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lini0.5mn1.5O4锂离子电池的阴极 - uu .diva
气候变化是一个紧迫的全球问题，可以通过使用电动汽车减少CO 2排放来部分解决。在这种情况下，高能和高功率密度电池至关重要。LINI 0.5 MN 1.5 O 4（LNMO）基于基于的单元在这方面吸引人，因为它满足了几种要求，但不幸的是受能力褪色的限制，尤其是在升高温度下。lnmo在〜4.7 V（vs. li + /li）下运行，其中传统的锂离子电池（LIB）电解质在热力学上不稳定。本文研究了LNMO细胞中的降解机制以及解决这些问题的各种实用策略。在第一部分中，开发了一种称为合成电荷的技术 - 伏安法（SCPV），以更好地了解某些常见电解质的氧化稳定性。第二部分着重于使用粘合剂的使用，这些粘合剂可能有可能在lnmo细胞中形成人造阴极 - 电解质相互作用。聚丙烯腈（PAN）通常被认为是氧化稳定的，但是在LNMO的工作电压下被证明会降解。研究了第二个聚合物（PAA）的第二个聚合物，用于较高的电极质量负荷，但与羧甲基纤维素（CMC）基准相比，高内部电阻导致初始放电能力较差。为了有效地减轻容量褪色，在第三部分的LNMO细胞中探索了三个不同的电解质。首先，使用了一种离子液体的电解质，1.2 M锂双（氟磺磺酰基）酰亚胺（LIFSI）在N-丙基N-甲基吡咯烷二（Fluorosulosulfonyl）Imide（Pyr 13 FSI）中被用于N-丙基-N-甲基吡咯烷二烯。X射线光电子光谱（XPS）分析表明，该电解质通过形成稳定的无机表面层来稳定电极，从而稳定电极。第二，对含硫烷的电解质的研究表明，尽管初始循环显示出较高的降解，但在电极上产生的钝化层仍能稳定循环。In a third study, tris(trimethylsilyl)phosphite (TMSPi) and lithium difluoro(oxalato)borate (LiDFOB) were investigated as electrolyte additives in a conventional electrolyte, and 1 wt.% and 2 wt.% of the additives, respectively, showed improved electrochemical performance in LNMO-graphite full cells, highlighting the role of these在正极和负电极处启用相间层的添加剂。总的来说，这些研究提供了有关界面化学对于LNMO细胞稳定运行的重要性的见解，并确定了进一步量身定制的策略。
![arXiv:2005.07874v2 [physics.ed-ph] 2020 年 5 月 26 日](/simg/g:\will\search\icon\source\1\175141e37cda04ac2df89d771e249bc886bd99f4.webp)
arXiv:2005.07874v2 [physics.ed-ph] 2020 年 5 月 26 日
过去几年，随着全球产业和政府的巨额投资，量子信息科学与技术 (QIST) 领域得到了巨大的扩展。随着该领域的扩展，对 QIST 的劳动力需求和公众对它的了解也在不断增加，至少是在表面层面上。学生在科普文章中阅读有关量子计算和相关技术的文章，变得好奇并渴望了解更多信息。然而，他们进入这些领域存在障碍，因为他们通常必须学习物理 (或相关领域) 课程，而且即使这样，他们也只能在大四，或者最多大三的时候学习和使用量子力学 (QM) 工具。这是因为，传统上，学生首先要花大量时间学习在位置空间中解薛定谔方程，然后才能看到有限希尔伯特空间问题，例如磁场中的自旋。有些书籍 [1, 2] 从有限希尔伯特空间开始，这使得该主题更容易理解，因为在这种情况下，主要先决条件是线性代数。事实上，人们可以在不上过量子力学课程的情况下学习量子信息，而且有些教科书采用这种方法，例如 Mermin 撰写的关于量子计算的优秀书籍 [3]。参考文献 [4] 介绍了一个量子计算高中模块，它也从有限希尔伯特空间开始，并假设学生具备线性代数知识。然而，后者可能是一个障碍，因为线性代数通常不在标准高中课程中涵盖。一般来说，现有资源要求学生掌握高中所学内容以外的一些高等数学知识，然后他们才能有意义地解决问题并真正理解 QIST。在这里，我们描述了我们两个人（EB、SEE）在 NSF 赞助的 EFRI 项目下开发的一个推广计划。