以你的姓名为模型,这个公式是以中国人的名字命名的。
相信对于这个公式是以中国人的名字命名的。以及关于以你的姓名为模型这类的话题,很多人都想了解,那就让小编带大家来讲解一下吧!
在中学物理课上,我们总是学习很多公式和定律,其中大部分都是以外国人的名字命名的。
比如牛顿定律、法拉第电磁感应定律、麦克斯韦方程组等等。有的朋友可能想知道什么时候会有一个以中国人命名的公式出来。
事实上,这个看似遥远的梦想已经成为现实,而实现它的人就是中国科学院学者、世界著名物理学家黄坤教授。
黄坤现就读于英国布里斯托大学。
黄昆对物理学的贡献
1948年至1951年,黄昆教授发表了一系列描述离子晶体中光波与光学声子相互作用的论文。
黄昆将光传播题与离子晶格振动题联系起来,引入了极化子的概念,首创了著名的“黄昆方程”。
“黄根方程”及相关理论后来被编入教科书,成为全世界固体物理专业学生必修的科目。
GeunHwang学术论文发表在Nature
在此期间,黄坤还发表了《稀固溶体的X射线漫散射》一文。论文中描述的晶体中的杂质引起的X射线散射被称为“黄散射”。
1950年,黄昆和艾薇儿里斯共同提出多项式过渡理论并不断完善。这就是著名的“黄里斯理论”。
黄坤、李艾夫
1947年至1952年,黄昆与著名物理学家、后来的诺贝尔获得者玻恩合着了《晶格动力学》一书,其中很多内容借鉴了黄昆的独特见解。
玻恩在给爱因斯坦的信中写道“手稿的内容完全超出了我的理论,我很高兴年轻的黄坤明白了他用我们两个名字写的东西。”
自出版以来,《晶格力学》已成为该领域最标准、最经典的教材,至今仍是固体物理学生必读的书籍之一。小编在上学的时候也仔细看过这本书!
《晶格力学理论》
1988年,黄昆和朱邦芬提出了半导体超晶格模型,称为“黄朱模型”。
以上是黄坤教授最重要的学术成就。学者朱邦芬曾将黄坤老师对物理学的杰出贡献概括为一系列方程、理论、散射、书籍和模型。
除了这些享誉世界的成就外,黄坤教授还在固体物理、半导体物理、物理教育等领域做出了杰出贡献。他是新中国半导体科技的奠基人之一。
黄坤
有朋友说,国外有很多著名的华人科学家如杨振宁、高昆、丁肇中、李政道等,相关的理论模型或公式就是为什么说是黄昆实现的呢?这是开创性的?
科学无国界,但科学家有国籍。黄坤祖籍浙江,出生于北京。他是中国人,一生没有改变过国籍。
1951年,新中国成立不久,急需各类科技人才。时任英国访学者的黄坤大胆回国,成为北京大学物理学教授,从事物理学研究和教育工作。1977年任半导体研究所所长,为中国半导体事业做出了突出贡献。
接下来,小编对黄坤教授最著名的研究成果————黄坤方程进行了生动的解读。
黄昆方程
19世纪,电和磁成为科学家研究的课题。据此,法拉第得到了描述电磁场的方程,即麦克斯韦方程组,并从理论上推导出了感应光的定律。电磁波。
至此,人类已经成功掌握了描述光的定律,并从宏观上理解了电磁波如何在真空和介质中传播。
1895年,伦琴发现了X射线。20世纪初,布拉格和劳厄几乎同时发现了X射线定律和晶体衍射定律,揭示了晶体的微观结构。
从那时起,人们开发了各种方法来测试晶体结构和性质,包括中子散射和电子散射。
与此同时,海森堡、玻恩、薛定谔、狄拉克相继建立和完善了描述微观现象的量子力学,人们有了描述微观现象的理论手段。
因此,人们在神印的基础上有了理论和实验的方法来研究晶体的性质,也有很多科学家致力于研究晶体的性质,黄昆就是其中之一。
