工程场理论和电路田间理论的基础知识:模块1:矢量分析 - 坐标系统,矢量,梯度,发散,curl,laplacian,Divergence定理,Stoke定理。模块2:电场和磁场 - 由于电荷配置线,电荷,均匀平面表面和球形体积电荷分布引起的电场;导体和电介质在静电场,边界条件,安培定律的应用和生物萨瓦特定律中的应用;简单配置的电容和电感计算;时间变化的字段 - 位移电流,麦克斯韦的方程式;拉普拉斯和泊松的方程式。电路理论:模块3:电路,源和信号的分类,标准信号,源转换。网络拓扑,图形矩阵,基于图理论的电路方程的公式和解决方案,使用不同的分析技术 - 电路,切割和混合。双重性的概念。模块4:网络定理及其应用程序,互惠,Thevenin,Norton,最大功率传递,米尔曼,替代,补偿和Tellegan定理。使用傅立叶级数和拉普拉斯变换进行定期和非周期性激发的电路分析。模块5:电路的自由和强迫响应的概念。时间常数和d下的瞬态响应。 c。和c。励磁。磁耦合电路的分析。分析具有依赖源的电路。
尽管我们习惯于谈论原子钟,但这些设备的起源可以追溯到核物理学的研究。在1924年,沃尔夫冈·保利(Wolfgang Pauli)指出,原子光谱线的某些分裂起源于核的磁矩与电子1之间的耦合。在1935年,亨德里克·卡西米尔(Hendrik Casimir)表明,当细胞核的电荷分布不是球上对称2时,电动相互作用会产生可比幅度的线分裂,但具有不同的光谱模式。基于这种超细结构的精确测量,原子过渡的光谱已成为有关核性质的信息的重要来源。Isidor Rabi组研究了与微波辐射3相互作用的原子梁。可以以极好的重现性记录一些共振,以至于Rabi在1945年提议将它们用于“最准确的时计” 4。这是剖腹时钟的开创性想法,它一直是时间的基础数十年5。尽管在20世纪下半叶,原子和核PHY SIC的领域朝着不同的方向扩展,但现在,一个新兴的话题正在两个领域之间在两个领域之间建立新的联系,而高度精确的时钟的概念再次起着中心作用。在约9.2 GHz处CS时钟的共振频率取决于133 CS核,价电子及其电磁相互作用的性质。在设计良好的时钟中,原子受到保护,免受其他明智地改变共振频率的外部扰动。近年来,在
摘要:锕系化合物(分子复合物和材料)中化学键的性质在许多方面仍然难以捉摸。彻底分析它们的电子电荷分布对于阐明整个系列的键合趋势和氧化状态具有决定性作用。然而,从实验和理论的角度来看,准确测定和稳健分析锕系化合物的电荷密度都带来了一些挑战。最近,在锕系材料电荷密度的实验重建和拓扑分析方面取得了重大进展 [Gianopoulos et al. IUCrJ,2019,6,895]。在这里,我们讨论了理论方面的互补进展,这些进展使得可以通过块体量子力学模拟准确确定锕系材料的电荷密度。特别是,将实施 Bader 分子和晶体中原子量子理论 (QTAIMAC) 的 T OPOND 软件扩展到 f 和 g 型基函数,从而可以在相同基础上对块体和真空中的镧系元素和锕系元素进行有效研究。研究了四苯基磷酸铀六氟化物共晶体 [PPh 4 + ][UF 6 − ] 的化学键合,其实验电荷密度可供比较。量化并讨论了晶体堆积对电荷密度和化学键的影响。这里介绍的方法可以重现实验电荷密度拉普拉斯算子的拓扑结构的所有细微特征。如此显著的定性和定量一致性代表了对锕系化合物电荷密度分析的实验和计算方法的强烈相互验证。
在这项工作中,在介孔TiO 2层(宿主)的敏化中研究了脱氧胆酸(DCA)作为coadsorbent的作用,其对称的羧基硫胺氰胺染料(来宾)。不同的方法,旨在减少H-聚集并最大程度地减少宿主活性位点的氰氨酸分子和DCA之间的竞争,从而改善太阳能电池的效率。含有羧基锚固组的亨氏丁胺的产量良好。氰烷在甲醇和二甲醇和二甲基甲酰胺溶液中的紫外线吸收归因于完全允许的电子跃迁(1ππ∗),以及NIR地区的荧光发射,在地面和激发状态下都有任何聚集的证据。TD-DFT计算,以研究这些化合物在其地面和激发电子状态中的几何和电荷分布。固态光体物理学表明,氰基在TIO 2上表现出极好的吸附,这可以通过结构中的-COOH部分的存在来证明。光物理测量结果表明,染料和DCA的最佳浓度,这导致了TiO 2表面上氰氨基H-聚集的有效抑制,此外还允许大染料负荷。通过循环伏安法鉴定染料的同性恋和Lumo能级,在染料敏化太阳能电池(DSSC)中,基于TIO 2介孔光阳极在染料敏化的太阳能电池(DSSC)中,在可接受的限制内显示氧化和还原电位。组装的DSSC已显示出电气参数和效率的大幅度改善。
