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[建议] 关于集成电路中研制可变电阻的建议
热度 1 zlyang 2019-3-17 22:26
汉语是联合国官方正式使用的6 种同等有效语言之一。请不要歧视汉语! Chinese is one of the six equally effective official languages of the United Nations. Not to discriminate against Chinese, please! 关于集成电路中研制可变电阻的建议 在集成电路中,目前已有场效应晶体管( field effect transistor )可以作为电压控制的可变线性电阻使用。 在实时性要求高的场合,可以将复杂的程序(软件)转换成相应的硬件集成电路,以提高计算的速度。 随着集成电路的集成度提高,导线(导体)之间的空间距离越来越近。这样分布参数的作用会越来越明显。在还没有达到量子力学性质占主导地位的情况下,直接使用导体之间的“场”传输信号时(即变废为宝),有可能制作出“半路、半场”类型的集成电路。这样,需要研制可变参数的元件(如可变电阻、电容和电感等),以实现相应的集成电路硬件内部参数的自动调节,实现对应软件中的“参数优化”功能。 如支持向量机、人工神经网络等,目前流行的普遍是软件。这样,它们的计算时间,特别是用于训练的时间会降低实时性。当采用相应的集成电路硬件后,预期训练时间和运算时间会明显减少,从而极大地扩展它们的使用范围。 需要高性能“可变参数元件”的硬件集成电路,还应包括“线性 PID 控制”、“模糊控制”等各种有广泛实际应用价值的集成电路。 除了现有的电压控制“可变参数电阻”外,还应该研制“电流控制的可变参数电阻”等。因为电流控制的元件,可能会有更高的抗干扰能力。在“半路、半场”类型的集成电路,电流控制元件有可能会降低设计的难度。把“场”更多地留给“信号传输”,把“电流/‘路’”尽可能留给元件。 参考资料: Moore Samuel K. 4 strange new ways to compute . IEEE Spectrum, 2018, 55(1): 10-11. https://ieeexplore.ieee.org/document/8241695 闵应骅,2018-01-12,放开思路,重振计算科学技术 (180112) http://blog.sciencenet.cn/blog-290937-1094444.html Macha Naveen Kumar, Chitturi Vinay, Vijjapuram Rakesh, 等. A new concept for computing using interconnect crosstalks . 2017 IEEE International Conference on Rebooting Computing (ICRC), Washington, NOV 08-09, 2017: 46-47. https://ieeexplore.ieee.org/document/8123636 杨正瓴. 关于“互容”概念的意义 . 电工教学,1995, 17(4): 35-39. 杨正瓴. 互容的定义和模型 . 科学通报,1990, 35(12): 960. 感谢您的指教! 感谢您指正以上任何错误! 感谢您提供更多的相关信息 !
个人分类: 日常生活记录|2741 次阅读|7 个评论
【回囘囬】双闪灯的电流
热度 1 hailanyun0415 2018-11-25 14:08
接 上篇 电流分析: M 、 N 节点处的电流包括电阻电流、电容充放电电流、三极管基极电流。 由于电阻一般很大,所以电阻电流一般很小,例如:两个电阻取 50kΩ ,两节电池时,由于 M、N 电位在 0V-1V 之间,所以通过电阻的电流在 40μA–60μA 之间。电容的充放电电流也很小,而且衰减非常快,也是 μA 级别的电流。这样导致基极电流也是 μA 级别的电流,不过几十 μA 的基极电流已经足够让三极管在放大状态和截止状态之间切换了。 K 、 L 节点处的电流包括 LED 电流、电容充放电电流、三极管集电极电流。 电容充放电电流很小, LED 灭灯时电流较小,三极管基极电流较小时,集电极电流也很小,三者均为 μA 级别。 LED 亮灯时电流在 5-20mA 左右,电容充放电电流没有这么大,但如果三极管基极电流较大时会处于放大状态,集电极电流可以达到 5-20mA 。这个mA级别的电流是电路功耗的主要部分。 下图标注了电压,用导线粗细表示电流大小,显示了双闪灯的一个周期变化: 左上图 绿色 LED 灭灯,电压 1.85V ,仍能提供电流。 LM 间电容开始充电,电流从右极板流向 M , M 上方电阻也有较小的电流,两者共同作用形成较大的基极电流,使右下方三极管处于放大区,产生较大的集电极电流,红色 LED 亮灯,电压 1.94V 。 KN 间电容开始开始放电,电流从 N 点流向电容左极板,电阻上方有电流流向 N ,两者共同作用形成较小的基极电流,使左下方三极管处于截止区。 经过 3/7 周期后变成右上图。 右上图 绿色 LED 仍然灭灯,电压 1.64V ,电流为 0 ,此时LM间电容充电到了极限。 LM 间电容电压从 0.40V 充至 0.67V 。右下方三极管仍处于放大区,红色 LED 仍然亮灯,电压 1.81V 。 KN 间电容电压从 0.84V 放至 0.66V ,左下方三极管仍处于截止区。 电路即将突变为右下图。突变的原因在于 LM 间的电容即将开始放电,而 KN 间的电容即将开始充电。至于转换充放电的原因有可能是电容上方流过电阻和二极管的电流大小不同,也有可能是电容下方两个三极管对电流的阻碍程度发生了变化,或许还可以提供其他的解释。