学期 - I PH-101物理-I 1。Special Theory of Relativity: Frame of Reference, Galilean Transformation, Inertial and Non-inertial frames, Postulates of Special Theory of Relativity, Michelson-Morley Experiment, Lorentz transformation of space and time, Length contraction, Time dilation, Simultaneity in relativity theory, Addition of velocities, Relativistic dynamics, Variation of mass with velocity, Equivalence of mass and energy.2。热物理学:Maxwell-Boltzmann分子速度的分布定律,R.M.S.S.S的评估以及平均速度和最可能的速度,平均自由路径,运输现象。3。几何光学:组合薄镜头,同轴光学系统的主要点,厚镜头,基数的位置和特性,牛顿公式,图像的图形结构。眼部碎片,修复点。光学仪器光谱计(棱镜和光栅),六分。4。物理光学:观察干扰的干扰条件。条纹的连贯性和可见性。使用菲涅尔的二倍主义生产干涉条纹和波长的测定。米其逊干涉仪及其用途。由于薄膜引起的干扰。楔形胶片。牛顿的戒指。衍射-Frasnel的衍射,菲涅耳的半个周期区域,区域板,Fraunhofer的衍射,单缝,双缝。平面光栅理论。主最大值的宽度。瑞利的决议标准。解决棱镜和光栅的能力。通过反射极化。极化 - 非极化,极化和部分极化的灯光。单轴晶体,宝丽来,Huygen的双重折射理论的双重折射。半波和四分之一波板。生产和分析平面椭圆形和圆形偏振光。光学活动。菲涅尔的光旋转理论,特定旋转,比夸夸兹和劳伦斯半阴影。5。全息图:基本原理,全息及其应用。6。激光器:刺激和自发发射,爱因斯坦系数,刺激和自发排放的相对贡献,种群反演,激光发射,红宝石和He-ne激光器,激光光的特征。7。声学:超声波的生产和检测,液体中速度的测量,超声处理的应用。建筑物的典范。参考文献1。Mechanics-D.S.Mathur 2。optics-a.k.ghatak 3。热力和热力学-Brijlal&Subramanium 4。热物理b.k.agarwal 4。振荡和波的物理学 - r.b.singh 5。工程物理-A.S.S.Vasudeva
1 de toulouse大学,Insa-CNRS-UPS,LPCNO,135 AV。Rangueil, 31077 Toulouse, France 2 Centre d'Elaboration des Matériaux et d'Etudes Structurales (CEMES), UPR8011 CNRS, Université Toulouse 3, 31055 Toulouse, France E-mail: lassagne@insa-toulouse.fr Graphene-based Hall effect magnetic field sensors hold great promise for the development of ultrasensitive magnetometers with very low power 消耗。经常使用所谓的两通道模型对其性能进行分析,其中简单地添加了电子和孔电导率。不幸的是,该模型无法捕获所有传感器的特性,尤其是磁场灵敏度的偏置电流依赖性。在这里,我们提出了一个高级模型,该模型对基于石墨烯的霍尔传感器如何运行并证明其定量评估其性能的能力有深入的了解。首先,我们根据石墨烯的不同品质报告了传感器的制造,最好的设备可实现高达5000ω/𝑇的磁场敏感性,表现优于最佳的硅和基于窄间隙的半导体传感器。然后,我们使用所提出的数值模型详细检查了它们的性能,该模型将Boltzmann的形式主义与电子和孔的不同Fermi水平结合在一起,以及一种引入底物诱导的电子孔 - 水坑的新方法。重要的是,磁场灵敏度对偏置电流,无序,底物和霍尔杆几何形状的依赖性首次定量再现。此外,该模型强调,由于电流堆积物的出现和霍尔酒吧边缘附近的损耗区域的出现,具有电荷载体扩散长度宽度的设备受到偏置电流的影响很大,比常规HALL效应预测大得多。这些区域的形成诱导了横向扩散荷载载体通量,当Hall电场取消在Ambipolarememime中,能够抵消由Lorentz力诱导的载体。最后,我们讨论了Fermi Velocity Engineering如何增强传感器性能,为将来的超敏感石墨烯效果传感器铺平了道路。关键字:石墨烯,石墨烯霍尔传感器,磁场传感器,霍尔效应,玻尔兹曼形式主义,费米速度重新归一化,电子孔布丁