我们在这项工作中提出了EMLE-GENTENCEP(https://github.com/chemle/emle-engine) - 用于混合机器学习潜力/分子力学(ML/MM)动力学的新机器学习嵌入方案的实施。该软件包是基于一种嵌入方案,该方案使用基于物理的电子密度模型和诱导模型,并具有少数可调参数,这些参数衍生在要嵌入的子系统的真空属性中。该方案完全独立于真空电位,仅需要机器学习子系统原子的位置以及分子力学环境的位置和部分电荷。这些特征允许现有QM/mm软件中使用EMLE引擎。我们证明实施的静电机学习嵌入方案(命名EMLE)在增强的采样分子动力学模拟中是稳定的。通过计算水中丙氨酸二肽的自由能表面,具有两个不同的ML真空电位和三个嵌入模型的ML选项,我们测试了EMLE的性能。与参考DFT/MM表面相比,EMLE嵌入显然优于基于固定部分电荷的MM。与MM嵌入相比,EMLE模型引入的电子密度的配置依赖性以及EMLE模型引入的感应能量的包含导致自由能表面的平均误差的系统降低。通过在实用的ML/MM模拟中启用EMLE嵌入的使用,EMLE-Enline将使能够准确建模系统和过程,这些系统和过程在ML子系统和/或交互环境的电荷分布中具有显着变化。
核磁共振 (NMR) 是对原子核磁特性的光谱研究。原子核的质子和中子具有与其核自旋和电荷分布相关的磁场。共振是一种能量耦合,当单个原子核被置于强外部磁场中时,它会选择性地吸收并随后释放这些原子核及其周围环境所特有的能量。自 20 世纪 40 年代以来,NMR 信号的检测和分析已作为化学和生物化学研究中的分析工具得到了广泛的研究。NMR 不是一种成像技术,而是一种提供有关放置在小体积、高场强磁性装置中的样本的光谱数据的方法。在 20 世纪 70 年代初,人们意识到磁场梯度可用于定位 NMR 信号并生成显示质子磁特性的图像,反映临床相关信息,再加上技术进步和“体型”磁体的发展。随着 20 世纪 80 年代中期临床成像应用的增多,“核”含义被抛弃,磁共振成像 (MRI) 及其大量相关缩略词开始被医学界普遍接受。随着磁场强度更高的磁铁以及解剖、生理和光谱研究的改进,MR 应用的临床意义不断扩大。对软组织差异的高对比敏感度以及使用非电离辐射对患者的固有安全性是 MRI 取代许多 CT 和投影射线照相方法的主要原因。随着图像质量、采集方法和设备设计的不断改进,MRI 通常是检查患者解剖和生理特性的首选方式。但它也存在缺点,包括设备和选址成本高、扫描采集复杂、成像时间相对较长、图像伪影明显、患者幽闭恐惧症以及 MR 安全问题。本章回顾了磁学的基本特性、共振概念、组织磁化和弛豫事件、图像对比度的生成以及获取图像数据的基本方法。第 13 章讨论了高级脉冲序列、图像特征/伪影的说明、MR 波谱、MR 安全性和生物效应。
在半填充的最低兰道水平上,Halperin-Lee-Lee读的复合材料式费米斯是一个引人入胜的金属相,它是从电子的角度出发的强烈相关的“非Fermi液体”。值得注意的是,实验发现,随着量子井的宽度增加,该状态将过渡到分数量子霍尔状态,自从三十多年前发现以来,其起源一直是一个重要的难题。我们使用系统的变分框架进行详细而准确的定量计算,以配合复合费米子的配对,这些框架紧密模仿了Bardeen-Cooper-Schrieffer超导性的理论。我们的计算表明(i)随着量子 - 孔宽度的增加,占据量子的最低对称子带的单个成分复合材料费米式海洋井口将不稳定置于单一组件p-波配对的复合材料材料状态; (ii)量子孔宽度 - 电子密度平面中的理论相图与实验非常吻合; (iii)量子井的电荷分布中有足够数量的不对称性破坏了分数量子霍尔的效应,如实验性观察到的; (iv)两个组件331状态在能量上比单个组件配对状态的好处。在四分之一填充的最低兰道水平的宽量子井中已经看到了分数量子厅效应的证据;在这里,我们的计算表明复合费米子的F波配对状态。提到了各种实验意义。我们进一步研究了等于一个的填充因子的最低兰道水平的玻色子,并表明复合费米子的p波配对不稳定性,它们是携带单个通量量子的玻色子,对于短范围以及库仑的相互作用,都与精确的直径研究一致。通过实验的复合 - 弗里米亚 - schrieffer方法的一般一致性为偶数量指填充因子的分数量子霍尔效应的机制提供了支持的概念。