两个电容的充放电状态是同时突变的,若有先后顺序,则两盏灯将有同时熄灭或同时亮起的状态,但是从后面的波形上看,即使有这种状态,持续时间也不会超过 1ms 。 右下图 K、N、L、M的电位全发生了突变。 红色 LED 灭灯,电压 1.60V ,仍能提供电流。 KN 间电容开始充电,电流从左极板流向 N , N 上方电阻也有较小的电流,两者共同作用形成较大的基极电流,使左下方三极管处于放大区,产生较大的集电极电流,绿色 LED 亮灯,电压 2.21V 。 LM 间电容开始开始放电,电流从 M 点流向电容左极板,上方电阻有电流流向 M ,两者共同作用形成较小的基极电流,使右下方三极管处于截止区。 经过 4/7 周期后变成左下图。 左下图 红色 LED 仍然灭灯,电压 1.46V ,电流为 0 ,此时KN间电容充电到了极限。 KN 间电容电压从 0.67V 充至 0.85V 。左下方三极管仍处于放大区,绿色 LED 仍然亮灯,电压 2.09V 。 LM 间电容电压从 0.66V 放至 0.41V ,右下方三极管仍处于截止区。 即将突变为左上图。 仿真电路及波形: 从仿真的波形上看,红LED和绿LED的亮灯时间长短是不一样的,比值接近 3:4 。 K 、 N 的波形 L 、 M 的波形 参考文献: Astable Multivibrator (Oscillator) Dec 7 2016 http://www.falstad.com/circuit/e-multivib-a.html 双闪灯电路 2014-08-02 老白说模电 https://v.youku.com/v_show/id_XNzQ5ODQwMTcy.html?spm=a2hzp.8253869.0.0
个人分类: 电子电工技术|5397 次阅读|3 个评论
[选择题] 电流通过人体最危险的路径是()
热度 9 zlyang 2017-6-2 11:54
电流通过人体 最危险 的路径是() A.从左手到前胸 B.从右手到右脚 C.从右手到左手 D.从左脚到右脚 E.从左手到右脚 F.从右手到左脚 G. ? 相关链接: Ecmweb.com, 1995-06-01, Beware of electrical safety hazards. http://ecmweb.com/content/beware-electrical-safety-hazards Current path through body. The current path is also important because of the organs that may be affected. For example, a hand-hand path, as shown in Fig. 1, causes the current to pass directly through the heart. A left hand-left foot path, as shown in Fig. 2 (on page 38), again causes the current to pass through the heart. A right hand-right foot path, as shown in Fig. 3 (on page 38), or hand to elbow path is not quite so critical. A foot-foot path, as shown in Fig. 4 (on page 38), results in current passing through organs that are vitally important. Mother Nature Network, John Platt, October 21, 2013, 3:28 p.m., Electrical safety: How electrical current affects the human body http://www.mnn.com/family/protection-safety/stories/electrical-safety-how-electrical-current-affects-the-human-body If electricity enters your body through your left hand , it's probably going to try to exit into the ground through your left foot , passing right through your heart along the way. Tubelab, Safety — Electrical Safety http://tubelab.com/safety/electrical-safety/ Electric current that passes through the chest area is capable of causing death due to asphyxiation or cardiac arrest. With this in mind you must not put yourself in a situation where current could pass from hand to hand or hand to foot. The path of left hand to right foot is the worst case. This is why many texts will tell you to work with one hand in your pocket. 感谢您的指教! 感谢您指正以上任何错误 ! 感谢您提供更多权威的专业资料!
