『壹』 目前物理學前沿的問題有哪些
物理學前沿問題是我們現在不知道哪是前沿突破口
『貳』 現代物理學前沿領域研究熱點
納米技術
『叄』 現代物理學的發展前沿
高能物理學又稱粒子物理學或基本粒子物理學，它是物理學的一個分支學科，研究比原子核更深層次的微觀世界中物質的結構性質，和在很高的能量下，這些物質相互轉化的現象，以及產生這些現象的原因和規律。它是一門基礎學科，是當代物理學發展的前沿之一。粒子物理學是以實驗為基礎，而又基於實驗和理論密切結合發展的。
高能物理學的發展歷史
兩千多年來人們關於物質是由原子構成的思想，由哲學的推理，變成了科學的現實，而且在這個階段終了時，形成了現代的基本粒子的思想。
原子的概念，是由2400年前的希臘哲學家德謨克利特，和中國戰國時代的哲學家惠施提出來的。惠施說「至小無內，謂之小一」，意思是最小的物質是不可分的。這個最小的單元，也就是德謨克利特稱為原子的東西。但是他們都沒能說明原子或「最小的單元」具體是什麼。之後的兩千多年間，原子這個概念，只停留在哲學思想的范疇。
1897年，湯姆遜在實驗中發現了電子，1911年盧瑟福由α粒子大角度彈性散射實驗，又證實了帶正電的原子核的存在。這樣，就從實驗上證明了原子的存在，以及原子是由電子和原子核構成的理論。
1932年，查德威克在用α粒子轟擊核的實驗中發現了中子。隨即人們認識到原子核是由質子和中子構成的，從而得到了一個所有的物質都是由基本的結構單元——質子、中子和電子構成的統一的世界圖像。
就在這個時候開始形成了現代的基本粒子概念。1905年，愛因斯坦提出電磁場的基本結構單元是光子，1922年被康普頓等人的實驗所證實，因而光子被認為是一種「基本粒子」。1931年，泡利又從理論上假設存在一種沒有靜止質量的粒子——中微子(嚴格地講是反中微子，中微子的存在是1956年由萊因斯和科恩在實驗上證實的)。
相對論量子力學預言，電子、質子、中子、中微子都有質量和它們相同的反粒子。第一個反粒子——正電子是1932年，安德森利用放在強磁場中的雲室記錄宇宙線粒子時發現的，50年代中期以後陸續發現了其他粒子的反粒子。
隨著原子核物理學的發展，發現除了已知的引力相互作用和電磁相互作用之外，還存在兩種新的相互作用——強相互作用和弱相互作用。
1934年，湯川秀樹為解釋核子之間的強作用短程力，基於同電磁作用的對比，提出這種力是由質子和(或)中子之間交換一種具有質量的基本粒子——介子引起的。1936年，安德森和尼德邁耶在實驗上確認了一種新粒子，其質量是電子質量的207倍，這就是後來被稱為μ子的粒子。μ子是不穩定的粒子，它衰變成電子、一個中微子和一個反中微子，平均壽命為百萬分之二秒。
湯川最初提出的介子的電荷是正的或負的。1938年，凱默基於實驗上發現的核力的電荷無關性的事實，發展了稍早些時候出現的同位旋的概念，建立了核力的對稱性理論。
1947年，孔韋爾西等人用計數器統計方法發現μ子並沒有強作用。1947年鮑威爾等人在宇宙線中利用核乳膠的方法發現了真正具有強相互作用的介子，其後，在加速器上也證實了這種介子的存在。
從此以後人類認識到的基本粒子的數目越來越多。就在1947年，羅徹斯特和巴特勒在宇宙線實驗中發現v粒子(即K介子)，這就是後來被稱為奇異粒子的一系列新粒子發現的開始。由於它們獨特的性質，一種新的量子數——奇異數的概念被引進到粒子物理中。在這些奇異粒子中，有質量比質子輕的奇異介子，有質量比質子重的各種超子。在地球上的通常條件下，它們並不存在，在當時的情況下，只有藉助從太空飛來的高能量宇宙線才能產生。
