(5个讲座)光学分析方法:光谱的起源,辐射与物质的相互作用,光谱法和选择规则的基本定律,啤酒 - 兰伯特定律的有效性。紫外可见的光谱法:单束和双梁仪器的仪器的基本原理(源,单色和检测器的选择);定量分析的基本原理:从水溶液,几何异构体,酮 - 烯醇互变异物中估计金属离子。使用Job的连续变异和摩尔比方法的方法来确定金属配合物的组成。红外光谱法:单束和双光束仪器的仪器基本原理(源,单色仪和检测器的选择);采样技术。通过解释同位素替代的数据,效果和重要性来结构说明。火焰原子吸收和发射光谱法:仪器的基本原理(来源,单色器,探测器,火焰和燃烧器设计的选择。雾化和样本简介技术;背景校正的方法,化学干扰的来源及其去除方法。用于从水样品中金属离子痕量水平的定量估计的技术。
近年来,几乎没有任何其他技术领域能像相对年轻的跨学科领域量子技术那样受到如此多的关注。对量子物理基础的研究是上世纪最伟大的成功故事之一。与广义相对论一起,量子物理研究极大地改变了我们对自然基本定律的理解。量子力学和相对论定律现已被充分验证为正确的,但它们与我们的日常经验有很大不同,甚至似乎相互矛盾。即使量子世界的这些独特方面很难向普通受众传达,但它们现在(常常被忽视)构成了我们经济中许多关键技术的基础。例子包括作为现代计算机和信息技术基础的半导体技术、激光技术和基于 LED 技术或磁共振成像 (MRI) 的现代照明元件作为不可或缺的医学成像程序。这个成功故事通常被描述为第一次量子革命。在这里,固体、激光系统及其基于微观物理行为的量子物理学发挥着重要作用。此外,量子光学和量子物理学的重大进展最近为未来量子技术开辟了全新的视角。这些成功很大程度上基于这样一个事实:我们现在已经学会了识别光的内部和外部自由度以及
二十世纪的物理学取得了巨大的进步。二十世纪上半叶的基础物理学以相对论、爱因斯坦引力理论和量子力学理论为主导。二十世纪下半叶,基本粒子物理学兴起。物理学的其他分支也取得了很大进展,但从某种意义上说,超导性的发现和理论等发展是广度上的发展,而不是深度上的发展。它们不会以任何方式影响我们对自然基本定律的理解。从事低温物理学或统计力学研究的人都不会认为这些领域的发展,无论多么重要,都会影响我们对量子力学的理解。通过这一发展,观点发生了微妙的变化。在爱因斯坦的引力理论中,空间和时间起着压倒性的主导作用。物质在空间中的运动是由空间的性质决定的。在这个引力理论中,物质定义了空间,物质在空间中的运动由空间结构决定。这是一个宏伟而壮观的观点,但尽管爱因斯坦拥有巨大的权威,大多数物理学家都不再坚持这一观点。爱因斯坦在生命的后半段试图将电磁学纳入这一图景,从而试图将电场和磁场描述为时空的属性。这被称为他对统一理论的追求。在这方面他确实从未成功过,但他不是一个轻易放弃观点的人。
近来,研究人员试图处理最多的信息,并使用那些不会丢失数据或信息丢失最少的技术和方法。模糊集和复杂模糊集等结构无法讨论上近似值和下近似值。此外,我们可以观察到模糊粗糙集无法讨论第二维,在这种情况下,可能会丢失数据。为了涵盖以前想法中的所有这些问题,笛卡尔形式的复杂模糊粗糙集概念是当今的需求,因为这种结构可以讨论第二维以及上近似值和下近似值。为此,在本文中,我们开发了笛卡尔形式的复杂模糊关系和复杂模糊粗糙集理论。此外,我们基于弗兰克 t 范数和 t 范数提出了复杂模糊粗糙数的基本定律。可以将整体输入转换为单个输出的基本工具称为聚合运算符 (AO)。因此,基于 AO 的特征,我们定义了复杂模糊粗糙 Frank 平均值和复杂模糊粗糙 Frank 几何 AO 的概念。利用已开发的理论来展示所提供方法的重要性和有效性是必要的。因此,基于已开发的概念,我们为此目的定义了一种算法以及一个说明性示例。我们利用引入的结构对土木工程 AI 工具进行分类。此外,对所提供方法的比较分析表明,与现有概念相比,引入的结构有所进步。