14299 次阅读|21 个评论
科普电压测量技术 不要被民科迷惑
热度 2 chrujun 2015-3-8 16:35
这段时间很忙,但看见晏成和博主孜孜不倦地发表重建物理学的系列博文,还是提醒他一下。顺便科普一下电压测量是怎么回事?不然,无法理解为什么晏成和博主错了。不看电压测量很简单,随便找个万用表就可以测量,这里面还真有学问,很多本科生都吃不透,犯低级错误者比比皆是。晏成和博主就是其中之一。这里面的一些现象,不融会贯通就无法理解。 晏成和博主主要认为电磁学理论错了。从他提出的依据看,他对实验现象无法正确理解,对物理概念认识不清。 在一篇博文(物质的导电原理, http://blog.sciencenet.cn/blog-73066-870125.html )里有这样内容: “ 把一根长金属导线的一端接入220V交流电源(火线),立即在金属导线的各个部位都可测量到220V电压,试电笔显示有电,这类金属物质被命名为导体。 如果把橡胶、塑料、陶瓷等的一端接入220V电源(火线),在另一端完全测不到电压,试电笔也无显示,这类物质被定义为绝缘体。说明这些绝缘物质不能导电,首先是连电压也不能导通。” “实验中,只是在电源中接上一段导线,如同在电源插入一个接线板,电压就传输到导线各处。电压导通时,并没有形成回路,在导线的全程测不到哪怕是非常微弱的电流,即在没有任何电流运动前提下,电压已经传导到导体各处。” 在这里,由于作者对电压表、导电笔的测量原理不理解导致了错误理解。 他认为实验中“在导线的全程测不到哪怕是非常微弱的电流”实际上是错误的。在电压测量过程中,电压表有一个输入阻抗,大概大于10M欧姆。电压表测量时,相当于并了一个阻值很高的电阻(大小等于电压表的输入阻抗,输入阻抗的单位也是欧姆)到被测对象两端,尽管流过电压表的电流很小,但如果没有小的电流流过电压表,电压表无法正确测量电压。电笔的道理也一样,都是需要一定电流流过,电笔的灯才会亮。 因此,用电笔和电压表能够测量导线上的电压是因为有足够的电流驱动电笔和电压表。 没有足够的电流流动,电压表和电笔都测量不到正确结果。 这里面有一个重要的概念是输入阻抗,电压表和电笔都有输入阻抗,一般大于10M欧姆。只有电压表和电笔的输入阻抗远大于被测物体的内阻,才能有正确的测量结果。 “在橡胶、塑料和陶瓷等的一端接入220V电压(火线),在另一端完全测不到电压,试电笔也无显示”。晏成和博主认为橡胶、塑料和陶瓷没有电压(220V电压),原因是电压表测量不到,试电笔没有亮。在这里晏博主的理解又错了。实际上绝缘体的另外一端也有220V电压,只是电压表测量不到,试电笔也无法测量。为什么呢? 因为绝缘体有很大的内阻,绝缘体的内阻一般超过10G欧姆(10G =1000 x 10M),超过电压表输入阻抗的1000倍。由于绝缘体的内阻很大,在电压表内流动的电流至少是电压表测量导体两端电流的千分之一,如此小的电流电压表已经无法测量,在电压表上显示的电压为0V左右。试电笔不亮的道理也是一样的,试电笔的输入阻抗和绝缘体的内阻相比很小,流过试电笔的电流和导体情况下相比也小了上1000倍,因此,试电笔不亮。 这个时候人摸绝缘体的另外一端安全无忧道理也是一样。人体躯干的内阻很小,一般不超过100欧姆。如果再考虑人体手指和手臂的电阻,人摸绝缘体或导体时自身的电阻一般不超过10万欧姆。由于绝缘体的内阻很大,是人体电阻的10万倍以上,人体摸绝缘体时人体的电压是绝缘体电压的10万分之一,相对220V电压来说人体的电压只有0.002V,因此人体摸一端接触火线的绝缘体很安全。人摸一端接触火线的导体就非常危险,因为导体的电阻一般小于0.001欧姆,220V火线电压全部会由人承担,即使人穿着绝缘性很好的鞋子也全身被电打得发麻。因为人相当于表面积比较大的导体,大地也是导体,人和大地之间就组成了一个电容。220V火线是50Hz交流电,人和大地之间会通过电容进行充放电。这个电容越大越危险,火线电压越高也越危险。 当人体靠近高压线时,人体和高压线之间也会组成一个电容,高压线也会对人体充放电。 针对交流电,我们要考虑交流阻抗。人靠近导线时,由于人本身也是导体,人和导线之间的分布电容会导致人和导线之间的交流阻抗随着频率增加而降低。高压线可以隔空打死人就是这个原因。尽管人和高压线之间的直流阻抗由于空气绝缘很大,但交流阻抗在50Hz的时候会比较小,高压线可以隔空对人进行充放电,放电电流高于阈值时人就有生命危险。 电压和水位可以对比,都是相对于某参考点来的。电压通常以地为参考点,水位通常以海平面为参考点。通常所说的220V电压,其中蕴含了大地作为参考点。晏成和博主把电压当成一个孤立东西来考虑了。“电压导通”就是错误的说法。在火线上无论接入导体还是绝缘体,它们上面都有220V电压。只不过,导体上的220V电压可以用常规仪器测量到,绝缘体上的220V电压无法用常规仪器测量到。要正确测量绝缘体上的220V电压,需要非常精密的仪器和特有的测量方法。