黄昆将目光投向了离子晶体。当时,人们发现红外光可以与离子晶体产生多种令人惊奇的相互作用。不同频率的红外线入射到离子晶体上时表现不同。某些频率的红外线无法进入离子晶体,几乎被完全反射。
离子晶体
我们知道,离子晶体是由按规则顺序排列的正离子和负离子组成的,每个离子在温度越高时振动越强烈。
此外,晶体中的各种离子并不是彼此独立的,而是相互作用,就好像每个离子之间存在“看不见的弹簧”一样。
这些看不见的弹簧阻止晶体中的离子独立振动,但仍然相互纠缠。因此,这种振动可以看作是晶体中所有离子的整体振动,在物理学中,这称为正常振动。
振动可分为两种模式在其中一个中,相邻的正离子和负离子同时来回摇摆,就像跳同步的双人舞一样。物理学家称之为声学模式。
声音模式
声学模式两个离子同时振动。
另一种模式是相邻的阳离子和阴离子有时靠近,有时远离,相反,有时较远,有时较近。物理学家称之为光学模式。
光学模式
在光学模式下,两个离子似乎彼此分离。
根据经典麦克斯韦方程,当正电荷和负电荷彼此靠近或远离时会产生电磁波。相反,当适当频率的电磁波遇到两个相邻的正负电荷时,它们就会振动。如上所述。
这时候聪明的朋友就想办法了。如果入射红外光的频率与离子晶体的光模振动相匹配并结合,那么是不是意味着红外光和离子晶体之间存在某种相互作用?
黄坤老师70多年前就想到了这一点。这个想法在20世纪40年代具有开创性,当时固态物理学刚刚成型。
基于以上思想,黄坤老师巧妙地将电磁场满足的麦克斯韦方程和离子晶体振动满足的动力学方程结合起来,写出了著名的黄坤方程。
其中,b11、b12、b21、b22为待确定的耦合系数。
该方程包括描述电场的电场强度E、描述振荡的幅度w和反映电场与晶体之间相互作用程度的电极化强度P。
黄坤老师巧妙地用短短两行公式和方程将三者联系起来,阐明了红外线与离子晶体相互作用的原理。
注意到黄昆的方程不是根据现有的物理公式推导出来的,而是根据具体的物理图像,依靠黄昆先生自己的见解和对物理原理的抽象总结,黄昆的100个创新的“原创”是值得做的。
除了抽象地描述红外光与离子之间的相互作用之外,黄昆方程还有其他用途吗?
用数学公式抽象地表达物理过程和物理原理是不够的,还需要进一步推导和理解这些表达式的含义。
黄昆教授将描述电磁场的麦克斯韦方程组与黄昆方程组联系起来,推导出离子晶体的红外色散特性。
通俗地讲,黄昆方程允许我们使用简单的数学计算来预测当特定的红外光注入特定的离子晶体时会发生什么。红外线被“拒绝”了吗?或者它会进入晶体并强烈相互作用?一切一目了然。
如今,黄昆方程以及后来基于黄昆方程思想演化而来的极化子概念,已经成为人们处理电磁波与物质相互作用最有利的方法之一,而黄昆的名字也是为大家所熟知的。全世界人民都会记住这一点!
虽然黄昆方程和极化子都是抽象的理论研究,但这项研究就像一把钥匙,为后人打开了探索的道路。
引用王丙申和葛维坤老师的话说“所有与材料光学性质有关的研究和技术应用,都与以黄坤命名的方程密切或遥远地相关。”
一代又一代的工程师追随前几代科学家的脚步,让激光更直,LED更亮,心率测量更准确,让战斗机能够更早地发现敌人。
黄坤老师的研究成果是我们的无形资产。谁知道未来的发明家会受到这两个公式的启发而创造出哪些复杂的产品呢?
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