课程目标:通过确定光学现象(如干扰,衍射等)的重要性,启发了量子力学的质量和概念,介绍了二元材料和磁性材料的新颖概念。课程结果:CO1:分析由于极化,干扰和衍射引起的光强度变化。二氧化碳:熟悉晶体及其结构的基础。CO3:解释量子力学的基本原理,并将其应用于颗粒的一维运动。CO4:总结介电的各种极化并对磁性材料进行分类。co5:解释量子力学的基本概念和固体的带理论。二氧化碳:使用大厅效应确定半导体的类型。单元I波光学干扰:简介 - 叠加原理 - 光的干扰 - 干扰薄膜(反射几何形状)和应用 - 薄膜中的颜色 - 牛顿的环,测定波长和折射率。衍射:简介 - 菲涅尔和弗劳恩霍夫衍射 - 由于单个缝隙,双缝隙和n斜缝(定性) - 衍射光栅 - 分散幂和刺光的能力(定性)。极化:极化的简介 - 通过反射,折射和双重折射的极化 - 尼科尔的棱镜-HALF波和四分之一波板。III单元晶体学和X射线衍射晶体学:太空晶格,基础,晶胞和晶格参数 - Bravais Lattices - 晶体系统(3D) - 配位数 - SC,BCC&FCC的包装分数,BCC&FCC- Miller Indices - 连续(HKL)平面之间的分离。X-ray diffraction: Bragg's law - X-ray Diffractometer – crystal structure determination by Laue's and powder methods UNIT III Dielectric and Magnetic Materials Dielectric Materials: Introduction - Dielectric polarization - Dielectric polarizability, Susceptibility, Dielectric constant and Displacement Vector – Relation between the electric vectors - Types of polarizations- Electronic (Quantitative), Ionic (Quantitative) and Orientation polarizations (Qualitative) - Lorentz internal field - Clausius- Mossotti equation - complex dielectric constant – Frequency dependence of polarization – dielectric loss Magnetic Materials: Introduction - Magnetic dipole moment - Magnetization-Magnetic susceptibility and permeability – Atomic origin of magnetism - Classification of magnetic materials: Dia, para, Ferro, anti-ferro & Ferri magnetic materials - Domain concept for铁磁和域壁(定性) - 磁滞 - 软磁性材料。
科学学院硕士(物理学)力学和特殊相对论:惯性和非惯性框架的概念,虚拟力,保守和非保守力量,质量系统的质量中心,质量,动能,线性,线性,线性和角度动量的运动中心的运动,粒子,中心力量,coriolis of intrimist of intermist of intermist of intermist,coriolis of narrimist,kemiols ward of tosem,kemiolis of narrestia,kemirist of simp of toctia Lissajous人物。波动运动的微分方程,平面渐进波,固定波,相位和组速度。相对论的特殊理论,洛伦兹变换,速度增加,长度收缩和时间扩张,质量能量等效性。电磁和光学高斯定律,电介质,连续性方程,LCR电路,Thevenin,超置键和最大功率传递定理,串联共振,共振和Q因子的清晰度,AC电路的功率,AC电路,电磁波,电磁波,Maxwell方程,Poynting theorem theorem。