我们的方法部分基于我们中的一位 (TR) 在 2015 年设计的一种简单机器，当时我们被要求在英国的一个 12-14 岁数学夏令营教授一些量子计算课程，后来在 2017 年初在卢旺达非洲数学科学研究所为期一周的系列讲座中对其进行了改进。这些讲座面向具有统计学和数据分析背景的硕士生。该课程的讲义被编入《Q is for Quantum》[5] 一书中，该书让没有任何线性代数（或其他复杂数学）背景的学生能够充分了解量子信息的基础知识并执行简单的计算。该书第一部分的 pdf 副本可在 qisforquantum.org 免费获取。此后，我们将该书及其引入的形式称为 QI4Q。 EB 和 SEE 开发的其余外展计划使用 IBM Quantum (IBM Q) Experience 模拟器和设备，学生可以在其中运行电路并将结果与他们使用 QI4Q 形式进行的纸笔工作进行比较。最后阶段涉及我们其中一人（EB）开发的一款量子游戏，名为“金钱或老虎”。总而言之，外展计划有四个要素：
Liang Li
1.Mengda He、Qinggang Zhang、Francesco Carulli、Andrea Erroi、Weiyu Wei、Long Kong、Changwei Yuan、Qun Wan、明明刘、Xinrong Liao、Wenji Zhan、Lei Han、XiaojunGuo、Sergio Brovelli、Liang Li*，用于 μ-LED 中高效颜色转换的超稳定、可溶液加工的 CsPbBr3-SiO2 纳米球，ACS Energy Lett。 2023, 8, 151–158 2. Matteo L. Zaffalon、Francesca Cova、刘明明、Alessia Cemmi、Ilaria Di、Sarcina、Francesca Rossi、Francesco Carulli1、Andrea Erroi1、Carmelita Rodà、Jacopo Perego、Angi olina Comotti、Mauro Fasoli、Francesco Meinardi、Liang Li *、Anna Vedda*, Sergio Brov elli* 钙钛矿纳米晶体中的极高 γ 射线辐射硬度和高闪烁产率，《自然光子学》，2022, 16, 860–868。 3. 张清刚,刘世强,何孟达,郑伟林,万群,刘明明,廖新荣,詹文吉,袁昌伟,刘金宇,谢海娇,郭晓军,龙龙*,梁丽 * 通过抑制锡(II)氧化，稳定无铅卤化锡钙钛矿，运行稳定性>1200小时，Angewandte化学国际版，2022，61，e2022054。 4.青钢。张孟达.何，万群，郑伟林，刘敏敏，从阳。 Zhang, Xin rong Liao, Wenji Zhan, Long Kong, Xiaojun Guo, Liang Li* , 通过构建宽带隙表面层抑制铅卤化物钙钛矿纳米晶体的热猝灭以实现热稳定的白光发光二极管, Chemical Science 2022, 13 3719- 3727。 5. Congyang Zhang, Qun Wan, Luis K Ono, Yuqiang Liu, Weilin Zheng, Qinggang Zhang, Mingming Liu, Long Kong, Liang Li*, Yabing Qi*, “基于稳定的铯铅氯化钙钛矿纳米晶体的窄带紫光发光二极管” ACS Energy Lett 。 2021,6,3545-355。 6. Mingming Liu, Qun Wan, Huamiao Wang, Francesco Carulli, Xiaochuan Sun, Weilin Zhe ng, Long Kong, Qi Zhang, Congyang Zhang, Qinggang Zhang, Sergio Brovelli*, Liang Li *, 抑制钙钛矿纳米晶体的温度猝灭以实现高效和热稳定的发光二极管, Nature Photonics , 2021, 15, 379–385. 7. Congyang Zhang, Wanbin Li, Liang Li ∗ , 金属卤化物钙钛矿纳米晶体在金属
不同材料中锂的定量电子探针微分析
