太阳能是一种可再生能源,是一种即将出现的能源形式,如果使用得当,可以产生令人难以置信的能量,并可以以不同的形式进一步利用。太阳能汽车、太阳能蒸汽涡轮机等应用的研究仍在进行中。太阳能滑板车的设计和制造概念主要是为了减少不可再生能源的消耗和保护环境。在这方面,设计和开发环保型太阳能汽车至关重要。这是一种电动汽车,由车辆表面太阳能电池板获得的太阳能供电,其工作原理是光电效应。太阳能汽车目前并不是实用的日常交通工具,但它们被用作主要的示范车辆。在我们的工作中,锂离子电池是一种储能装置,可以储存来自柔性单晶太阳能电池板的电荷。无刷直流轮毂电机是原动机,它在两个轮子的支持下驱动车辆。太阳能充电控制器用于管理电池组的充电并控制电流和电压的比率。这款太阳能电动滑板车可承载高达 150 公斤的重量,行驶速度可达 40 公里/小时。开发的太阳能滑板车可以提供 7 公里的不间断旅程,或连续行驶 3 小时。它的设计易于使用、无污染,与传统车辆完全不同。这款太阳能汽车解决了与环境相关的各种问题,它是最有效的无污染技术。
光电效应和热电子效应在说明性实验中结合在一起,以证明太阳光和热可以同时转化为电能。当电子从阴极发射并被阳极收集时,阳极和阴极费米能级之间会产生化学势差。当电子通过负载返回发射极费米能级时,可以提取功。当电子未被热化时,它被称为“热”电子。Ross 及其同事预测,热载流子转换系统的 AM1.5 效率极限为 66%,高于纯热系统的 52% 或量子系统的 33%(例如光伏电池)。本研究旨在提供一种易于复制的实验格式来探索这些概念。作为适合学生实验室的示例,商业真空光电管被用作量子和热能转换器。由 Ag 2 O:Cs 组成的 S1 光电阴极在低温下使用,T o 100 � C,以证明加热和照明光电管转换的功率大于在黑暗中加热或在室温下照明下获得的功率。虽然此示例中的转换效率和功率产量很小(约10 � 3 %),但实验展示了如何同时利用两种形式的太阳能。它还促进了对太阳能转换器进行评估的热力学方法。本文讨论了使用铯化 III/V 材料(例如InGaAsP:Cs)作为光电阴极作为实现高效热电子器件的可能研究途径。r 2004 Elsevier B.V. 保留所有权利。
图描述了用于光电效应实验研究的布置的示意图。它由具有薄光敏板C和另一个金属板A的撤离玻璃或石英管组成。将透明的石英窗密封到玻璃管上,该玻璃管允许紫外线辐射通过它并照射光敏感的板C。电子由板C发射,并由电池创建的电场A(收集器)收集。电池可以维持板C和A之间的电势差,这可以改变。板C和A的极性可以被换向器逆转。然后:(a)不会发出电子,因为只有光子才能发出电子。(b)可以发出电子,但全部都有能量E 0。(c)可以用任何能量发射,最大E 0 –φ(φ是工作函数)。(d)电子可以用任何能量发射,最大E 0。因此,板A可以保持在发射机的预期正或负潜力处。 photon strikes is approximately: (a) 10 –4 s (b) 10 –10 s (c) 10 –16 s (d) 10 –1 s (iii) In photoelectric effect, the electrons are ejected from metals, if the incident light has a certain minimum: (a) amplitude (b) wavelength (c) frequency (d) angle of incidence (iv) Photoelectron emission rate is a direct function of radiation: (a) frequency (b)速度(c)强度(d)能量或(v)考虑一束电子(每个具有能量e 0)入射在疏散室内的金属表面上的电子。