Chromatic and spherical aberrations, Coma, Astigmatism, Curvature of the field, Distortion, Interference of light waves, Coherence, Newton's rings, Michelson's interfereometer, Polarization of light waves, Brewster's law, Malus law, Double refraction, Quarter and half wave plates, Fraunhofer diffraction at two and N slits.衍射曲折,光栅光谱,分辨率的瑞利标准,解决光栅的能力。热力学,热能,内部能量,卡诺循环,可逆热发动机和冰箱的效率,熵,焓,Helmholtz和Gibb的功能,Maxwell的关系,麦克斯韦的关系。宏观植物和微晶格,合奏的想法,麦克斯韦 - 波尔兹曼分布,分区功能,两级系统的热力学。Bose-Einstein和Fermi-Dirac统计。数学物理定向衍生物和正常导数,标量场的梯度,矢量场的差异和卷曲。del和laplaciian运算符,向量身份,矢量的普通积分,多个积分,雅各布,线,表面,体积元素和积分,矢量场的通量,高斯的脱落定理,green和Stoke and stotok and stok and stot theorems and stot theorems及其应用。
能量整流方面的先驱研究已经表明,在没有温度偏差的情况下,能量通量也可以产生[1–13]。这些原理可以用于构建纳米级能量整流器[6]。从理论角度来看,能量传输通常与声子有关,但与单个粒子相比,这些集体激发更难操控[6, 14]。先前的研究已经利用了非线性相互作用[4]、非热浴[2]、绝热调制的几何相[5]或量子弗洛凯系统[15]提供的机会。通过结合宇称破缺超材料和非平衡强迫,我们最近的研究[16]发现了新的整流原理,其表现为网络系统中站点之间的定向能量流。与之前许多侧重于两个终端之间传输的研究不同,这些终端直接连接 [4] 或通过不对称线段 [2–4] 连接,我们的设置将所有节点及其连接放在平等的地位 [11–13],从而能够将整流研究扩展到具有复杂拓扑和几何形状的网络。基于我们最近的工作 [16],我们在这里研究增加时间周期调制的影响。我们的模型系统是一类弹簧质量网络,其中每个质量都受到时间调制的洛伦兹力 [17, 18] 并浸入活性浴中 [19]。通过数值计算,我们表明时间调制系统能够整流节点和浴之间的能量通量。换句话说,尽管没有温度偏差,我们的模型也可以充当多体能量泵。相比之下,我们之前的未调制系统 [16] 支持站点之间的净能量传输,但不支持站点和浴之间的净能量传输。因此,调制扩展了操纵复杂网络中能量传输的工具箱。我们通过开发一个分析框架来获取数值结果,以了解时间周期调制下复杂网络中的能量整流。
伊恩·亨特 (Ian Hunter) 教授是机械工程系的 Hatsopoulos 教授,并负责麻省理工学院的生物仪器实验室 ( http://bioinstrumentation.mit.edu )。伊恩出生于新西兰,自小就对科学、工程和仪器感兴趣,这种兴趣一直持续到现在。他 9 岁时就创办了自己的第一家公司,10 岁时就发表了第一篇论文(一种微型单晶体管收音机的设计),14 岁时就建造了一个功能齐全的气液色谱仪(氢火焰离子化型),用于化学分析。从奥克兰大学获得学士、硕士和博士学位后,他在加拿大麦吉尔大学生物医学工程系完成了博士后研究。随后,他加入麦吉尔大学任教,并晋升为生物医学工程系终身副教授。1994 年,伊恩将他的实验室搬到了麻省理工学院机械工程系。他的主要研究领域是仪器仪表、微型机器人、医疗设备和仿生材料。多年来,他和他的学生开发了许多仪器和设备,包括:共聚焦激光显微镜、扫描隧道电子显微镜、微型质谱仪、新型拉曼光谱、无针药物输送技术、纳米和微型机器人、微型手术机器人、机器人内窥镜、高性能洛伦兹力马达以及用于大规模并行化学和生物测定的微阵列技术。作为其研究成果,Ian 发表了 500 多篇出版物。他还根据这项研究发明了仪器和设备。这已导致 150 多项已颁发和正在申请的专利。最后,Ian 的发明已被众多公司使用,此外,他还创立或共同创立了 25 多家公司。伊恩热爱教学,曾获得麻省理工学院多项教学奖项,包括基南本科教育创新奖、阿玛尔博斯教学卓越奖和丹哈托格杰出教育家奖。