个人分类: 我的思考|4983 次阅读|9 个评论
说说电线中的“电流”是如何流的
热度 16 liwei999 2014-7-9 23:30
评说一下《关于直流电路中电能的传输》,说说电线中的“电流”是如何流的。 作者: mirror (*) 日期: 07/09/2014 06:14:00 【学术擂台】关于直流电路中电能的传输 发出后,响应不多。为此,博主又给了一个 《奇怪,物理学界一片哑然》 的帖子。按博主自己的说法,“以前在大学教过电动力学。为了写这篇才4页的关于直流电路中电能的论文(樊京,张操,“关于金属导线中直流电能的传输”,南阳理工学院学报,第6卷,第3期 (2014)第1-4页。),我查阅了近10本电磁学的书,看了超过50篇的相关文章。投稿也失败过3次”。 帖中所引用的赵凯华的图中有明显的错误:电池部分的+-电极和那里的电力线三者关系处理得不好。按照约定,电力线是从正极画向负极的箭头。赵的示意图里显然是没有遵循这个规范。 Download 但是这些都是小问题,这个问题的核心乃是 电线中的“电流”是如何流的 ?而不是“金属导线中的 直流电能 是如何传输的”。所谓 直流 (电),就是恒定流。这个恒定流的 载流子 (电子)的速度也可以简单地估算出来。铜1mm 3 内的原子重量有约9mg,折合原子个数9e-3/63x6e23=8.6e19个。按一个原子提供一个自由电子算,这个体积内的电荷量有13.7C。如果一秒中这些个电子们走过1mm的话,电线里的电流是13.7A,如果是1A电流的话,可以认为这些个电子每秒只前进了不到一百微米。也就是说,比起人们感觉到的“来电速度”而言,恒定流的 载流子 (电子)的 行进速度 (平均的)是 很慢 的。 显然,“金属导线中的 直流电能 是如何传输的” 话题的核心 应该是在这里:一方面是蜗牛般的载流子行进速度,一方面是光速般的电能传播速度。如何来解释这一对矛盾呢?张老师们的文字对此显然是无能为力了。相比之下,用赵凯华的版本来解释就容易多了。 没有接通导线前,电力线从电池的正极朝4周“发射”。导线接通的那一瞬间,电力线进入到了导体内,驱动该处的载流子流向负极。也就是说“第一次推动”是来自导体外部。这个电力线的瞬间变化(移动)必然要带来磁场的、电场的瞬间变化,因此这个瞬间,电力开关处要出现些特殊的现象,电流周围会产生有磁场。这个“第一次推动”完成之后,按照牛顿的思考模式,就啥事儿都没有了。 百家姓里赵排第一,张排第几不大清楚。赵版的解释显然要比张等的说法高一筹,因为解释了电力传播速度的问题。这显然是大学课程里需要说明的事情。当然,也可以采用其他的解说方法,但樊京和张操的思考显然是没有抓住问题的要害,所谓的【学术擂台】根本不能成立。 ---------- 就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。
个人分类: 镜子大全|10342 次阅读|17 个评论
T物质的导电性
tyctyc 2014-1-23 22:48
1981年G.Binning等发明STM扫描隧道显微镜,现在许多实验室都能测到单个原子,主流观点认为是隧道效应,隧道电流i: (1) s是探针与样品间距离,从公式(1)得出s由2r变小到r时,电流i增大2.73倍。实验中当距离变小0.1nm时,电流增大一个数量级,多个实验都是这样,公式(1)不准确。 在前博文中讲了电子附近的T物质密度是 : (2) 导电需要在两个电子间形成通道,导电性与T物质密度成正比,电流i, i=k =k (3) 当r从0.15nm减小到0.1nm,从公式(3)能算出电流i将增大11倍,与实验结果相近。用公式(1)算出电流将增大1.64倍,与实验不符。从STM测到的Co、Fe原子图能证明这点, http://zh.wikipedia.org/wiki/扫描隧道显微镜 用STM测到Si(111)原子间距0.8-1.6nm,平均1.2nm,外层电子间距平均0.9nm。金属中Ag原子的外层电子间距大约0.02nm(从Ag原子半径与共价半径之差乘2估计)。金属Ag的电阻率为1.63B,B是单位。从公式(3)能算出半导体Si的电阻率是 = ,与实验结果相近,(同条件下电阻率与i 成反比).