pia.schweizer@cea.fr电子探针微分析（EPMA）是一种可靠且广泛使用的技术，可用于对科学和工业应用进行非破坏性，准确的材料表征。尽管对锂具有极大的兴趣（LI），并且迫切需要在微米级进行准确的非破坏性分析，但使用EPMA对LI的LI量化尚未成功进行。最近开发的周期性多层允许围绕特征性的li k发射〜50 eV [1]的能量范围的光谱，但是配备有弯曲的晶体光谱仪和标准商业化多层的微型探针检测和定量没有衍射光栅仍然具有挑战性。LI检测的困难是由不同的因素引起的：LI的荧光产量极低，很少有Li 1S核心孔的衰减产生的特征光子，有利于螺旋电子的发射。由于其低能量，光子甚至在离开样品及其最终涂层之前就被强烈吸收。因此，信号主要来自可能受到污染的薄表面层，并且可能对电子轰击敏感。微探针成分，尤其是通过分离窗口的进一步吸收光子，将降低测得的强度。由于Li K发射（2p - 1s转变）涉及价电子，因此Li发射带的形状高度依赖于价带中的状态密度（DOS），并且高度依赖于锂原子的化学状态。SCI。 2021，11，6385。 2022，51（4），403。SCI。2021，11，6385。2022，51（4），403。某些EV和强峰形变化的化学位移可能会发生，对于光元的EPMA应该是预期的[2,3]，使定量分析变得复杂。这项工作显示了不同材料中LI定量EPMA的一些有希望的结果，包括电池化合物和LI浓度降至2％的金属合金。在整合新检测系统以及使用适用于低压EPMA的实际标准和校正程序进行定量程序之后，这是可能的。即使需要进行额外的调查，研究人员的锂表征也引起了极大的兴趣。我们表明，即使EPMA包含在重矩阵中，EPMA是对LI进行定量分析的强大工具，其元素显示出与LI相同的光谱范围内的特征发射带。这种新颖的LI量化方法比使用SEM或配备了多层光栅的ENER或电子微探针检测到其他技术更容易访问，并且比检测更便宜。[1] Polkonikov，V.，Chkhalo，N.，Pleshkov，R.，Giglia，A.，Rividi，N.，Brackx，E.，Le Guen，K.[2] Schweizer，P.，Brackx，E.，Jonnard，P。，X射线光谱。[3] Hassebi，K.，Le Guen，K.，Rividi，N.，Verlaguet，A.，Jonnard，P.，X-Ray Spectrom。（http://doi.org/10.1002/xrs.3329）在印刷中。
评估整体和多层的断裂韧性
这项维特罗研究的目的是比较单片氧化锆和多层氧化锆的骨折韧性，这是义齿修复体中的两种常用材料。断裂韧性是一个关键的机械性能，它决定了材料在压力下对裂纹传播的抗性，这对于牙齿修复的寿命和性能至关重要。使用计算机辅助设计和计算机辅助制造（CAD/CAM）技术制造了共有20张锆石（10个单片和10个多层）。使用Vickers Micro-Hardness测试仪使用压痕法测量椎间盘进行负载和断裂韧性。整体锆石的断裂韧性值（第1组）明显高于多层锆石（第2组）的断裂韧性值，平均值为5.394±0.378 MPa·M 1/2和4.358±0.394 MPa·M Pa·M 1/2（p <0.0001）。这些发现表明，整体氧化锆提供了出色的机械性能，使其成为更合适的高应力应用材料，而多层氧化锆则是前恢复的多层氧化锆，在前修复学位优先级。这项研究强调了在选择用于牙科修复体的氧化锆材料中的机械强度和美学吸引力之间的权衡，并为优化临床假体的材料选择提供了宝贵的见解。引言固定义齿牙齿领域的高级材料的开发显着影响了牙科修复体的寿命和性能。两种材料均根据其在固定假牙和氧化锆，特别是由于其出色的机械性能，包括高强度和断裂韧性，成为一种流行材料，使其成为牙冠和桥梁的理想选择[1]。单片氧化锆是用单个材料制成的，具有优异的强度和最小的分层风险[2]。然而，最近的进步引入了多层氧化锆，它结合了不同的层与不同的特性，以改善美观的同时试图维持结构完整性[3]。断裂韧性是评估牙科材料性能的关键参数，因为它决定了材料在压力下抵抗裂纹传播的能力[4]。氧化锆修复体的断裂性可能会受到几个因素的影响，包括材料的组成，层数，制造过程以及在功能过程中假体受到机械力的条件[5]。整体锆石虽然以其强度而闻名，但可能缺乏天然牙齿的美学特性，导致了多层氧化锆系统的引入[6]。这些多层系统结合了更透明的表面层，试图平衡强度和美学吸引力[7]。本文旨在评估和比较肢体修复应用中整体和多层锆的断裂韧性。通过研究这两种不同的氧化锆结构的机械性能，该研究旨在考虑功能性和美学需求，以洞悉牙科修复体的最佳材料选择。这些发现将有助于更好地理解这些材料在临床环境中的优势和局限性，最终指导未来的假体牙科进步。材料和方法材料在本研究中使用了两种类型的氧化锆材料：单片氧化锆和多层氧化锆。
![arXiv:2005.07874v3 [physics.ed-ph] 2020 年 8 月 8 日](/simg/g:\will\search\icon\source\9\96aed76ecc41ca9c8f34a2072eb6adcb9e638707.webp)
