Chào mừng Bạn tham gia Diễn Đàn VNKienThuc.com - Định hướng Forum Kiến Thức
- HÃY TẠO CHỦ ĐỀ KIẾN THỨC HỮU ÍCH VÀ CÙNG NHAU THẢO LUẬN
Kết nối: VNK X - VNK groups | Nhà Tài Trợ: BhnongFood X - Bhnong groups - Đặt mua Bánh Bhnong

Trả lời chủ đề

Nội dung: <blockquote data-quote="Hide Nguyễn" data-source="post: 19282" data-attributes="member: 6">[FONT=Verdana,Arial,Helvetica] Với kĩ thuật hiện đại, người ta có thể tạo các màng mỏng cấu trúc xác định từ các vật liệu bán dẫn và chúng thể tiếp xúc trực tiếp với nhau. Với cấu trúc không đồng nhất như vậy, con người không bị giới hạn vào các khe năng lượng trong các chất bán dẫn như si-lic hoặc germani nữa. Herbert Kroemer đã phân tích lý thuyết về độ linh động của các điện tử và lỗ trống trong các chuyển tiếp không đồng nhất. Lý thuyết của ông dẫn đến việc tạo ra các transistor với các đặc trưng được cải tiến rất nhiều mà sau này gọi là HEMT (high electron mobility transistors – transistor có độ linh động điện tử cao), các HEMT rất quan trọng đối với các linh kiện điện tử tốc độ cao ngày nay. Kroemer cũng giả thiết rằng các cấu trúc không đồng nhất kép có thể tạo điều kiện cho hoạt động của laser, cùng khoảng thời gian với Zhores I. Alferov đưa ra ý tưởng như thế. Sau này Alferov đã tạo ra laser bán dẫn xung đầu tiên vào năm 1970. Sự kiện này là điểm khởi đầu của kỉ nguyên các dụng cụ quang điện hiện nay đang dùng trong các đi-ốt laser, đầu đọc đĩa CD, đầu đọc mã vạch và cáp quang viễn thông. Và gần đây, Alferov và Kroemer chia nhau một nửa giải Nobel vật lý năm 2000, một nửa giải còn lại về tay Jack S. Kilby, đồng phát minh mạch điện tử tích hợp (xem phần sau Vật lý và Kĩ thuật).[/FONT][FONT=Verdana,Arial,Helvetica] Khi áp một thế điện cực lên các hệ cấu trúc không đồng nhất, người ta có thể tạo ra “các màng ngược” (inversion layers), trong đó các hạt tải điện chỉ chuyển động trong không gian hai chiều. Các màng như vậy lại hóa ra có các tính chất rất thú vị và kì lạ. Năm 1982, Klaus von Klitzing phát hiện ra hiệu ứng Hall lượng tử. Khi một từ trường mạnh đặt vuông góc với mặt phẳng của màng giả hai chiều, thì các điều kiện lượng tử lại không tăng một cách tuyến tính với sự tăng của từ trường mà lại tăng một cách nhảy bậc ở biên của mẫu. Điện trở Hall giữa các bậc này có giái trị h/ie2 trong đó i là các số nguyên tương ứng với các quĩ đạo điện tử bị lượng tử hóa. Hiệu ứng này cho phép có thể đo tỉ số giữa các hằng số cơ bản rất chính xác, nó có hệ quả quan trọng trong kĩ thuật đo lường, von Klitzing nhận giải Nobel vật lý năm 1985.[/FONT][FONT=Verdana,Arial,Helvetica] Một ngạc nhiên nữa đến ngay sau khi Daniel C. Tsui và Horst L. Störmer thực hiện các nghiên cứu kĩ hơn về hiệu ứng Hall lượng tử sử dụng các màng ngược trong các vật liệu siêu sạch. Trạng thái ổn định xuất hiện trong hiệu ứng Hall không chỉ đối với từ trường tương ứng với sự lấp đầy của các quĩ đạo bởi một, hai, ba v.v. giá trị điện tích của điện tử mà còn đối với các điện tích không nguyên!. Điều này chỉ có thể hiểu được dựa vào một khái niệm về chất lỏng lượng tử (quantum fluid) mà ở đó chuyển động của các điện tử độc lập có điện tích e được thay thế bởi các kích thích trong một hệ nhiều hạt mà hệ này cư xử (trong một từ trường mạnh) như thể các điện tích có giá trị e/3, e/5,… tham gia vào. Robert B. Laughlin phát triển lý thuyết mô tả trạng thái mới của vật chất này và chia giải Nobel vật lý năm 1998 với Tsui and Störmer.