个人分类: T物质(太子弦)|2082 次阅读|2 个评论
“修改安培定义”的一些新思考
热度 1 zlyang 2013-10-14 20:12
“修改安培定义”的一些新思考 现有安培定义的两类缺陷: (1)目前SI安培定义里“无限长”、“圆横截面积可忽略”分别是在现实世界中难以实现的无穷大和无穷小。这样的定义,显著增大了安培定义在现实世界中实现、进行标准单位校准的困难性。 (2)电流方向相同时导线间的相互吸引力 F A ,和电流方向相反时的排斥力 F R ,是否严格相等,即 F A = F R 是否严格成立? 有没有高精度的物理实验对此进行过检验? 1822年安培的实验结论不用怀疑,但是其精度到底达到怎样的水平? 一些新的思考: (1)电子、质子的电荷是否随参照系变化,还需要一些高精度的实验确认。 但是,在低运动速度、弱磁场、弱引力场等情况下面,变化应该是很小的。 因此,目前: (2)指定两平行导线的金属材料、长度和直径,并指定两平行导线之间的电流方向相反(同一电流的来回),仍然采用当前的安培定义的其它要求,是一种比较折中的方案。至少其可校准行得到明显的改善。 我们可以不破坏指定的“定义设备”,而获得可行的“安培”校准。这比 标准质量(千克器) 是个进步。 在“用基本物理常数重新定义基本单位”的过程中,谁能保证这些基本物理常数的稳定?比如它们随引力场强度和方向等可能出现的改变? 谁能保证静电场和静止的引力场是相互独立的? 谁能保证空间的弯曲仅受质量的影响(而不受静电场的影响)? 谁做过这方面的精确实验? 一些稳妥的可能性: 利用两个基本物理量的比值,可能比过比利用单个基本物理量更 稳定:这两个基本物理量可能随外界条件发生相同的变化。 相关链接: 中国科学院 “ 科学智慧火花 ” :《SI基本单位中安培定义的两种可能缺陷》,投稿时间:2012-04-12: http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=4681 科学网 › 群组 › 物理综合《 平行导线间磁力大小,与电流方向的关系》,2012-04-23: http://bbs.sciencenet.cn/thread-552690-1-1.html 修改安培定义,2012-10-10: http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=107667do=blogid=731819 Unit of electric current (ampere), SI brochure, Section 2.1.1.4 ttp://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/ampere.html
个人分类: 基础数学-逻辑-物理|6076 次阅读|14 个评论
【可调】电流 电子
热度 2 hailanyun0415 2013-3-6 20:25
【可调】电流 电子
flash文件较大,如果网速较慢可能需要等2分钟并刷新几次页面才能看到。可以先听听上面的歌。来自heroes2的野蛮人城堡 如果觉得太小看不清可以点右键选择放大,也可以用ie8可以打开: http://www.swfcabin.com/swf-files/1362560930.swf 这次的动画没有数据调节功能,但是可以调节电子的不同状态,也算是一种互动吧。 下面的内容都是图片。 我在这里用圆来描述波,用圆的半径来描述波的相位,也许对于学生了解波粒二象性会有一定的启发,不过也可能会在他们头脑中形成错误的观点。多亏学会了随机函数,否则要做出这些效果不知道要花多少时间。 动画里我说这些数字是表示能级的,不过与其说是能级不如说是相位。用数字描述虽然抽象,但也许更能反映本质。之所以有些数字倒过来了,是因为我做的时候偷懒了。 这个模型应该比上两个模型更接近真实情况,虽然看上去乱七八糟的。我们无法预言下一刻电子的位置,我们无法精确测量电子的速度,但是仔细观察动画可以发现 , 在电路中 电子整体产生了移动。 ===================================== “海”字来自于我入党时海老师做介绍人时的签名,说实话拿到他的签名是我当年入党的主要目的。很喜欢听他的课,既不会让我觉得太简单,也不会让我觉得枯燥难懂,只可惜我能力有限无法精通那些内容。 ===================================== electrical current.swf 右键保存或打开。如果没有flash player,下载后拖到网页浏览器里可以看,不过要点击地址栏下面出现的黄条允许阻止的内容。 flash player在这里能找到下载: http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=729147do=blogid=594755 本人其他课件: http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=729147do=blogclassid=159583view=mefrom=space
个人分类: 课件|3116 次阅读|8 个评论
麦克斯韦先生:隧道效应您怎么想?