這些發現了的基本粒子，加上理論上預言其存在，但尚未得到實驗證實的引力場量子——引力子，按相互作用的性質，可分成引力子、光子、輕子和強子四類。為了克服宇宙線流太弱這個限制，從50年代初開始建造能量越來越高、流強越來越大的粒子加速器。實驗上也相繼出現了新的強有力的探測手段，如大型氣泡室、火花室、多絲正比室等，開始了新粒子的大發現時期。
到了60年代頭幾年，實驗上觀察到的基本粒子的數目已經增加到比當年元素周期表出現時發現的化學元素的數目還要多，而且發現的勢頭也越來越強。1961年，由蓋耳-曼及奈曼類比化學元素周期表提出了，用強相互作用的對稱性來對強子進行分類的「八重法」。
八重法分類不但給出了當時已經發現的強子在其中的位置，還准確地預言了一些新的粒子，如1964年用氣泡室實驗發現的Ω粒子。八重法很好地說明粒子的自旋、宇稱、電荷、奇異數以及質量等靜態性質的規律性。
在此階段中，證實了不單電子，所有的粒子，都有它的反粒子(有的粒子的反粒子就是它自身)。其中第一個帶電的反超子是由中國的王淦昌等在1959年發現的。此外，還發現了為數眾多的壽命極短經強作用衰變的粒子——共振態。
基本粒子大量發現，使人們懷疑這些基本粒子的基本性。基本粒子的概念，面臨一個突變。
20世紀40年代到60年代，對微觀世界理性認識的最大進展是量子力學的建立。經過一代物理學家的努力，量子力學能很好地解釋原子結構、原子光譜的規律性、化學元素的性質、光的吸收及輻射等等現象，特別是當它同狹義相對論結合而建立相對論性量子力學以後，它已經成為微觀世界在原子、分子層次上的一個基本理論。
但是，量子力學還有幾個方面的不足：它不能反映場的粒子性；不能描述粒子的產生和湮沒的過程；它有負能量的解，這導致物理概念上的困難。量子場論是由狄喇克、約旦、維格納、海森伯和泡利等人在相對論量子力學的基礎上，通過場的量子化的途徑發展出來的，它很好地解決了這三個問題。
庫什和福里1947年發現的電子反常磁矩，和由蘭姆等發現的氫原子能級的分裂，只有通過量子電動力學的重正化理論才能得到正確的解釋。今天，量子電動力學已經經受了許多實驗上的驗證，成為電磁相互作用的基本理論。
並非所有的基本粒子都是「基本」的想法，最早是在1949年由費密和楊振寧提出的。他們認為，介子不是基本的，基本的是核子，而介子只是由核子和反核子構成的結合態。1955年，坂田昌一擴充了費密和楊振寧的模型提出了強子是由核子、超子和它們的反粒子構成的模型。
1961年，在實驗上發現了不少共振態。1964年，已發現的基本粒子(包括共振態)的種類增加到上百種，因而使得蓋耳-曼和茲韋克提出，產生對稱性的基礎就是構成所有強子的構造單元，它們一共有三種，並命名為誇克。
20世紀60年代以來，在宇宙線中、加速器上以及在岩石中，都進行了對誇克的實驗找尋，但迄今還沒有被確證為成功的報道。在60年代和70年代，有更多的能量更高、性能更好的加速器建成。雖然在這些加速器上沒有找到誇克。但卻得到了間接的，但是更有力地說明誇克存在的證據。
與強子的數目急劇增加的情況相反，自從1962年利用大型火花室，在實驗上證實了兩類中微子之後，長時間內已知的輕子就只有四種，但是到了1975年情況有了改變，這一年佩爾等在正負電子對撞實驗中發現了一個新的輕子，它帶正電或帶負電，達質子的兩倍，所以又叫重輕子。與它相應，普遍相信應有另一種中微子存在，但是尚未得到實驗上的證實。
誇克理論提出不久，就有人認識到強子的強相互作用和弱相互作用的研究應建立在誇克的基礎上，同時還要充分考慮強子的結構特性和各種過程中的運動學特點，才能正確地解釋強子的壽命、寬度、形狀因子、截面等動態性質。1965年，中國發展的強子結構的層子模型，就是這個方向的首批研究之一。層子的命名，是為了強調物質結構的無限層次而作出的。在比強子更深一層次上的層子，就是誇克。近20年來，粒子物理實驗和理論發展的主流，一直沿著這個方向，在弱作用方面，已有了突破性的進展，在強作用方面，也有重大的進展。