arXiv:2005.07874v3 [physics.ed-ph] 2020 年 8 月 8 日
过去几年，随着全球产业和政府的巨额投资，量子信息科学与技术 (QIST) 领域得到了巨大的扩展。随着该领域的扩展，对 QIST 的劳动力需求和公众对它的了解也在不断增加，至少是在表面层面上。学生在科普文章中阅读有关量子计算和相关技术的文章，变得好奇并渴望了解更多信息。然而，他们进入这些领域存在障碍，因为他们通常必须学习物理 (或相关领域) 课程，而且即使这样，他们也只能在高三，最好是高三才能学习和使用量子力学 (QM) 的完整数学机制。这是因为，传统上，学生首先要花大量时间学习在位置空间中解薛定谔方程，然后才能看到有限希尔伯特空间问题，例如磁场中的自旋。有些书籍 [1–4] 从有限希尔伯特空间开始，这样更容易理解，因为在这种情况下，主要的先决条件是线性代数。事实上，人们可以在没有上过 QM 课程的情况下学习量子信息，而且有些教科书也采用这种方法，例如 Mermin 撰写的关于量子计算的优秀书籍 [5]。参考文献 [6–9] 介绍了量子计算高中模块，这些模块也是从有限希尔伯特空间开始，并且假设学生具备线性代数知识或在模块开始时快速介绍线性代数。但这可能是一个障碍，因为线性代数通常不包含在标准高中课程中（至少在美国不包含）。一个雄心勃勃的基于多媒体的 MOOC 已经开发出来，用于向非科学家教授 QM [10]。然而，这仍然需要学生投入大约一个月的时间来完成课程。一般来说，现有资源要么需要一些高中以外的高等数学知识，要么需要投入大量时间（数周）才能有意义地解决问题并真正了解 QIST。这可能会限制 QIST 外展活动的范围和受众，这些活动旨在吸引年轻学生进入 STEM 领域并提高普通公众的科学素养。在这里，我们描述了我们两个人（EB、SEE）在 NSF 赞助的 EFRI 项目下开发的一个外展计划。我们的方法部分基于我们中的一个人（TR）在 2015 年设计的一种简单机制，当时他被要求在英国一个针对 12-14 岁学生的数学营教授一些量子计算课程，后来在 2017 年初在卢旺达非洲数学科学研究所举办的为期一周的系列讲座中进行了改进。这些讲座是针对具有统计和数据分析背景的硕士生。这门课程的讲稿被编成了《Q 代表量子》一书 [11]。这使得没有任何线性代数（或其他复杂数学）背景的学生能够充分了解量子信息的基础知识并执行简单的计算。本书第一部分的 pdf 副本可在 qisforquantum.org 免费获取。从今以后，我们将本书及其介绍的形式称为 QI4Q。EB 和 SEE 开发的其余推广计划使用 IBM Quantum (IBM Q) Experience 模拟器和设备，学生在其中运行电路并将结果与他们使用 QI4Q 形式进行的纸笔工作进行比较。最后阶段涉及我们其中一人（EB）开发的一款名为“Money or Tiger”的量子游戏。总而言之，推广计划有四个要素：
良好的内部书
良好的内部：纽约时报畅销书作家贝基·肯尼迪（Becky Kennedy）博士在这本开创性的书中的一种革命性方法，贝基·肯尼迪（Becky Kennedy）博士分享了她创新的育儿方法，该方法优先于纠正措施，使父母有能力提高韧性和情感健康的孩子。父母养育人类的指南，而不是传统的育儿方法通常集中于塑造行为，但贝基博士的方法强调建立孩子们生活所需的技能并满足他们复杂的情感需求。内在的同情和自信的哲学为父母提供了一种全面的资源，以寻求一种新的方式来抚养孩子，同时使他们一生的自我调节，自信和韧性。对共同挑战的可行策略本书解决了诸如兄弟姐妹竞争，分离焦虑，发脾气等特定方案，为父母提供了实用的解决方案来应对这些挑战。著名的育儿专家贝基·肯尼迪（Becky Kennedy）博士一直在开创性的方法上引发了育儿的一场革命，将联系优先于校正优先。数以百万计的父母采用了她的模型，该模型着重于建筑技能和满足复杂的情感需求，而不是简单地塑造行为。在她的书《良好的内心》中，贝基博士分享了她的哲学，并采用了可行的策略，以帮助父母从不确定性和自我塑造过渡到信心和坚固的领导力。她的方法优先考虑建立牢固的关系而不是塑造行为，承认儿童的复杂情感需求。此外，父母的自我保健至关重要。良好的内部：贝基·肯尼迪（Becky Kennedy）博士贝基·肯尼迪（Becky Kennedy）博士（著名的育儿专家）的开创性方法一直在率先进行育儿革命，重点是与孩子建立联系而不是纠正他们。