热度 6 jmluo0922 2013-2-27 17:56
当两块金属被一层厚度为几十至几百埃的绝缘介质隔开时,电子等都可穿越势垒而运动。加电压后,可形成隧道电流,这种现象称为 隧道效应 。 1)若把上述装置中的两块金属换成超导体后,当其介质层厚度减少到30埃左右时,由超导电子对的长程相干效应也会产生隧道效应,称为约瑟夫逊效应; 2)对于高掺杂PN会出现负电阻现象,结电流I随电压V下降的结果 。 以上是网上可以查到的关于“隧道效应”有关实验的基本描述。主流物理学派认为“隧道效应”是经典理论无法解释的、只能通过量子力学才能解释的现象。道理很简单,在上述两种情况下电子的能量低于能隙,按照经典的观点电子是不能跨越的,而按照量子力学的波函数,电子按一定的概率是具有跨越能隙的本领的,并且实验已经观察到了与其计算相符合的结果。 前两天,清华大学文克玲教授用这个非常著名的量子力学才能解释的“隧道效应”,对我提出的关于“量子力学违背能量守恒”质疑进行强有力的反驳。下面是他的表述: ------------------------ 量子力学有许多经典力学中没有的新概念。例如:“ 动能 T≥0 ”常常不成立。对能量本征态,在 V(r) 大于 E 0 的任何位置, T0 ! 此时粒子的动量是虚数。 一个最简单的例子就是穿透位垒。经典粒子碰到位垒,自然会全部反弹回去。可是微观粒子会有一定的几率从位垒下面钻过去。这个几率的大小量子力学可以准确地计算出来,并且与实际情况完全符合。 量子力学和至今为止的所有科学理论一样,都与能量动量守恒定律一致。 ------------------------------------- 我是不同意他的反驳观点的,并评论到: 1、SFN上的物理学家遵守职业道德,不会信口开河、不负责任地回答问题。因此对问题,正在进行科学的思考; 2、原子总能量E和势能V,经典和量子论没有区别,E-V=T就没有区别,T不能为负值这是常识问题; 3、量子“隧道”效应实验,我要提醒你注意效应发生条件,其结果是不能用于单原子的,道理你自己去考虑。 这样就为自己提出了一道用经典理论解释上述实验现象的难题。 说实话,我是学习原子分子物理专业的,对于固体物理和超导理论没有多少研究,这本来应该是曹天德博士和秀清兄的专业领域。既然已经表明观点,而且我在SFN和本网上也说过,目前所谓的“量子化现象”,可以用外场参与下的物质结构共振来理解,因此我现在不得不硬着头皮,即使不行也得上啊。 固体物理理论,特别是半导体、超导是二十世纪发展起来的新理论,基本上是量子力学的天下,经典理论几乎没有发言权。看来我只能白手起家,从头开始了,心里感到真够惨的了 。 经典理论的解释总得有个出发点,得请外援是不是,想来想去,只有麦克斯韦先生比较合适。于是做着梦到麦克斯韦那里去咨询了, 老麦听了我们的争执后,说道: “我的方程只能告诉你电磁场与源的关系,没有预测半导体和超导体的功能” 这样的 回答的确令我失望,但麦老接着又补充了一句,让我感到了希望 : “如果作为热力学体系,我的能量分布波函数可以试试,因为它可以解释一些看似不可能的事情。” “比如” 我急切地追问,老麦继续说道: “你知道固体中的原子扩散现象不?”, 我回答说: “知道一点,就是热运动导致原子的迁移是不?” “嗯,看来你可以跟着我的思路理解问题,那我们继续讨论一个例子吧” 老麦接着说道: “你知道,为什么一块金属铅与一块金属铜的光滑表面接触一段时间,在铜表面及一定深度可以测量到铅元素分布,这件事不?” “不可能吧!” 我惊呀道“ 铅金属表面原子受到结构约束,需要一定的能量才能脱离表面,才可能到达铜表面,这个能量从那里来,按照我们这个时代的说法就是,铅原子要跨越很大的能量间隙,是不可能实现的,这种事情只有现在的量子论才能解释哈,别逗了” “这个现象在我们那个年代早就发现并作出了解释,难道教科书上没有讲?” 老麦继续讲道: “你只知道我的方程,难道不知道还有一个以我的名字命名的麦克斯韦能量分布吗? 难道你不知道按照这个分布,热力学体系中的原子或分子所具有的热运动能量是不均匀的吗? 从0到无穷大这个区域按一定分布概率都可以存在的吗?” 老麦愤怒了: “如果这个现象不是早就被发现和解释,现在可能成了你量子的亲生儿子了,是不是?” 老麦震怒了 : “现在你们吃的、用的、玩的......,都依赖我们这些已经‘经典’的人的思想,口头上却说我们已经过气了,不中用了....。” 老麦越来越激动,我吓得扭头就跑,边跑边说: “我会好好重新学习,重新理解,不会让您老人家失望!” 各位看官,至此我想您应该知道,我会重新学习和理解什么了吧! 按照经典理论,能量分布是绝对不能也不该被忽略的,因为它可以帮助您理解看似不可能的现象。 (欲知后事,下回接着梦) 注:以上与老麦的对话出于表达方式的需要,如有不妥不必介意!