光帆动力学和多普勒阻尼 指导老师:Boris Kuhlmey 联合指导老师:Martijn de Sterke 电子邮件联系方式:boris.kuhlmey@sydney.edu.au 大挑战:基本定律和宇宙;“突破摄星”大挑战基金 半人马座阿尔法星系统是距离太阳最近的恒星系统。由于它距离我们超过 4 光年,使用现有技术需要花费数千年才能到达那里。“突破摄星”是一个令人兴奋且雄心勃勃的项目,旨在缩短这个漫长的时间框架。计划使用 100 GW 地球激光将表面积为 10 平方米、质量为 1 克(包括有效载荷)的帆加速到光速的 20%。以这个速度,大约需要 25 年才能到达半人马座阿尔法星系统并将信号发回地球。要使这一目标成为现实,必须克服许多实际和概念上的挑战。其中之一就是帆的稳定性。激光束从来都不是完美的,因此激光加速帆不可避免地会导致侧向运动和扭矩,从而导致帆偏离。必须通过自我校正的帆设计来克服这一问题,从而实现向目标的稳定运动。我们最近对二维运动进行了理论分析,并建立了原理证明,现在正在将其完全三维化。我们有许多理论和数值项目,需要理论力学、狭义相对论、光学和电磁学的方法,旨在确定帆表面的详细光学特性、其运动以及帆结构的概念设计。
这篇课文是斯坦福大学为电气工程和材料科学研究生准备的两学期课程,并用于该课程。该课程的目的是教授工程师在其职业中可能需要或发现有用的量子力学部分。令我惊讶的是,这使得该课程几乎与传统的物理量子课程正交,后者提供大多数物理学家认为每个学生都应该学习的部分。课程结束后,谐振子状态的解析解很少有用。我相信,在工程活动中很少需要薛定谔方程的解。对于大多数有关分子或固体电子结构的问题,紧束缚公式更为切题,同时还应了解如何获得所需参数以及如何根据这些参数计算属性。我们在其他量子教科书中没有看到这些。了解何时可以使用单电子近似以及如何在需要时包含多粒子效应也很重要。需要熟悉微扰理论和变分法,并能熟练运用芬尼的黄金法则。需要掌握量子统计力学的要素,我相信还需要掌握从目录中可以看到的许多其他主题,甚至包括原子核壳模型的要素。学生很难在短时间内吸收如此多样化的材料,但更现代的学习方法只学习当前需要的那部分内容,对于掌握物理学的基本定律来说,这种方法并不可行。按章节列出的近五十个练习旨在将量子力学用于日常问题,而不是说明量子理论的特征。解决方案可从以下网站获取,作为教师指南
电磁场(3-0-0)先决条件:1。Mathematics-I 2。数学课程结局在课程结束时,学生将展示能力1。了解电磁的基本定律。2。在静态条件下获得简单配置的电场和磁场。3。分析时间变化的电场和磁场。4。以不同形式和不同的媒体了解麦克斯韦方程。5。了解EM波的传播。模块1:(08小时)坐标系统与转换:笛卡尔坐标,圆形圆柱坐标,球形坐标。向量计算:差分长度,面积和体积,线,表面和体积积分,DEL操作员,标量的梯度,矢量和散射定理的差异,矢量和Stoke定理的卷曲,标量的Laplacian。模块2:(10小时)静电场:库仑定律,电场强度,电场,线,线,表面和体积电荷引起电流的边界条件。静电边界值问题:泊松和拉普拉斯方程,独特定理,求解泊松和拉普拉斯方程的一般程序,电容。Maxwell方程,用于静态场,磁标量和向量电势。模块3:(06小时)Magneto静态场:磁场强度,生物 - 萨瓦特定律,Ampere的电路Law-Maxwell方程,Ampere定律的应用,磁通量密度 - 最大的方程。磁边界条件。模块4:(10小时)电磁场和波传播:法拉第定律,变压器和运动电磁力,位移电流,麦克斯韦方程,最终形式,时谐波场。电磁波传播:有损耗的电介质中的波传播,损耗中的平面波较少介电,自由空间,良好的导体功率和poynting矢量。教科书:
电磁场(3-0-0)UPCEE303先决条件:1。Mathematics-I 2。数学课程结局在课程结束时,学生将展示能力1。了解电磁的基本定律。2。在静态条件下获得简单配置的电场和磁场。3。分析时间变化的电场和磁场。4。以不同形式和不同的媒体了解麦克斯韦方程。5。了解EM波的传播。模块1:(08小时)坐标系统与转换:笛卡尔坐标,圆形圆柱坐标,球形坐标。向量计算:差分长度,面积和体积,线,表面和体积积分,DEL操作员,标量的梯度,矢量和散射定理的差异,矢量和Stoke定理的卷曲,标量的Laplacian。模块2:(10小时)静电场:库仑定律,电场强度,电场,线,线,表面和体积电荷引起电流的边界条件。静电边界值问题:泊松和拉普拉斯方程,独特定理,求解泊松和拉普拉斯方程的一般程序,电容。磁边界条件。教科书:模块3:(06小时)Magneto静态场:磁场强度,生物 - 萨瓦特定律,Ampere的电路Law-Maxwell方程,Ampere定律的应用,磁通量密度 - 最大的方程。Maxwell方程,用于静态场,磁标量和向量电势。模块4:(10小时)电磁场和波传播:法拉第定律,变压器和运动电磁力,位移电流,麦克斯韦方程,最终形式,时谐波场。电磁波传播:有损耗的电介质中的波传播,损耗中的平面波较少介电,自由空间,良好的导体功率和poynting矢量。
基于冯·诺依曼体系结构的现代计算机系统是一个由多个交互模块组成的复杂系统。它需要彻底了解信息存储、处理、保护、读出等物理原理。量子计算是量子信息最普遍的用途,迄今为止采用混合体系结构,即量子算法以经典方式存储和控制,而其执行主要是量子的,从而产生所谓的量子处理单元。这种量子-经典混合受到其经典成分的限制,无法揭示该领域从一开始就设想的全量子计算机系统的计算能力。最近,量子信息的本质得到了进一步的认识,例如无编程和无控制定理,以及对量子算法和计算模型的统一理解。因此,在本文中,我们提出了一种通用量子计算机系统模型,即冯·诺依曼体系结构的量子版本。它使用 ebit(即贝尔态)作为量子存储单元的元素,使用量子位作为量子控制单元和处理单元的元素。作为数字量子系统,其全局配置可视为张量网络状态。其通用性通过基于程序组合方案通过通用量子门隐形传态执行量子算法的能力得到证明。它还受到不确定性原理(量子信息的基本定律)的保护,使其具有不同于传统情况的量子安全性。特别是,我们引入了一些量子电路的变体,包括尾部、嵌套和拓扑电路,以表征量子记忆和控制的作用,这在其他情况下也可能具有独立的兴趣。总之,我们的主要研究展示了量子信息的多种力量,并为在不久的将来创建量子计算机系统铺平了道路。
课程工作量以 ABCD-E 格式显示,其中: A – 每周讲课小时数 B – 每周辅导小时数 C – 每周实验室小时数 D – 每周项目/作业小时数 E – 每周准备工作小时数 CN5010 化学工程师的数学与计算方法 学分:4 工作量:3-0-0-1-6 先决条件:无 排除:无 交叉列表:无 本课程为研究生和执业工程师提供适用于化学工业的数学和计算方法的坚实基础。本课程涵盖建立化学过程数学模型的技术以及解决派生模型的分析技术。引入现代软件和编程语言以促进复杂工程问题的数值解。讨论了机器学习概念及其在化学工程问题中的潜在应用。 CN5020 高级反应工程 学分:4 工作量:3-0-0-0-7 先决条件:无 排除:无 交叉列表:无 本课程旨在培养学生反应工程的基础知识及其在反应器设计和分析中的应用。反应动力学中的概念和理论应用于单相反应系统的反应器设计。这些扩展到多相反应系统,结合物理速率过程和界面平衡的影响,从而制定反应器设计性能和稳定性分析的程序。本研究生课程面向对反应系统感兴趣的学生。化学动力学和传输现象的背景将有所帮助。 CN5030 高级化学工程热力学 学分:4 工作量:3-0-0-3-4 先决条件:本科物理化学和/或热力学 排除:无 交叉列表:无 本课程的目标是让学生掌握高级热力学基础知识,以便他们可以将其应用于复杂过程的分析和化学工程中的设备设计。本课程将首先回顾热力学的基本定律、基本热力学变量和分子相互作用。接下来是平衡热力学的基础知识、实际气体混合物和实际溶液系统的热力学、平衡和稳定性标准;分子热力学;水性电解质和聚合物溶液的热力学;以及统计热力学的介绍。本课程针对的是具有科学和工程学基础并正在攻读化学工程高级学位的学生。