在她的书《很好的内在》中，贝基博士分享了她的育儿理念，并具有可行的策略，以帮助父母从不确定性和自我塑造到信心和坚固的领导力过渡。良好的内部提供了转变的育儿原则和针对特定情况的故障排除，包括兄弟姐妹竞争，分离焦虑，发脾气等。这本书是一种全面的资源，对于父母来说，寻求一种新的方式来抚养孩子的同时为他们培养一生的自我调节，自信和韧性。评论者赞扬贝基博士的创新工作，挑战了继承的信念和行为，从而改变了家庭动态的范式。她的做法使父母成为他们想要成为的父母，并在此过程中为自己提供了恩典。这本书是从婴儿期到成年期的每个发展阶段的迷人且及时的资源。大多数父母都同意，我们扮演的最关键的角色之一也是我们接受最少培训的角色，导致我们经常跟随父母的脚步 - 有时不是那么好的例子。贝基·肯尼迪（Becky Kennedy）博士提供了一种新的育儿方法，提供了明确的指导和现实生活中的示例，以在她的书中善良的书中用爱和同情心设定界限。正如理查德·施瓦茨（Richard Schwartz）博士指出的那样，这本书在抚养自己的孩子时将是无价的，他很感激他们也将拥有它。根据编码女童的创始人Reshma Saujani的说法，Becky Kennedy博士的话尤其及时，当父母延长时，提供实用的策略和基本支持。这本书是智慧的宝库，使其成为未来几年的必不可少的资源。亚当·格兰特（Adam Grant）赞扬肯尼迪（Kennedy）博士在确认我们的直觉和挑战我们重新考虑我们的反应之间取得了完美的平衡。这本书的内在：成为您想要成为的父母的指南（2022）是由临床心理学家贝基·肯尼迪（Becky Kennedy）博士撰写的，并提供了一种基于依恋理论和内部家庭系统模型的独特方法。它以这样的想法为中心：每个人都有良好的内部，优先考虑与后果的联系以及对育儿的长期看法。基于Harpercollins 2022版，肯尼迪博士的内部分为两部分。第一部分探讨了她的个人育儿原则，并建议读者如何应用它们，而第二部分则研究建立联系和解决特定育儿问题的策略。这本书始于内部善良的原则，该原则假设每个人 - 孩子，父母，甚至不顺序的人 - 都有善良的核心。父母可以通过考虑破坏性行为的原因来使用肯尼迪博士的“最慷慨的解释”方法。该原则强调着眼于更大的前景，而不是专注于个人行为。第二个原理是多样性，它允许接受两个不同的现实可以共存。相反，父母应该专注于与孩子建立联系。这种理解对于包括亲子纽带在内的健康关系至关重要。它使父母能够设定界限，同时仍然承认孩子的感受和需求。第三个原则是了解一个人的工作，强调在家庭体系中明确角色和责任的重要性。孩子有探索和学习的作用，而父母则负责通过设定界限并提供验证和同理心来维持自己的身体和情感安全。肯尼迪博士还强调了早期在塑造儿童对自己和世界的看法方面的重要性。她借鉴了依恋理论和内部家庭系统模型，以解释儿童对联系的需求，以及他们如何根据与护理人员的早期经历发展自我意识。第五原理强调神经可塑性，这使大脑可以一生重新织造和重新学习。这意味着修复过去的伤害或断开并改变自己的记忆体验永远不会太晚。第六原则优先考虑儿童的韧性而不是避免痛苦和促进幸福。韧性使个人能够应对广泛的情绪并有效地应对挑战。第七原则指出，可以通过考虑其背后的潜在动机和需求来理解所有行为，而不是仅仅专注于表面层面的行为。育儿不仅在于管理行为，还涉及理解和解决驱动他们的潜在情绪。识别和解决行为的根本原因会导致长期的积极变化，而仅通过行为修改而暂时的缓解只能提供短暂的平静感。原则八强调了承认和减少儿童羞耻感的重要性，如果不受限制，这可能会导致孤独和适应不良的行为。诚实在讨论困难的话题或回答孩子的问题时也至关重要。令人恐惧的不是信息本身，而是缺乏知识和成人的存在。通过补充自己的情感资源，他们可以为自己的孩子建立强烈的自我意识，并保持良好的态度并受到监管，以提供有效的育儿。建筑连接的概念对于肯尼迪博士的方法至关重要。她将其比作货币连接的情感银行帐户。父母必须不断通过游戏，问题和其他策略来补充此帐户，以培养孩子中强烈的自我意识。肯尼迪博士还讨论了儿童中的特定共同行为，例如不聆听，发脾气，兄弟姐妹的竞争，粗鲁，抱怨，撒谎，恐惧，恐惧，焦虑，犹豫，害羞，沮丧，饮食习惯，同意，泪水，泪水，完美主义，完美主义，分离焦虑和睡眠问题。她将这些行为视为发育正常，甚至健康，每种行为都是对孩子的潜在情绪失调的线索。此外，肯尼迪博士讨论了“深深的感觉”（DFKS），他们经历了比其他人更加激烈的情绪，并以更长，更频繁的发脾气做出反应。这些孩子需要独特的策略，但最重要的是，他们需要不断地保证和增强他们的内在善良，从而有爱心的成年人。总而言之，肯尼迪博士强调，她的方法“良好的内在”集中在两个关键原则上：了解两个真理可以共存，并承认所有行为都是试图满足情感需求的尝试。通过拥抱这些想法，父母可以在与孩子的互动中变得更加扎根和同情。