最早的弱相互作用理論，是費密為了解釋中子衰變現象在1934年提出來的。弱作用宇稱不守恆的發現，給弱作用理論的研究帶來很大的動力。隨後不久便確立了描述弱作用的流在洛倫茲變換下應當具有的形式，而且適用於所有的弱作用過程，被稱為普適費密型弱相互作用理論。
1961年，格拉肖提出電磁相互作用和弱相互作用的統一理論。這個理論的基礎，是楊振寧和密耳斯在1954年提出的非阿貝耳規范場論。但是在這個理論里，這些粒子是否具有靜止質量、理論上如何重正化等問題，沒有得到解答。
1967～1968年，溫伯格、薩拉姆闡明了作為規范場粒子是可以有靜止質量的，還算出這些靜止質量同弱作用耦合常數以及電磁作用耦合常數的關系。這個理論中很重要的一點是預言弱中性流的存在，而當時實驗上並沒有觀察到弱中性流的現象。由於沒有實驗的支持，所以當時這個模型並末引起人們的重視。
1973年，美國費密實驗室和歐洲核子中心在實驗上相繼發現了弱中性流，之後，人們才開始對此模型重視起來。在1983年，魯比亞實驗組等在高能質子—反質子對撞的實驗中發現的特性同理論上期待的完全相符規范粒子，這給予電弱統一理論以極大的支持，從而使它有可能成為弱相互作用的基本理論。
目前，粒子物理已經深入到比強子更深一層次的物質的性質的研究。更高能量加速器的建造，無疑將為粒子物理實驗研究提供更有力的手段，有利於產生更多的新粒子，以弄清誇克的種類和輕子的種類，它們的性質，以及它們的可能的內部結構。
弱電相互作用統一理論日前取得的成功，特別是弱規范粒子的發現，加強了人們對定域規范場理論作為相互作用的基本理論的信念，也為今後以高能輕子作為探針探討強子的內部結構、誇克及膠子的性質以及強作用的性質提供了可靠的分析手段。在今後一個時期，強相互作用將是粒子物理研究的一個重點。
把電磁作用、弱作用和強作用統一起來的大統一理論，近年來引起相當大的注意。但即使在最簡單的模型中，也包含近20個無量綱的參數。這表明這種理論還包含著大量的現象性的成分，只是一個十分初步的嘗試。它還要走相當長的一段路，才能成為一個有效的理論。
另外從發展趨勢來看，粒子物理學的進展肯定會在宇宙演化的研究中起推進作用，這個方面的研究也將會是一個十分話躍的領域。
很重要的是，物理學是一門以實驗為基礎的科學，粒子物理學也不例外。因此，新的粒子加速原理和新的探測手段的出觀，將是意義深遠的。
『肆』 大學物理的作品前言
大學物理是工程技術類專業一門十分重要的基礎課。為適應教學改革的新形勢，根據教育部高等學校物理基礎課程教學指導分委員會2011年大學物理和大學物理實驗課程教學基本要求的主要精神，結合編審人員多年的教學經驗以及當前國內外物理教材改革的動態，紹興文理學院物理系經集體討論編寫了本書。本教材共有13章。編者的初衷是為一般工程技術類專業大學本科生提供一套難度合適、深入淺出、篇幅不大、易教易學的大學物理教材。在編寫過程中，編者充分體會到實現這一目標的困難和艱辛。本書的內容緊緊圍繞大學物理課程的基本要求，並以工程技術，特別是新技術中廣泛應用的基本物理原理為依據，盡量做到科學性和思想性相統一，理論聯系實際，側重知識的應用性、啟發性和趣味性相結合的原則。為此，在編寫過程中，適量引用了相關的物理學史資料，其中包括重要的物理實驗和有關科學家的思想和貢獻。這樣可增強物理學理論的真實感和生動感，有助於學生形成科學的學習方法和研究方法，有利於激發學生的學習興趣和培養學生的創新能力。