在半完整的最低兰道水平上,Halperin-Lee-Lee读取的复合材料费米斯是一个引人入胜的金属相,它是从电子角度出发的强烈相关的“非弗里米液体”。值得注意的是,实验发现,随着量子井的宽度增加,该状态将过渡到分数量子厅状态,自从三十多年前发现以来,其起源一直是一个重要的难题。我们使用系统的变分框架进行详细且准确的定量计算,以配合复合费米子的配对,这些框架紧密模仿了Bardeen-Cooper-Schrieffer超导性的理论。我们的计算表明,(i)随着量子 - 孔宽度的增加,占量子的最低对称子带的单组分复合材料费米·费米(Fermi Sea)将不稳定的不稳定性进入单组P波 - 复合材料的配对状态; (ii)量子孔宽度 - 电子密度平面中的理论相图与实验非常吻合; (iii)量子井的电荷分布中有足够的不对称性破坏了分数量子霍尔的效应,如实验上所观察到的; (iv)两个组件331状态在能量上比单组分配对状态的好处。在四分之一填充的最低兰道水平的宽量子井中也可以看到分数量子大厅效应的证据;在这里,我们的计算表明复合费米子的F波配对状态。提到了各种实验意义。我们进一步研究了等于一个的填充因子的最低兰道水平的玻色子,并表明复合费米子的P波配对不稳定性是携带单个涡流的玻色子,对于短范围以及库仑的相互作用,与精确的焦点研究相一致。通过实验的复合 - 弗里米式 - 贝尔·索菲夫方法的一般一致性为复合feermion配对的概念提供了支持,这是在均匀施加剂纤维效果下的分数量子响应效应的主要机制。
在过去的二十年中,已经建立了4个连续的Medipix合作。这些合作旨在利用从高能物理学的进步中获取的知识来开发尖端的混合像素探测器,从而使个人X射线光子或颗粒的精确检测[1]。这些技术在科学领域中具有多种应用,包括医学成像,同步性X射线摄像机,基于X射线的材料分析,电子显微镜等。首先,Medipix1芯片在170μm的像素螺距中展示了单个光子计数体系结构的原理,并通过使用脉冲处理前端展示了X射线成像无噪声的可行性,同时将检测阈值设置为高于背景噪声的水平[2]。medipix2通过使用每个像素的双阈值[3],用紧凑的像素螺距的光谱成像证明了光谱成像的可行性。然而,缩小的像素尺寸导致像素在电荷收集期间扩散和高Z材料中的荧光光子之间的显着电荷分布[4,5]。随着Medipix3Rx的引入,读出电子设备从单个光子计数到单个光子加工体系结构进行了过渡。一种新的方案,直接在55μm像素上实现像素间算法,消除了电荷扩散产生的能谱失真[6,7]。Medipix3rx还引入了将一个像素中的一个像素连接到具有110μm像素螺距的传感器的选项。这使实现连续的大区域检测器的实现复杂化。尽管如此,由于芯片的一侧保留用于控制逻辑和IO,因此只能在三个侧伸入Medipix3Rx检测器。本文介绍的MEDIPIX4遵循TimePix4芯片的进步,并使特定于应用的集成电路(ASIC)沿所有四个侧面耕种,而死区则最小[8]。医学X射线计算机断层扫描(CT)和X射线成像中的另一个约束是由脉冲堆积产生的,这归因于计数系统的固有死亡时间[9]。一些最近的光子计数检测器已经开始开发像素方案,以补偿这种效果并在使用单色源时增加计数速率的性能[10-12]。
摘要:将分子耦合到光腔内的量化辐射场已显示出巨大的前景,可以改变化学反应性。在这项工作中,我们表明,可以通过将反应与腔反应强,产生正骨 - 或para取代的产物而不是元产品来从根本上改变硝基苯的基础选择性。重要的是,这些是从腔体以外的同一反应中获得的产物。最近开发的AB从头算法用于理论上计算阳离子卫星中间体的相对能量,这表明所有产品的动力学优选的溴化位点。对腔内和外部的蜂巢中间体的地下电子密度进行分析,我们演示了强耦合如何引起分子电荷分布的重组,这又导致不同的溴化位点直接取决于空腔条件。总体而言,此处介绍的结果可用于了解腔体从机械的角度使用对基态化学反应性的变化,并将前沿理论模拟与最先进但现实的实验腔条件直接连接。■将耦合分子偶联到光腔内的量化辐射场中产生一组光子 - 物质杂种态,称为polaritons。这些极化状态通过调整物质的特性以及光子的特性来以一般和便捷的方式改变化学反应性。23请注意,尽管将极化子用于新的化学的理论预测广泛地,但1已在实验上证明的很大程度上与北极星修饰的反应动力学有关。例如,富尔吉德或类似分子的电子激发态之间的集体耦合以及光腔内量化的光子模式,所谓的电子强耦合(ESC),以增强或抑制光化异构化反应。2,3在另一个示例中,振动激发共同与微腔的光子激发(通常称为振动强耦合(VSC))共同耦合,导致化学动力学可以增强4、5或抑制。6-8在这两个集体耦合方案中,反应的动力学发生了变化,但重要的是,与腔体以外的相同反应相比,没有生成新的产品。最近的理论研究1,9表明,可以通过将分子的电子状态与空腔光子模式耦合来显着修改分子系统的基态。10-20,特别是,已经表明,腔体可以修改Diels- alder反应的内部/EXO选择性,21,22修改了地面质子转移反应屏障和驱动力15,16,并选择性地控制点击反应的乘积。