个人分类: 杂谈|6877 次阅读|26 个评论
电流都能替代汉字
热度 6 outcrop 2013-2-22 09:49
在您读这篇博文的时候,实际上读的是高低电平所表达的汉字,哈哈~也就是电流。 比如玩计算机硬件的,看逻辑笔的亮灭,就知道芯片在说什么;和人类能解读莫尔斯电码一个道理。 汇编语言、C语言等等,也都是语言,只是沟通的对象是机器。 所以,拼音能不能替代汉字?我认为能! 蒋叔等博友之所以说因为同音字等因素,而导致拼音不能替代汉字,是因为还坚定的以人类的立场,站在传统汉字的角度来看拼音。 但变更通信协议是有代价的,也需要考虑到兼容等因素。一旦全盘变化,可能会割裂一些东西,但是不是不好,这个不好评价。 比如朝鲜语文字也就600年的时间,人家之前用汉字,还不是全盘改了。 汉字的简化最终只停留在第一次简化的阶段,应该也不是偶然,而是斗争和妥协的结果。
个人分类: 科学网大学|3060 次阅读|22 个评论
[转载]电流可以帮助释放人体中减轻痛苦的快乐因子
crossludo 2013-1-8 00:38
科学家研究发现,电流可以帮助释放减人体中减轻痛苦的快乐因子   据国外媒体报道,来自密歇根大学、哈佛大学、纽约市立大学的神经系统科学家近日用一组恒定低电流在人类大脑中激发出了类似天然麻醉剂的物质,这为“自我治疗”开启了新里程。   据了解,该研究小组是由亚历山大-希尔瓦和乔恩—卡尔—祖比尔塔博士负责的,他们在实验中使用了一个名为“经颅直流电模拟器”(tDCS)的装置,并让一位患有重度慢性面痛的病人参与该实验,他们用应用电极中非常小的电流来刺激头盖骨的某个特定区域达20分钟之久,研究人员发现该电流使大脑释放出“天然止痛药”,也就是所谓的内源性阿片类物质,最为特别的是,该物质改善了这名患者痛阈的36%。科学家在这个实验阶段,用正电子发射层析扫描监视了整个试验过程。尽管这种物质不能完全祛除临床疼痛,但科学家表示,如果反复持续进行电流的刺激,就可以具有很好的疗效。   来自密歇根大学的研究人员在试验后还对多名患者进行了类似试验,结果证明,该方法确实可以减轻疼痛,释放出所谓的“快乐因子”。   研究人员认为,这种“大脑刺激”对于减缓疼痛可以起到很明显的作用。BBC的汤姆—菲尔顿(Tom Feilden )还报道说,这种tDCS通过电流的刺激还具有提高整体认知性能的潜能。目前,大多数科学家对tDCS的治疗效果给予肯定,表示其可以代替药物来给患者治疗,这会让很多患者免受药物治疗的副作用。
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电磁弹射器的电磁泄露怎么解决
zxczxc0417 2012-11-21 04:47
美国最近都在鼓吹航空母舰用的电磁弹射器是多么的好,没有一句是不好的话。可是有一个非常明显的缺点,那就是电磁泄露的问题,因为电磁弹射器需要强大的电流供电,而且是超乎想象的电流,而强大的电流很容易产生容易对外发射的无线电波,这种电波在现代的无线电仪器面前非常容易探测到,在战场上的这种泄露就意味着毁灭。每弹射一次飞机就是告诉敌人,我在这,快来打我。 所以网上有人说美国放这个风很可能是想阻挠中国的航母发展。蒸汽弹射器也许一时还难以取代。也就是说蒸汽弹射器并没有说的那么差,电磁弹射器也没人说的那么好。 这个情况同样适用于美国鼓吹的电磁炮。 美国玩玩这些东西可能还问题不大,毕竟他又绝对的制空权,制海权和电磁权。 ps: 在google上搜了半天,居然仅有的一个关于系统谈论电磁弹射器缺点的帖子被删了,我的帖子还能保持多久呢?24小时内保证消失。
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[转载]美制成“人造水母” 或引发人造生命新讨论
crossludo 2012-7-24 14:59
美制成“人造水母” 或引发人造生命新讨论 美国研究人员利用硅树脂和老鼠心肌细胞制造出了“人造水母”,它在电流的刺激下能够在水中像水母那样游动,这可能会引发关于“人造生命”的新讨论。 新一期英国《自然·生物技术》杂志刊登报告说,美国研究人员利用硅树脂和老鼠心肌细胞制造出了“人造水母”,它在电流的刺激下能够在水中像水母那样游动,这可能会引发关于“人造生命”的新讨论。 美国研究人员利用硅树脂和老鼠心肌细胞制造出了“人造水母”,它在电流的刺激下能够在水中像水母那样游动。 美国哈佛大学和加州理工学院的研究人员报告说,这个“人造水母”的外形像一朵八瓣花,八个“花瓣”都是由硅树脂制成,在它的中心是附着在薄膜上的老鼠心肌细胞。把它放入水中,每次通上电流,心肌细胞就会收缩,并带动八个“花瓣”向中间收缩运动,在电流消失后,硅树脂的弹性会使得它恢复原状。整个过程和自然界中水母的运动方式非常相似。 研究负责人基特·帕克认为,这项成果今后可用于测试心脏病药物,要看一种药物对心肌组织是否有效,可以先看看它在“人造水母”中的功效。研究人员说,接下来将尝试为“人造水母”增加一个“大脑”,使得它能够控制划水的角度和方向,更加接近真实的水母。 这项研究可能会引发新的关于“人造生命”的讨论。过去的一些“人造生命”走的是人工合成类似DNA物质的路子,而本次研究直接模拟出了一种生物,这样使用生物的细胞来制成“新生物”,可能会引发各种不同观点的争论。
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米拉围脖:电流对电压的微分、比例和积分
liwei999 2011-11-19 20:47
这个实验做过,所以敢这么说。电路么,不过是电流对电压的微分、比例和积分。 作者: mirror (*) 日期: 11/18/2011 09:34:26 三项分别对应这电感、电阻和电容。 ---------- 就“是”论事儿,就“事儿”论 是,就“事儿”论“事儿”。 电容一个,是电压电流成90度,而三相电则是电压之间的相差。 作者: mirror (*) 日期: 11/18/2011 09:11:46 镜某不敢说讲话不出错。但是更多的时候是您 没有读懂。原因是您没有实际上做个这个事情。 坦率地讲, 这种配电的设计和学习,镜某人实际做过。而且做错了是要担责任的那种“做”,不是做习题的“做”。 ---------- 就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。
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一个持久的问题,电流速度为什么等于光速?!