本書努力體現如下特點： ①充分利用高等數學這一重要工具求解物理學問題，通過本課程的學習，幫助和引導學生學會使用高等數學，把「物」與「理」密切結合； ②精選內容，盡量做到「少課少時」，切實減輕學生負擔，既還學生以時間和空間，又保證為後續課程提供必要的基礎； ③注重從實驗規律引出概念，適當介紹物理學發展史上的重大事件，使學生了解科學發展的規律、科學研究的方法以及科學家的精神； ④充分利用物理學與許多近代和前沿課題、高新技術、現代生活的聯系，適當介紹相關科學研究的新成果，開闊學生的眼界，啟迪他們的思維，提高學生的科學素質。本教材內容相對比較完整，所以老師們在講解時可以根據大綱要求選擇相應的內容，或者選擇與本專業關聯度大一點的部分作為教學內容，容易做到學時與內容相對應，具有一定的靈活性。紹興文理學院物理系的老師仔細閱讀了書中的相關內容，提出了許多寶貴的意見和建議，在此表示衷心的感謝。由於編者水平有限，加之時間倉促，缺點和疏漏一定不少，懇請廣大讀者批評指正。
編 者2012年9月
『伍』 簡單闡述世界近代物理學史的發展和當今物理學發展的前沿問題(不少於1000字)
發展史
經典物理與近代物理
第一,立足於牛頓力學的經典物理學和經典自然科學在很在程度上是關於自然事物,自然屬性,自然過程和自然界規律性的知識,但它往往沒有對這些事物,屬性,過程和規律性的機制(道理)從因果性上作出解釋;近代自然科學所能做到的或應當做到的,則是依據於對微觀過程的了解,解決這些"為什麼"的問題.
第二,經典自然科學有它的普遍性和整體性,但就對整個自然事物的反映看,經典理論基本上是關於特殊的,局部的自然領域的知識;近代自然科學則具有更高程度的普遍性和更大范圍的全局性
第一章 發展中的物理學
1 相對論
相對論是現代物理學的重要基石.它的建立20世紀自然科學最偉大的發現之一,對物理學,天文學乃至哲學思想都有深遠的影響.相對論是科學技術發展到一定階段的必然產物,是電磁理論合乎邏輯的繼續和發展,是物理學各有關分支又一次綜合的結果.相對論經邁克耳遜,莫雷實驗,洛倫茲及愛因斯坦等 人發展而建立.
2 量子力學
1900年普朗克為了克服經典理論解釋黑體輻射規律的困難,引入了能量了概念,為量子理論奠定了基石.隨後愛因斯坦針對光電效應實驗與經典理論的矛盾,提出了光量子假說,並在固體比熱問題上成功地運用了能量子概念,為量子理論的發展打開了局面.1913年,玻爾在盧瑟福有核模型的基礎上運用了量子化概念,對氫光譜作出了滿意的解釋,使量子論取得了初步的勝利.之後經過玻爾,索末菲海森堡,薛定諤,狄拉克等人開創性的工作,終於在1925年-1928年開成了完整的量子力學理論.
3 原子核及基本粒子
原子核物理學起源於放射性的研究,是19世紀末興起的嶄新課題.在這以前,人類對這年領域毫開所知.從事這項研究的物理學家,他們通過作新創制的簡陋儀器進行各種實驗和觀察,從中收集數據,總結經驗,尋找規律,探索不斷開拓新的領域. 1933年以後,原子核物理理論才逐漸形成.
4 固體物理學
20世紀初,固體物理學就開始深入到微觀領域,人們開始利用微觀規律來計算實驗觀測量.量子力學首先應用於簡諧振子及簡單的原子上,並顯示了其正確性,其次又在化學鍵的問題上取得了效果.二十世紀20年代後,固體物理學作為一門學科在物理學領域中誕生.
5 物理學與技術
物理學的發展為新技術提供了基礎,與此相反的關系也完全存在.假如不採用電子技術的各式各樣的機器,今天的物理學,甚至整個科學研究都可能連一天也存在不下去.要建造超高能物理學所不可缺少的巨大加速器,必須要動員當前最先進的精密機械技術和電子學技術才行.同時由於對技術進步的不斷要求,作為這些技術基礎的物理學的研究也正在日益加強.可以說,沒有上述各方面的條件,就不可能存在今天這種大規模,多方面的物理學研究.
6 科學的體制化
近代物理學的基礎工程學科化這種趨勢,當然是由圍繞科學的新的社會狀況的出現所形成和促進的.