安全案例：一种可扩展的边境AI安全方法
黑体是一个理想化的物体，它吸收所有传入的辐射并反射或传输，同时也是所有波长辐射的完美散热器。这种现象被称为黑体辐射，其特征是热能光谱，该热能光谱显示了在一系列波长或频率上的辐射强度。可以使用量子理论控制的几种原理来描述黑体辐射的定律。需要特殊的望远镜才能观察肉眼不可见的恒星发射辐射。上次审查于2023年1月14日。“黑体”重定向。注意：这与黑体不同（电影）不同。波兰实验室中的黑体散热器近似于普朗克定律描述的理想模型，并作为光谱辐照度的标准。随着黑体的冷却，其辐射强度降低，峰值波长向更长的波长移动。为了进行比较，经典的雷利 - 简 - 与其紫外线灾难一起显示。黑体或黑体是一个理想化的物体，可吸收所有电磁辐射，而不论入射率频率或角度如何。在热平衡处发出的黑体发射的辐射称为黑体辐射。它的名称来自它吸收所有颜色的光。相比之下，白色身体在各个方向均匀地反映了射线。在恒温下的黑体根据普朗克定律发出电磁辐射，其光谱仅由温度决定（见图），不受形状或组成影响。理想的黑体具有两个关键特性：1）它是一个理想的发射极，2）它垂直于发射方向，无论方向如何，它都会辐射各向同性的能量。真实材料会散发出黑色能量水平的分数 - 发射率。按照定义，热平衡中的黑体具有发射率ε= 1。发散性较低的身体称为灰色身体。以高发射率建造黑体仍然是一个令人感兴趣的话题。在天文学，恒星和行星辐射中有时会使用有效温度来表征，该温度代表了发射相同总电磁能通量的黑体温度。艾萨克·牛顿（Isaac Newton）在他的1704年书中介绍了黑色身体的概念，询问黑体是否比其他颜色更容易从光中吸收热量，因为进入它们的光不会反映出，而是被反射的，有时会吸收，有时会散布在内部，直到它消散。古斯塔夫·基尔乔夫（Gustav Kirchhoff）在1860年首先提出了一个黑体的想法：“可以想象到身体完全吸收了所有事件射线，既不反映也没有传播。”黑体被定义为从所有波长和角度的辐射吸收器。理想化的表示，称为黑体，允许所有入射辐射无反射地进入它，并在内部吸收所有辐射。[10]此定义下降了“无限小厚度”的引用。[9]一个用于模拟黑色表面的广泛使用的模型是一个隔离的围墙中的一个小孔，墙壁上有不透明对辐射的壁。但是黑体辐射到底是什么？入射辐射通过孔进入，如果外壳足够大，则几乎没有机会再排放。但是，当入射辐射波长超过孔的直径时，由于反射，该模型并不完美。[10]有限大小的腔体内的辐射不会遵循理想的planck频谱，而波长与腔的大小相当或大。[11]围栏中的一个小孔可以逃脱一些辐射，近似黑体辐射，该辐射表现出温度t的能量分布特征，并且与小于孔的大小的波长无关。[11]热力学的第二定律指出，如果不受干扰，腔内的辐射最终将达到热平衡，[12]，尽管此过程可能需要很长时间。[13]通常，通过腔或壁中的材料对辐射的持续吸收和辐射发射达到平衡。这种机制“热化”传入辐射，将能量重新分布直至光子达到普朗克分布。与稀释的气体（如稀释气体）相比，凝结物质的存在速度显着加快了热量化的速度。与与物质的相互作用相比，低于数十亿的开尔文，直接光子 - 光子相互作用通常微不足道。[19]可以将光子视为一种相互作用的玻色子气，[20]在H Theorem下描述，任何相互作用的玻色子气体都将在一般条件下达到热平衡。通过热辐射的身体行为通过其传播（τ），吸收（α）和反射（ρ）来描述。身体及其周围环境之间的界面可能是粗糙的或光滑的。对于非反射界面，将区域与不同的折射率分开，反射和折射定律必须是粗糙的。理想化的不透明体不会传输辐射，但可能反映出某些辐射，而透明的身体会传递所有入射辐射。对于所有波长，灰色体具有常数α，ρ和τ。白色身体在各个方向均匀地反映了所有入射辐射。黑体的特征是τ= 0，α= 1，ρ= 0。普朗克的模型描述了完美的黑色身体，但由于表面缺陷而指出了它们在自然界的不存在。基尔乔夫（Kirchhoff）介绍了一个完美的黑体，具有完全吸收的表面层，但普朗克（Planck）指出了对这一想法的严重限制。黑体的实现包括1898年的Otto Lummer和Ferdinand Kurlbaum的腔辐射源，该辐射源已用于迄今为止用于辐射测量。类似黑体的材料是为了伪装和雷达吸附剂应用以及太阳能用途而寻求的。黑体材料是大多数波长的光吸收器，使它们有效地发射红外辐射。这些特性使其非常适合在空间或真空等极端环境中加热应用。此外，它们是有效的抗反射表面，可减少望远镜和相机中的流浪光，从而更准确地观察。具有高折射率的纳米孔材料也表现出较低的反射率，有些人的平均反射率为0.045％。