基础量子力学(BQM):11. 在量子力学的背景下解释算子、状态、特征值和特征函数这些术语(首先针对双态系统,然后扩展到具有连续特征值的系统),并确定物理量的期望值和不确定性。12. 确定给定势阱(例如无限势阱和屏障)中粒子的波函数,并列举其在技术中的应用示例(例如量子点显示器、存储设备)。13. 使用特征函数的正交性并对叠加中的量子系统进行基本分析。14. 讨论量子现象(例如量子叠加、波函数坍缩、量子隧穿和海森堡不确定性原理),并解释它们与我们对现实的感知的冲突。15. 使用氢原子的量子数:n、l、m 确定相应的特征函数(来自给定的表格)并解决相关的简单问题。课程内容 基础(FND) 波的性质 光速 叠加、衍射和干涉 原子和亚原子粒子 狭义相对论(SR) 参考系和伽利略变换 狭义相对论和洛伦兹变换的假设 长度收缩和时间膨胀 闵可夫斯基时空图 解决悖论 相对论动量、动能和能量 基础核物理(BNP) 放射性粒子(𝛼,𝛽 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑙𝑒𝑠 𝑎𝑛𝑑 𝛾−𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛) 核裂变和聚变 放射性 质能当量 医学应用和剂量 量子物理(QP) 黑体辐射物理量的量化光电效应康普顿散射和波长对的产生/湮没双缝实验戴维森-杰默实验波粒二象性氢原子(玻尔模型和原子光谱)基础量子力学(BQM)特征值、特征函数和算子两能级系统薛定谔方程和波函数概率(密度)无限和有限势阱(盒子中的粒子)量子谐振子势垒/台阶期望值和不确定性
无论坍缩物体的质量、电荷和角动量是多少,坍缩的最终状态仅由物体的质量、电荷和角动量来表征。由于黑洞会向渐近观察者隐藏经典信息,所以这仍然是可以接受的。然而,它在半经典背景下的影响却令人担忧,并引起了所谓的信息丢失悖论。[4] 首次研究了经典黑洞背景中量子场的散射。结果表明,在 I − 处制备的初始真空状态将在黑洞几何中演化为未来零无穷大 I + 处的热状态。因此,存在非幺正演化和信息丢失。我们可以在坍缩过程的背景下想象这一点,该过程提供经典背景和在 I − 处在真空中制备的量子态。 I + 处的外态是热态,这假设意味着黑洞正在发射热辐射,这会导致其质量、角动量等减少,并最终导致其完全蒸发。因此,作为坍缩和随后蒸发的最终状态,人们在 I + 处发现黑洞奇点和热辐射。有关坍缩物质的信息丢失了。无毛发猜想在这里的作用是,热态仅由稳态黑洞的非平凡毛发来表征。因此,一种可能的解决办法可能是如 [ 5 ] 中所建议的,黑洞上存在更多的毛发。众所周知,黑洞的质量、角动量和电荷是与规范对称性相关的守恒电荷,当存在边界时,规范对称性就会变成真正的对称性。因此,人们可以通过搜索大于度量等距群的对称性群来寻找毛发。零无穷处渐近平坦时空的例子 [ 6 – 8 ]、渐近局部反德西特时空的例子 [ 9 ],以及对近“视界”对称性的探索 [ 10 – 12 ] 告诉我们,情况确实如此。[ 5 ] 中的提议完全源于零无穷处渐近平坦时空的经验,探索了黑洞视界的对称性。对于 I + ( I − ),对称群(定义为保持度量上的衰减条件的微分同胚)变为无限维,即所谓的 BMS + ( BMS − ),它是超平移的无限维阿贝尔群与 Lorentz 群(或其推广,即 Witt 代数的两个副本 [ 13 ] 或球面上的光滑微分同胚代数 [ 14 , 15 ])的半直积。尽管黑洞视界与 I + 或 I − 相似,但由于零生成器的非亲和性,尤其是在非极值情况下,该群可能无法实现为对称性。然而,超平移的李群理想却是保持基本视界结构的对称性。超平移黑洞可能有两种含义。它可能是近视界超平移 [ 5 ],也可能是作用于全局黑洞解的 I + 和 I − 处的渐近超平移 [ 16 , 17 ]。这两个概念是否是同一个概念还远未可知,正是因为近视界超平移生成器在本体中的扩展可能与 I − 处的超平移生成器不匹配。在这里,我们将
博士学位课程大纲。入学考试I.物理尺寸分析,载体代数和载体计算,线性代数,矩阵,特征值和特征向量的数学方法。一阶和二阶,傅立叶和拉普拉斯变换的线性普通微分方程。复杂分析,分析函数的要素; Taylor&Laurent系列;两极,残留和积分评估。基本概率理论,随机变量,二项式,泊松和正常分布。中央限制定理。II。 古典力学牛顿的定律,动力学系统,相位空间动态,稳定性分析,中心力运动,两次身体碰撞 - 在实验室和质量框架的中心散射,僵化的身体动态 - 惯性张力的力矩,非惯性框架,非惯性框架,非惯性框架和伪型,伪造,劳拉氏疗法和方程式,律师和方程式,方程式,方程,方程,方程,方程,方程式,方程式,方程式,方程,周期性运动:小振荡,正常模式,相对论 - 洛伦兹转化的特殊理论,相对论运动学和质量 - 能量等效性。 iii。 电磁理论静电学:高斯定律及其应用,拉普拉斯和泊松方程,边界价值问题。 磁静态学:生物 - 萨瓦特定律,安培定理。 电磁诱导。 自由空间和线性各向同性介质中的麦克斯韦方程。 在自由空间中的电磁波。 电介质和导体。 反射和折射,极化,菲涅尔定律,干扰,连贯性和衍射。 