[/FONT][FONT=Verdana,Arial,Helvetica] Đôi khi các phát hiện trong một lĩnh vực của vật lý hóa ra lại có các ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực vật lý khác. Một ví dụ liên quan đến vật lý chất rắn đó là quan sát của Rudolf L. Mössbauer vào cuối những năm 50. Hạt nhân của nguyên từ hấp thụ có thể bị kích thích cộng hưởng bởi các tia gamma phát ra từ các nguyên tử phát xạ được chọn một cách hợp lý khi các nguyên tử trong cả hai trường hợp được bắn ra sao cho sự giật lùi của chúng loại trừ nhau. Năng lượng bị lượng tử hóa của hạt nhân trong điện từ trượng nội của chất rắn đó có thể được xác định vì năng lượng đó tương ứng với các vị trí khác nhau của sự cộng hưởng mà sự cộng hưởng này rất sắc nét. Phát hiện này trở nên quan trọng trong việc xác định cấu trúc điện từ của nhiều vật liệu và Mössbauer nhận một nửa giải Nobel vật lý năm 1961 cùng với R. Hofstadter.[/FONT][FONT=Verdana,Arial,Helvetica] <img src="https://vietsciences.free.fr/nobel/physique/images/nobelphysics4.jpg" alt="" class="fr-fic fr-dii fr-draggable " data-size="" style="" />Hình4<img src="https://cdn.jsdelivr.net/gh/twitter/twemoji@14.0.2/assets/72x72/1f641.png" class="smilie smilie--emoji" loading="lazy" width="72" height="72" alt=":(" title="Frown    :("  data-smilie="3"data-shortname=":(" />từ trái) Landau(1908-1960), Klitzing(1943-), Glaser(1926-), và Einstein(1879-1955)[/FONT][FONT=Verdana,Arial,Helvetica] Vật lý và kĩ thuật[/FONT][FONT=Verdana,Arial,Helvetica] Rất nhiều các phát minh thực nghiệm và lý thuyết được nhắc cho đến nay có một ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của các dụng cụ kĩ thuật bằng việc mở ra những lĩnh vực vật lý hoàn toàn mới hoặc đưa ra các ý tưởng để có thể tạo ra các dụng cụ kĩ thuật. Các ví dụ rất dễ thấy là công trình của Shockley, Bardeen, và Brattain mà dẫn đến transitor và khởi đầu cuộc cách mạng điện tử; các nghiên cứu cơ bản của Townes, Basov, và Prokhorov dẫn đến việc phát triển maser và laser. Cũng nên nhắc lại rằng các máy gia tốc hạt hiện nay là các công cụ rất quan trọng trong một vài lĩnh vực khoa học vật liệu và y học. Các công trình khác được vinh danh bằng giải Nobel ngày càng có thiên hướng về mặt kĩ thuật hoặc chúng có tầm quan trọng đặc biệt trong việc xây dựng các linh kiện để phát triển ngành liên lạc và thông tin.[/FONT][FONT=Verdana,Arial,Helvetica] Một giải Nobel cách đây khá lâu (1912) đã được trao cho Nils Gustaf Dalén cho phát minh về “van mặt trời” (sun-valve) tự động được dùng rộng rãi trong các cột mốc và phao trong ngành hàng hải. Phát minh đó dựa trên sự khác nhau về bức xạ nhiệt từ các vật có độ phản xạ ánh sáng khác nhau: một trong số ba thanh song song trong dụng cụ của ông có màu đen, điều này làm tăng sự sai khác trong việc hấp thụ nhiệt và dãn nở nhiệt của các thanh trong thời gian mặt trời chiếu vào. Hiệu ứng này được dùng để ngắt nguồn cấp khí tự động vào ban ngày và làm giảm nhiều nhu cầu bảo dưỡng trên biển.