研究人员一直在探索对传统灯泡涂料（例如碳纳米管）进行改进的新材料，这些材料可以实现近乎完美的黑体行为。创建诸如Nanoblack和Super Black之类的材料的创建已经突破了吸收率的边界，某些材料吸收了多达99.9％的传入光。恒星的有效温度取决于理想的黑体的温度，该温度辐射与恒星相同的能量。可以使用不同的颜色指数（例如B-V和U-B）来计算此值，这些颜色指数提供了有关恒星表面通量的信息。通过分析这些指数，天文学家可以估算恒星的有效温度，并将其与完美的黑体温度进行比较。对主要序列和超级恒星的研究揭示了它们的颜色与有效温度之间存在粗糙的相关性。这些恒星群的曲线位于相应的黑体U-B指数下方，表明它们比具有相同颜色指数的理想黑体发出的紫外线少。有趣的是，太阳的有效温度低于其光球温度，该温度随着深度而变化。还使用颜色颜色图中的B-V和U-B颜色指数计算了黑洞的有效温度。物理学家认为，黑洞的温度非零，辐射具有几乎完美的黑体光谱，最终通过真空波动蒸发。大爆炸理论的基础是宇宙学原理，表明在大范围内，宇宙是同质和各向同性的。最初，在编队后大约一秒钟，它是一个在10^10 K以上的温度下的黑色身体。随着它的扩展，物质和辐射冷却，导致当今的宇宙微波背景辐射，在2.7 k左右，它几乎是理想的planck频谱。这种辐射源于Anisotroproproy的真正黑体的完善，这一辐射由Anisotropropy变体的一部分，一部分大约100,000。Stefan-Boltzmann定律将黑体辐射的总能量为σT^4，其中σ是Stefan-Boltzmann常数（5.67×10^-8 W/M^2/K^4）。一种简化的冷却方法涉及补充该法律的发射ε≤1，并考虑辐射，热容量和温度随时间变化的功率变化。但是，这些假设忽略了细节，例如热重新分布机制，变化的组成，相变和温度变化的发射率。这种简化可以通过将总发射功率与发射表面积联系起来来估计对象尺寸，该功率用于确定X射线突发源自中子星而不是黑洞。热辐射定律与物体如何在各种波长中发出或吸收光线有关。通过引入少量物质可以吸收并散发所有光频率，可以加速腔中辐射的热平衡。这是基于包括普朗克，劳登和曼德尔和狼在内的各种物理学家的工作。实现热力学平衡的关键在于光子之间的相互作用，当仅存在光子时，这可以忽略不计。需要少量物质来促进此过程。当光子彼此相互作用或与物质相互作用时，除非分子的分布达到平衡，否则随着时间的推移会导致热能降低。为了表征这种情况，可以定义称为“ H”的合适数量。这个概念对于理解气体如何随着碰撞而进行的行为和变化至关重要。此外，某些材料在吸收或反射光（包括极端黑暗）方面具有出色的特性。示例包括垂直排列的单壁碳纳米管和低密度纳米管阵列制造的极深的材料。这些概念对于理解量子水平的辐射和物质的行为至关重要，尤其是在热力学和统计力学中。在包括物理，天文学和材料科学在内的各个领域进行了广泛的研究，黑体光谱及其性质的概念已得到广泛的研究。由理查德·布朗（Richard Brown）及其同事在英国国家物理实验室创建的“有史以来最黑的黑色”材料就是这种现象的一个例子。对黑人光谱的研究可以追溯到古代，诸如亚里士多德（Lawrence Hugh Aller，1991年）等哲学家的观察以及后来的天文学家（如David F Gray）（1995年2月）。在天体物理学和恒星天文学的背景下，还探索了与材料相互作用的光子的研究（Kenneth R. Lang，2006; B. Bertotti等，2003）。黑体光谱的形成受源中温度曲线（例如太阳或恒星）的影响（Simon F. Green等，2004； David H. Kelley等，2011）。此外，近年来已经对热力学及其在黑洞中的应用进行了广泛研究（Robert M Wald，2005年）。最近的研究还探索了碳纳米管的特性，可用于创建接近完美的黑色表面（Ghai等，2019）。这些材料的开发对包括能源，电子和航空航天在内的各个领域具有重要意义。总体而言，对黑体光谱及其特性的研究继续促进我们对物理世界及其许多奥秘的理解。目前尚无实验或观察证据来支持黑洞热力学的理论。研究人员提出了各种例子，包括通过中微子的发射和辐射冷却中子恒星，但是这些想法尚未经过经验测试。中子恒星中的冷却过程受热容量和中微子发射之间的平衡的控制，其生命的前105 - 6年。后来，夸克物质核心变得惰性，由于核物质分数的中微子排放，恒星进一步冷却。请注意，此解释版本着重于原始文本中介绍的主要思想和概念，而不是提供有关提到的每个点的详细摘要。