iv。II。古典力学牛顿的定律,动力学系统,相位空间动态,稳定性分析,中心力运动,两次身体碰撞 - 在实验室和质量框架的中心散射,僵化的身体动态 - 惯性张力的力矩,非惯性框架,非惯性框架,非惯性框架和伪型,伪造,劳拉氏疗法和方程式,律师和方程式,方程式,方程,方程,方程,方程,方程式,方程式,方程式,方程,周期性运动:小振荡,正常模式,相对论 - 洛伦兹转化的特殊理论,相对论运动学和质量 - 能量等效性。iii。电磁理论静电学:高斯定律及其应用,拉普拉斯和泊松方程,边界价值问题。磁静态学:生物 - 萨瓦特定律,安培定理。电磁诱导。自由空间和线性各向同性介质中的麦克斯韦方程。在自由空间中的电磁波。电介质和导体。反射和折射,极化,菲涅尔定律,干扰,连贯性和衍射。iv。静态和均匀电磁场中带电颗粒的动力学。量子力学波颗粒二元性,schrödinger方程(时间依赖性和时间无关),特征值问题(盒子中的粒子,谐波振荡器等。),通过屏障,坐标和动量表示的波动功能,换向器和海森堡不确定性原理,状态向量的迪拉克符号,运动中心的运动:轨道角动量,角动量,角度动量代数,自旋,自旋,添加了角臂;氢原子,严格的gerlach实验,时间独立的扰动理论和应用,变分方法,依赖时间的扰动理论和费米的黄金法则,选择规则。相同的粒子,保利排除原理,自旋统计量连接。V. Thermodynamic and Statistical Physics Laws of thermodynamics and their consequences, Thermodynamic potentials, Maxwell relations, chemical potential, phase equilibria, Phase space, Micro- and Macro-states, Micro- canonical, canonical and grand-canonical ensembles, partition functions, Free energy and its connection with thermodynamic quantities, Classical and quantum statistics, Ideal Bose and Fermi gases, Principle of detailed平衡,黑体辐射和普朗克的分布定律,扩散方程,随机步行和布朗运动。
单元2:牛顿的古典力学法律;相空间动力学,稳定性分析;中央力量运动;两体碰撞,散射在实验室和质量框架中;刚体动力学,惯性张量的力矩,非惯性框架和伪型;变分原理,拉格朗日和哈密顿的形式主义和运动方程;泊松支架和规范转换;对称,不变性和保护法,环状坐标;周期性运动,小振荡和正常模式;相对论,洛伦兹转化,相对论运动学和质量能量等效的特殊理论。单元3:电磁理论静电:高斯定律及其应用;拉普拉斯和泊松方程,边界价值问题;磁静态:生物武器定律,安培定理,电磁诱导;麦克斯韦(Maxwell)的方程式和线性各向同性介质中的方程式;界面的字段上的边界条件;标量和矢量电势;仪表不变性;自由空间,介电和导体中的电磁波;反射和折射,极化,菲涅尔定律,干扰,连贯性和衍射;等离子体的分散关系; Maxwell方程的Loentz不变性;传输线和波导指南;带电颗粒在静态和均匀电磁场中的动力学;移动电荷,偶极子和智障电位的辐射。单元4:量子力学波粒对偶性;坐标和动量表示中的波函数;换向者和海森堡的不确定性原则;矩阵表示;狄拉克的胸罩和样式法; Schroedinger方程(时间依赖性和时间无关);特征值问题,例如粒子中的盒子,谐波振荡器等。;穿过障碍;运动中心的运动;轨道角动量,角动量代数,自旋;添加角动量;氢原子,自旋 - 轨道耦合,精细结构;时间独立的扰动理论和应用;变分方法; WKB近似;时间依赖的扰动理论和费米的黄金法则;选择规则;半古典辐射理论;散射,相移,部分波,天生近似的基本理论;相同的粒子,保利的排除原理,自旋统计量连接;相对论量子力学:klein gordon和dirac方程。单元5:热力学及其后果的热力学和统计物理定律;热力学潜力,麦克斯韦关系;化学潜力,平衡;相空间,微染色;微型典型,规范和宏大的合奏和分区功能;自由能和热力学量的连接;一阶相变;经典和量子统计,理想的费米和玻色气体;详细的平衡原则;黑体辐射和普朗克的分销法; Bose-Einstein凝结;随机步行和布朗运动;介绍非平衡过程;扩散方程。单元6:电子设备半导体设备物理,包括二极管,连接,晶体管,现场效应设备,HOMO和HETEROJUNTICT设备,设备结构,设备特性,频率依赖性和应用;光电设备,包括太阳能电池,光电探测器和LED;高频设备,包括