热度 2 scientister 2011-1-17 13:58
中学的时候,我问老师:电子在电缆中移动的速度真的能够达到30万公里/每秒?我很怀疑。 老师是比较厉害的那种,他说电流的速度不是电子移动的速度。电子在电势作用下开始移动就产生电流,而电子移动的速度不一定很快。我对这个回答比较服气。 但是仍然不过瘾, 为什么电流的速度也是光速呢? 是巧合么?还是有其它原因? 另外一个问题是:如果真的能够实现时空穿梭, 是否存在超过光速的速度? 这个算我请教的一个外行的问题了,呵呵。我喜欢抛砖引玉。 我请教一个外行的问题呵: 如果真的能够实现时空穿梭,是否存在超过光速的速度? 相关的问题是: 电流的速度,不是电子移动的速度,为什么跟光的速度相同,是巧合么?
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让 电压-电流曲线 变得不再“单调”
jixuanhou 2009-5-6 01:19
你是否已经厌倦了普通的电压-电流曲线?它就是一根直线,线性的欧姆定律是否已经让你觉得乏味? 你是否也看腻了二极管那几十年不变的电压-电流曲线?几十年前它可是个香饽饽,不过现在它已经翻不出什么新花样了。 那么现在我们就让电压-电流曲线翻点新花样吧!!! 1、量子点与负电阻 量子点是今年来科学研究的热点。考虑如下图所示的一个与源和漏接触的二能级量子点。 当在源和漏上加上电压,那么量子点上就会有电流通过。我们将量子点两边的电势差逐渐增大。当量子点两边的电势差与量子点本身的基态与激发态的能级差相等的时候,就会发生共振,这时电流会忽然增大。当量子点两边的电势差继续增大时,共振条件就不满足,电流就会减小。当量子点两边的电势差增加到量子点能级差的两倍时,又会出现共振现象,电流又会很快增加。如此反复,如下图所示 有趣的是,这将出现负电阻区域,在这些区域里,增大电压,电流反而会减小。 下图显示的是Au(111)-SC5-Fc-Au(111)结的电压-电流曲线,其不规则的形状显示了复杂的分子内部结构。 2、无序绝缘体与电压-电流曲线的跳跃 对无序绝缘体(如InO, TiN和YSi的无序薄膜)的实验观测发现,在低温下如果增加电压超过一定阈值V 1 后,电流会忽然增加几个数量级。如果再降低电压,到底某个阈值V 2 后,电流会忽然减小几个数量级。V 2 V 1 . 如下图所示 其机理如下:考虑电子的运动、晶格的振动(声子的运动),以及电子-声子相互作用。由于电子-声子相互作用非常弱,所以不足以让电子和声子达到热平衡。声子处于较低温度T ph ,而电子受到电流焦耳热的加热,处于较高的温度T e 。T ph T e . 这会导致系统可以处于热的低阻态和冷的高阻态。计算结果显示,整个I-V曲线呈现一个S型,如下图 其中包含一段非物理的虚线,实际系统是不会按照虚线行走的,所以当系统到达V 1 或者V 2 后,会直接跳跃到另一个态上。该过程和过冷汽体凝结成液体、过热液体暴沸成气体的道理是一样的。 总结 现在I-V曲线已经不再是单调连续的了,在新奇的系统中会有新鲜的花样产生。让I-V曲线在数学上不单调,那么看起来也就不单调了。
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