**基希霍夫的辐射法及其历史**在柏林，在公元783 - 787年之间，古斯塔夫·基希霍夫（Gustav Kirchhoff）就身体发射和吸收辐射的能力之间的关系做出了重大发现。这个概念后来被称为基尔霍夫的辐射法。**早期实验**基希霍夫（Kirchhoff）的论文之一，“关于光和热的不同物体的辐射和吸收力量之间的关系”，在1860年由弗朗西斯·古斯里（Francis Guthrie）从德语转换为英语。在本文中，基尔乔夫解释说，完美的辐射吸收器也是完美的发射极。**黑体理论的发展**在接下来的几十年中，其他研究人员建立在基希霍夫（Kirchhoff）的作品上，包括路德维希·鲍尔茨曼（Ludwig Boltzmann）和马克斯·普朗克（Max Planck）。他们开发了“黑体”的概念，它是一个理想化的物体，它吸收了所有传入的辐射而无需反映任何传入的辐射。**热力学和天体物理学的进步**在20世纪，科学家继续完善他们对黑体理论的理解。阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）对量子力学的发现，使人们对辐射及其与物质的相互作用有了更深入的了解。**现代发展**如今，研究人员正在努力开发可以模拟完美辐射吸收器的特性的新材料。这些材料在天体物理和光学等领域中有应用。注意：我保留了原始文本的结构和音调，但对其进行了改写，以使其更可读和简洁。一项开创性的实验导致发现了量子力学中的新领域，该领域深入研究了辐射下物质的行为。从定义上讲，没有材料是完美的“黑体”，但是有些像碳相似的东西已经接近。在本文中了解其复杂性，示例和特征。这种现象更多地是关于系统的特征，而不是对其进行震撼的实际辐射。黑体辐射：本质上是一种理论概念，一种完全吸收所有入射辐射的系统或物质，而无需重新传播任何一个辐射，都可以视为完美的黑体。根据热力学定律，这种系统必须发出与吸收的光一样，尽管在不同的温度和能量水平下。完美的黑色身体：理想的场景真正的黑色身体将完全黑色的身体看起来完全黑色，因为它能够吸收所有入射热辐射，而不论波长如何，而没有任何传输。但是，这种情况仍然纯粹是理论上的，因为没有任何材料能够真正体现这些特征。黑体辐射的例子和材料虽然没有完美满足黑体标准的材料，但是像石墨这样的物质在光吸收方面非常有效 - 达到96％。太阳也很近，发出了大量的阳光，但效率约为70％。其他示例包括加热物体，例如烤面包机元素和灯泡细丝。理解黑体辐射可视化吸收并以同样概率排放所有辐射的系统是具有挑战性的。但是，物理学家通常认为黑体是热平衡中理想化的空心金属盒 - 配有一个用于辐射逃生的小孔。这个思想实验有助于说明黑体辐射的概念。黑体辐射光谱：连续现象。任何加热物体发出的光谱落在黑体辐射的伞下。值得注意的是，这种现象表现出连续的特性，该特性受物体温度而不是其固有特征的控制。本质上，黑体根据温度在各种波长中排放热辐射。电子过渡和黑体辐射根据量子力学，电子从较高能量状态到较低的态度导致光的发射 - 导致黑体辐射的连续光谱。这种现象为排放提供了宝贵的见解，并在加热，照明，热成像等方面具有实际应用。黑体辐射特征：关键定律，黑体辐射的行为可以通过支配其特征的几个基本定律来解释...根据位移定律，黑体辐射曲线在与温度成正比的逆波长处达到峰值。Wien的公式λmax= b/t显示最大波长（λmax），Wein的常数（b = 2.8977*10^-3 m.k）和温度（kelvin中的t）。普朗克定律在特定温度下使用eλ= h*c*t^（-5）/cosh（h*c/λkt）-1在特定温度下使用黑体发射的光谱能密度。Stefan-Boltzmann法律显示总发射能量（E）与绝对温度成正比（T^4）。黑体辐射曲线显示，较热的身体在较短的波长处辐射峰值能量，而总能量随温度升高而增加，但在较小的波长下峰值。动物的辐射主要属于红外辐射，而肉眼看不到。然而，Max Planck提出能量以离散量（称为Quanta）来解决这一悖论。的应用包括观察灯泡在加热时从红色变为白光的细丝灯泡，并焊接金属碎片，由于温度的升高而发光不同的颜色，这也用于夜视设备中，通过将红外辐射转换为可见图像，以检测暖血动物和人。黑体辐射具有各种商业应用，包括安全性，测试，照明和供暖，因为它能够发射热能。这种现象用于许多过程中，例如电加热器，炉灶，白炽灯灯泡，太阳，星星，防盗警报，温水动物和夜视设备。Planck的辐射定律允许在任何波长和温度下计算能量强度，从而确定黑体辐射源的特性。选择此类来源取决于诸如发射率，温度，发射面积的大小，冷却时间，热身时间和调节稳定性等因素。在物理学中，理想黑体的概念导致了紫外线灾难，该灾难预测了热平衡时无限能量。偏离瑞利 - 吉恩法律的方程式，构成了量子力学的基础。