[/FONT][FONT=Verdana,Arial,Helvetica] Các dụng cụ và kĩ thuật quang là những chủ đề cho vài giải Nobel. Khoảng đầu thế kỉ 20, Gabriel Lippmann đã phát triển một phương pháp chụp ảnh màu sử dụng hiệu ứng giao thoa ánh sáng. Một chiếc gương được đặt tiếp xúc với một thể nhũ tương nhạy quang phủ trên một tấm kim loại sao cho khi chúng bị chiếu sáng, ánh sáng phản xạ trong chiếc gương sẽ làm tăng sóng đứng trong thể nhũ tương đó. Việc tráng ảnh làm cho các hạt bạc (trong thể nhũ tương đó) bị phân tầng khi gương chiếu sáng lên tấm kim loại và ảnh tạo thành có màu sắc tự nhiên như thật. Giải Nobel năm 1908 được trao cho Lippmann. Không may, phương pháp của Lippmann mất nhiều thời gian phơi sáng. Sau này phương pháp đó bị thay thế bằng các kĩ thuật nhiếp ảnh khác nhưng nó lại có nhiều ứng dụng trong kĩ thuật tạo ảnh ba chiều chất lượng cao.[/FONT][FONT=Verdana,Arial,Helvetica] Trong hiển vi quang học, Frits Zernike cho thấy rằng thậm chí các vật hấp thụ bức xạ rất yếu (trong suốt khi nhìn bằng mắt thường) có thể nhìn thấy được nếu chúng tạo thành từ những vùng có hệ số khúc xạ ánh sáng khác nhau. Trong kính “hiển vi nhạy pha” (phase-contrast microscope) của Zernike, người ta có thể phân biệt các vệt sáng có pha bị thay đổi khi đi qua các vùng không đồng nhất. Kính hiển vi loại này có tầm quan trọng đặc biệt trong việc quan sát các mẫu sinh học. Zernike nhận giải Nobel vật lý năm 1953. Vào những năm 40, Dennis Gabor đề ra nguyên lý ảnh ba chiều. Ông tiên đoán rằng nếu tia sáng tới có thể giao thoa với tia phản xạ từ một mảng hai chiều thì có thể tạo được một ảnh ba chiều của vật thể. Tuy vậy, việc thực hiện ý tưởng này phải đợi đến khi laser được phát hiện. Laser có thể cung cấp ánh sáng cố kết cần thiết cho quan sát hiện tượng giao thoa nói ở trên. Gabor nhận giải Nobel năm 1971.[/FONT][FONT=Verdana,Arial,Helvetica] Hiển vi điện tử có ảnh hưởng sâu rộng trên nhiều lĩnh vực khoa học tự nhiên. Ngay sau khi C. J. Davisson and G. P. Thomson phát hiện ta bản chất sóng của điện tử, người ta nhận thấy rằng bước sóng ngắn của điện tử năng lượng cao có thể làm tăng độ phân giải so với hiển vi quang học. Ernst Ruska tiến hành các nghiên cứu cơ bản về quang điện tử và thiết kế kính hiển vi điện tử đầu tiên họat động vào những năm đầu của thập niên 30. Nhưng cũng phải mất hơn 50 sau ông mới nhận giải Nobel vật lý.[/FONT][FONT=Verdana,Arial,Helvetica] Ruska nhận một nửa giải Nobel vật lý vào năm 1986, nửa giải còn lại được chia đều cho Gerd Binnig và Heinrich Rohrer, hai người đã phát triển một phương pháp khác hẳn để thu được các bức ảnh với độ phân giải cực cao. Phương pháp của họ được ứng dụng trong nghiên cứu bề mặt chất rắn và dựa trên hiệu ứng đường ngầm của các điện tử. Các điện tử của các nguyên tử ở một đầu kim loại rất nhọn có thể chui sang các nguyên tử từ trên bề mặt chất rắn khi đầu nhọn kim loại đó được di chuyển đến rất gần bề mặt (khoảng 1 nm). Bằng cách giữ cho dòng điện tử chui ngầm đó cố định và di chuyển đầu nhọn theo bề mặt chất rắn, người ta có thể có được bức ảnh ba chiều của bề mặt chất rắn cần nghiên cứu. Bằng phương pháp này, ta có thể nhìn thấy từng nguyên tử trên bề mặt.Nguồn :  Olympiavn.org[/FONT]</blockquote>

Tên

Mã xác nhận