测量与计算技术的紧密结合。电子测量的测量结采和它所需的控制信号都是电信号,这非常有利于它宵接或通过A/D、D/A变换与计算机连接,现在随着微型计算机功能的提高和成本的降低,就可以在不增加仪器体积和不明显增加成本的情况下,使测量仪器的性能发生很大的飞跃,使它具有高性能、多功能的特点。由于以上电子测量技术的一系列特点,使它广泛应用于自然科学的一切领域.大到天文观测、宇宙航天,小到物质结构、基本粒子,从复杂深奥的生命、细胞、遗传间题到日常的工农业生产、医学、商业各部门,都越来越多地采用了电子测量技术和设备。电子测量技术的发展是与自然科学特别是电子技术的发展互相促进、互相推动的一方面电子测量技术的发展为自然科学特别是电子学的研究、实验、分析和检验提供了条件,另一方面自然科学的发展特别是电子科学技术的发展向电子测量技术不断提出新课题。同时,近代电子学、计算科学、物理学和材料学等的发展又反过来为电子测量提供了新理论、新技术、新工艺、新材料、新器材,形成了相辅相成不可分割的关系。 目前电子测量设备在性能、测试功能、工艺结构等各方面都取得了很大的进展,其研制和生产正向着自动化、系统化、数字化、高性能、多功能、快速、小型等方面发展.拥有先进的科学实验手段,这是科学技术现代化的一个重要标志,而一个国家电子测量水平的高低,往往是反映这个国家科技水平的重要方面。所以,我们必须努力提高我们的电子测量技术,争取早日达到国际先进水平。

两种非理想条件下LRCS测量结果的校正方法介质损耗测量中环境条件对测量结果影响探讨测量方法对测量结果误差影响的分析希望对你有帮助!

量子卫星社会效益研究论文

首先,这是中国科学家第一次在某一科研领域国际上率先实现一个国家主导的大项目,具有强烈的示范意义。和对撞机、托克马克、天眼等项目不同,这些项目外国科学家早已做过类似的,我们可能性能会领先,但总不是第一个。而量子卫星不同,我们是世界上首台。至少在工程上,我们要讨论很多前人没有研究过的东西。   其次,量子卫星的发射会提高中国在量子科学研究中的地位,增加和国外同行合作的机会,在更多细分领域达到和同行相近的水平甚至实现弯道超车,使中国在未来这一领域有统治世界的机会。比如,中国在量子通信领域中的探测器上不够领先,需要美国的帮助,但是我们有大项目就可以和他们合作,进而追赶,甚至在理论研究这一中国几乎没有触碰的领域实现一些建树。关于合作,一个巨大的进步:国际著名科学家评中国首颗量子科学实验卫星   第三,这个项目也会带动大批科学家的科研向量子靠拢,也会带动中国各大科研机构和高校对量子相关科学的重视。现在国际各大高校充满了各种跨学科量子科学研究中心(IQC@waterloo、QuICS@UMD、CQT@NUS、IQIM@Caltech ),甚至澳大利亚有跨大学研究中心(cqc2t),而中国只有清华有x院,在这一点上,我们有比较广阔的进步空间。听说合肥要建量子信息国家实验室,这个可以有《环球科学》凌晨连线潘建伟:深度解读量子通信卫星,中国在量子通信领域全面领先