教授,物理系,斯瓦米维韦卡南德大学,萨加尔,MP - 470228 摘要随着人们对气候变化和化石燃料枯竭的担忧不断增加,对可再生能源的需求也变得越来越迫切。最有前途和最广泛采用的可再生能源技术包括太阳能和风能。本文深入探讨了这两种能源背后的物理原理,探索了利用它们并将其转化为可用电能的基本概念和机制。它研究了太阳辐射、光电效应和光伏电池的特性,以及风力涡轮机的空气动力学、叶片设计和动能原理。本文还探讨了各种太阳能和风能技术,包括光伏系统、聚光太阳能、水平和垂直轴风力涡轮机以及海上风电场。此外,它还讨论了这些技术的应用、挑战和局限性,例如储能、电网集成和负载平衡。通过全面分析这些可再生能源,本文旨在深入了解它们的科学基础及其塑造更可持续能源未来的潜力。 关键词:可再生能源、气候变化、光伏电池、空气动力学、叶片设计等 1. 简介 对经济增长和工业化的不懈追求带来了惊人的环境成本。 几个世纪以来,化石燃料一直是主要能源,燃烧化石燃料导致大量温室气体排放到大气中,加剧了全球变暖和气候变化 [1, 2]。 此外,这些有限的资源正在迅速枯竭,因此必须探索替代的可再生能源。 最有前景和最广泛采用的可再生能源技术是太阳能和风能,它们分别利用来自太阳和风的取之不尽的清洁能源。
日程安排:讲座:星期一和星期一12:00-13:00在L4中;教程:星期三12:00-13:00:T109-T112;第L1节: - L2节: - 第L3节: - 第L4节: - 办公时间:课程网站:http://home.iitk.ac.in/~akjha/poso201a.htm课程内容:这是量子物理学的第一门课程,从了解一些基本物理现象开始,无法通过经典的机制来解释一些基本的物理现象。在讨论了量子物理学的制定后,我们将讨论其在现代科学和工程上的某些应用。假定了一些经典力学和波浪的知识。在数学工具中,我们将使用微积分,微分方程和复杂变量。这是本课程中将涵盖的主题的初步列表。我们可能会添加/删除一些主题到列表中/从列表中:基本线性代数。量子力学,黑体辐射,光电效应,康普顿效应,de-broglie假设及其实验验证的基础。与时间无关和时间依赖性的schrodinger方程,出生的解释,期望值,自由粒子波形和波袋,不确定性原理。在盒子中固定的schrodinger方程的溶液,有限孔中的粒子,跨步势的反射和传输,应用于诸如Alpha-decay,一维谐波振荡器之类的现象。解决氢原子基础状态的固定状态schrodinger方程的解,激发态的讨论,通过引入电子自旋和保利的排除原理对周期表的解释,Stern Gerlach实验,两级系统。游离粒子波 - 函数和金属,kronig-penny模型以及一个维度的频带的形成。光与物质的相互作用,爱因斯坦的现象学理论,状态的寿命,激光器。单个光子干扰和连贯性的简介。量子信息和量子纠缠简介。参考书:(这是一些参考书。在整个课程的整个过程中,都不能遵循特定的书作为文本。,但我们可以将这些书之一用作一组给定主题的文本。)
摘要:无线充电是一种使用电磁场通过电磁诱导传输能量的一种充电方法。通过相互诱导的过程在设备(发射器和接收器)之间传递能量。来自太阳能的功率作为输入发射器电感线圈的输入,接收器电感线圈接收电源并将其转换为电流以给电池充电。太阳能电池板将太阳能转换为电力。他们使用光电效应的概念,当光落在太阳能电池板上时电子的发射。太阳能电池板由硅细胞组成,硅具有原子编号14。当光落在硅细胞上时,硅的最外部电子即两个电子设置为运动。这引发了电流。硅具有两种不同的细胞结构:单晶和多晶单晶太阳能电池板是由一个大硅块制造的,并以硅晶片格式制成。多晶太阳能电池也是硅细胞,它们是通过将多个硅晶体融合在一起而产生的。使用吸引人的回响的无线电力传输(WPT)是创新,它可能使人免于刺激性的电线。的确,WPT具有类似的基本假设,该假设刚刚创建了30年的归纳功率交换一词。最近,WPT创新在控制水平上正在迅速增长。使WPT对固定和动态充电情况的电动汽车(EV)充电应用非常有用。该项目调查了WPT中远程充电的进步。通过在电动汽车中呈现WPT,充电系统可以有效缓解。电池创新在电动汽车的大众市场入口中再也没有相关。信任的是,专家可以得到前沿成就的支持,并像EV的扩展一样推动WPT的进一步改进。
本文提出了新兴现代信息技术作为理解量子物理,特别是微观宇宙规律的最简单手段的概念。分析表明,计算机辅助建模结合了实验所需的所有基本教学特征,从而提高了培训的有效性。关键词:信息技术、量子物理、建模。引言、文献综述、方法众所周知,使用现代信息技术是实验课的最佳工具,它为提高培训课程的有效性提供了广阔的机会[1]。基于这种方法,信息技术成为理解量子物理,特别是微观宇宙规律的最简单手段。这个机会将使学生更容易理解量子物理的基本原理,并创造一个有利的环境来展示这一理论的实际意义。使用信息技术或基于计算机的模型可以将物理实验与自然过程结合起来。因此,建模与传统方法的不同之处在于展示了有效的实验[2]。基于计算机的建模结合了实验所需的所有基本教学特征,从而提高了培训的有效性。例如,我们可以在量子物理学中使用计算机建模来研究光电效应。由于学生通常进行两个实验室,一个在实验设备上工作,另一个在计算机模型上工作。然后比较和讨论在实验室工作答辩中获得的结果。此外,致力于研究发射光谱(锌、汞、钠)精细结构的实验室研究可以通过计算机模型来补充,以研究塞曼效应。塞曼效应的大型实验室设置涉及许多复杂且昂贵的工具。例如,在测量黄色钠双线态后,学生可以在计算机模型上对其进行研究。这种实验和计算机实验的结合理想地相互补充。请注意,这些实验室设备是非常罕见的设备。我们研究了为教育机构的自然和数学专业建模现代化量子物理实验室的基础知识。研究的结果是,我们得出结论,需要某些要求才能实现实验的高效率 [1]。此外,计算机建模(软件)还应满足通用性、充分性、准确性、效率性的要求[2]。
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
伽玛射线对象:了解伽玛射线与物质的各种相互作用。使用已知能量的伽马射线校准伽马射线闪烁光谱仪,并使用它来测量“未知”伽马射线的能量。使用正电子歼灭辐射来确定电子的质量并观察相关的伽马射线。读数:实验室手册(请参阅补充阅读)“核科学实验” AN34,EG&G ORTEC提供了有关许多本科核试验的背景和技术的精彩动手讨论。所描述的设备类似于实验室中可用的设备。在本文末尾给出了其他读数。设备:NAI:具有集成前置放大器(2),高压电源,堪培拉型号2000电源的TL闪烁体和光电倍增管检测器,NIM BIN,NIM BIN,NIM BIN,CANBERRA 2015A放大器/单通道分析仪模块(2) (PCA-II)CompuAdd 286个人计算机,Analyzer软件,监视器的董事会。背景:在本实验中,您将通过检测腐烂产生的伽马射线来研究核的放射性衰变。γ射线检测是一个多步骤过程:伽马射线进入NAI:TL闪烁体晶体,在其中产生了快速移动的自由电子,进而通过在晶体中行驶时在路径中激发离子而失去能量。这种激发能以各种方式释放出来,其中一种是可见光的发射(荧光)。因此,进入闪烁体的单个高能伽马射线会产生低能光子的闪光。这些光子针对光电倍增管的光敏表面,它们通过光电效应弹出电子。电子被收集在光电培养基中并放大以产生电流脉冲,该脉冲转换为电压脉冲,其高度与光电子的数量成正比,因此与到达管的光子数量成正比,这又与快速电子的初始能量成正比。当放射性源位于闪烁体附近时,光电层流会产生一系列脉冲,每个脉冲对应于单个核的衰变。每个脉冲的幅度与伽马射线释放的电子能量有关。使用单通道分析仪研究这些脉冲。单个通道分析仪(SCA)计数电压脉冲的数量
利用其电子结构的特性来观察独特的物理现象,例如手性[15–17]和轴引力异常、[18]圆形光电效应、[19–20]手性声波、[21–22]表面态增强的埃德尔斯坦效应[23]或最近提出的手性霍尔效应。[24]大多数这些效应的观察取决于是否可以轻松访问WSM的拓扑电子态。在这方面,抑制非拓扑(平凡)表面态以及修改费米能级位置以获得所需费米面拓扑的能力将允许充分揭示拓扑表面态对物理可观测量的作用,此外,还可以按需构造费米面以利用电、声或光可测输出。到目前为止,电子结构的多样性是通过探索不同的 WSM 实现的,但对同一材料中拓扑能带形状和大小的真正控制仍然难以实现,主要是因为缺乏自下而上的超高真空合成方法,无法控制表面终止和费米能级位置,例如通过掺杂或应变。需要克服这一挑战才能实现费米能级设计的韦尔半金属异质结构,从而产生大量新平台来探索基于拓扑的基本现象和设备应用。在这项工作中,我们展示了 I 型韦尔半金属 NbP 电子结构的两种显著修改,这得益于成功的外延薄膜生长合成路线。 [25] 首先,由于表面悬空键被有序磷终端饱和,NbP 的蝴蝶结状(平凡)表面态被完全抑制,表现为(√2×√2)表面重构。其次,通过用 Se 原子化学掺杂表面,费米能级发生约 + 0.3 eV(电子掺杂)的大幅偏移,同时保留了原始的 NbP 能带结构特征,从而首次在实验中可视化了远高于 Weyl 点的拓扑能带色散,并强调了通过分子束外延过程中的表面化学掺杂可以实现的大费米能级可调性。我们的工作为实现最近的理论提议开辟了可能性,例如依赖于纯拓扑