从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟教授及其同事彭承志等组成的研究团队,联合中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组、微小卫星创新研究院、光电技术研究所、国家天文台、国家空间科学中心等,与奥地利科学院塞林格研究组合作,利用“墨子号”量子科学实验卫星,在中国和奥地利之间首次实现距离达7600公里的洲际量子密钥分发,并利用共享密钥实现加密数据传输和视频通信。该成果标志着“墨子号”已具备实现洲际量子保密通信的能力,为未来构建全球化量子通信网络奠定了坚实基础。相关成果以封面论文的形式发表在1月19日出版的国际权威学术期刊《物理评论快报》上。据央广网1月21日消息,据介绍,基于卫星平台的量子通信是构建覆盖全球量子通信网络最为可行的手段。2011年底,中国科学院与奥地利科学院在北京签署“洲际量子通信”合作协议,计划利用“墨子号”量子卫星在中国和奥地利之间实现洲际量子密钥分发。此后,中奥联合团队在奥方地面站的技术指标、接口要求、方案设计、光学测试等方面开展密切合作。2016年4月至5月,中方团队携带卫星有效载荷模拟器赴奥地利格拉茨地面站,进行联调联试工作,为实验的开展做好了充分准备。“墨子号”量子卫星完成既定科学目标后,中奥联合团队随即开展洲际量子密钥分发实验。在实验中,“墨子号”分别与河北兴隆、奥地利格拉茨地面站进行了星地量子密钥分发,通过指令控制卫星作为中继,建立了兴隆地面站与格拉茨地面站之间的共享密钥,实验中获取共享密钥量约800千比特位。基于共享密钥,采用一次一密的加密方式,中奥联合团队在北京到维也纳之间演示了图片加密传输。结合高级加密标准AES-128协议,每秒更新一次加密密钥,中奥联合团队建立了一套北京到维也纳的加密视频通信系统,并利用该系统成功举行了75分钟的中国科学院和奥地利科学院洲际量子保密视频会议。“墨子号”卫星与不同国家和地区的地面站之间实现成功对接,表明通过“墨子号”卫星与全球范围任意地点进行量子通信的可行性与普适性,并为形成卫星量子通信国际技术标准奠定了基础。

首先,这是中国科学家第一次在科研领域率先实施重大国家项目,具有很强的示范意义。

与量子卫星不同,我们是世界上第一个。至少在工程方面,我们会讨论很多以前没有研究过的东西。第二,卫星发射将改善中国的量子量子科学研究的地位,增加合作的机会与外国同行,类似水平的利基和同行甚至超越意识到角落,让中国在未来在这个领域将有机会统治世界。

例如,中国在量子通讯领域的领先探测器还不够,需要美国的帮助,但我们有一个大项目可以和他们一起工作,甚至在中国的理论研究中也很难取得一些成功。

在合作上,一个巨大的步骤:对中国第一个国际著名科学家量子科学实验卫星第三号的评价,这个项目将推动大量的科学研究量子,科学家也将推动中国的大量子相关科研机构和大学的关注。

现在国际上的大学都是量子科学的跨学科研究中心(IQC @ Waterloo, QuICS @ UMD, CQT @ NUS, IQIM @ Caltech),甚至在澳大利亚大学研究中心(cqc2t),中国只有清华大学有x,在这一点上,我们有更广阔的发展空间。

听说合肥国家实验室建立量子信息,量子通信卫星的深度解读,中国领导最后,量子通信领域的综合概念,量子受到商业和普通民众的广泛关注,具有很强的广告,更多的人会被吸引到量子科学研究。我已经收到了很多关于知乎量子科学直接信息的研究,这很好,我们和国际差距应该比一般人认为的要大,需要更多的努力去追求。

通信安全是国家信息安全和人类经济社会生活的基本需求。人们对通信安全的追求从未停止。但是,基于计算复杂性的传统加密技术原则上有可能被破解。随着数学和计算能力的不断提高,经典密码被破解的可能性越来越高。量子通信以量子物理学的基本原理为基础,克服了经典加密技术固有的安全风险。到目前为止,唯一无条件、安全的通信方式可以从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。

基于光纤的城市及城市间双边通信技术正在走向实用化和产业化,我国已在这方面走在世界前列。但是,由于光纤的固有损失和单光子状态的不可复制性,目前点对点光纤量子通信的距离很难突破100公里。因此,不仅是广域,为了实现全球化的双边通信网,还需要卫星的转播。“墨子号”就是在这样的大背景下产生的。“墨子号”是由中国科技大学、中国科学院微卫星革新研究院、中国科学院上海技术物理所等多家机构合作研究,由我国科学家自行开发的。为什么取“墨子号”的名字?哲学家、墨家学派创始人墨子是一位鲜为人知的科学家。

“MOZ号”是世界上第一颗量子科学实验卫星,目前已圆满完成了千公里级、星地双向量子纠缠分布、星地量子密钥分布、地球量子隐形状态三大科学目标。完成纠缠的星地量子密钥分发、洲际量子密钥分发和视频通话演示。

中国量子卫星首席科学家潘建伟院士介绍说,如果地面量子通信制造连接各城市、各信息传送点的“网”,量子科学实验卫星就像将这一网射向太空的“标枪”。当这纵横的双边通信“天地网”被编织出来时,大量的信息将在其中如影般穿梭,享受“无条件”的安全。

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