7 物理學在地理上的擴大
物理學的變遷,同時也伴有物理學在地理上擴大.俄國(蘇聯),美國,日本,中國及歐洲,亞洲,非洲物理學在地理上的擴大,必將會進一步擴大在進行尖端物理學研究,所以,沒有理由認為這些國家將來不會產生真正的物理學研究.
8 研究技術化
可以把這一趨勢同由物理學所支撐著的各種各樣新技術所持有的可能性相結合,看作是社會進步的一個標志.
第二章節近代物理學的序幕
一 電子的發現
背景: 電子的發現起源於對陰極射線的研究.陰極射線是低壓氣體放電過程中的一種奇特現象.這一觀點得到赫茲等人的支持,贊成以太說的大多是德國人.英國物理學家克魯克斯以及舒斯特根據各自的實驗及解釋都認為陰極射線是由粒子組成的.德國學派主張以太學說,英國學派主張帶電微粒說.
J.J.湯姆生對電子研究
⒈定性研究:J.J.湯姆生還改進了赫茲的靜電場偏轉實驗,他進一步提高了真空度,並且減小極間電壓,以防止氣體電離,終於獲得了穩定的靜電偏轉.
⒉定量研究 :一種方法是用靜電場偏轉管在管子兩側各加一通電線圈以產生垂直於電場方向的磁場,然後根據電場和磁場分別造成的偏轉,計算出陰極射線的荷質比e/m,另一種方法是測量陰極的溫升.因為陰極射線撞擊到陰極,會引起陰極的溫度升高.J.J.湯姆生把熱電偶接到陰極,測量它的溫度變化,兩種不同的方法得到的結果相近,荷質比
⒊普遍性證明
『陸』 現在物理學研究的前沿是什麼
量子力學和相對論
『柒』 物理學前沿問題探索
物理面臨十大問題懸而未解：
（1）是否存在未發現的自然規律，如新的對稱性和新的物理規律？
（2）是否存在額外維空間？
（3）能否把自然界所有的力統一為一種力？
（4）為什麼存在如此多的種類不同的粒子？
（5）為什麼誇克和輕子只有三代？粒子質量的起源是什麽?
（6）什麼是暗物質?如何在實驗室中產生它？
（7）什麼是暗能量？
（8）中微子能給我們什麼啟示？它如此微小的質量及其在宇宙演化中的作用實在是個迷。
（9）宇宙是如何形成的？如果宇宙大爆炸理論是對的，那麼大爆炸之前是什麼？
（10）為什麼今天宇宙中只有物質而沒有反物質？
『捌』 現代物理學前沿是什麼
力，熱，光，電，原子物理。量子力學，都有很前沿的東西，請說明研究方向
『玖』 物理學前沿講座
一、曲秀榮
1、材料分類：（1）結構材料：力學性能、熱學性能。（2）功能材料：熱電、壓電、鐵電、發光
2、微觀組成:狀塊材料、納米材料
3、納米特點：比面積大①高的活性 ②韌性 ③磁學性能 ④量子隧道效應
20世紀的兩大話題能源環境 LETTERS
4、熱電材料的優點：是綠色能源①體積小（例如：熱電發電、熱電製冷、發電系統） ②重量輕 ③結構簡單 ④堅固耐用 ⑤無需運動部件 ⑥無磨損 ⑦無噪音 ⑧無污染 ⑨無需監控操作
5、熱電材料的應用：（1）溫差電池（熱電晶元、手機用的電池）（2）小汽車的發電系統（3）空間站的熱電能轉換裝置，深海作業的熱電能轉換裝置
6、熱電製冷的應用：①變協式冰箱 ②空調 ③手術刀
7、熱電材料及熱點效應的基礎知識
①什麼事熱電材料？（熱電材料發電效率低）
定義：一種利用固體內部載流子運動，實現熱能的電能直接相互轉換的功能材料
8、新材料的探索：（有哪些材料）
答： Bi Te / Sb Te 體系 PbTe體系 SiGe體系 CoSb 為代表的方鈷 型熱電材料 Zn Sb 金屬硅化物（如 —FeSi 、MnSi 、CrSi 等） NaCo O 為代表氧化物
9、什麼是熱電材料？
答：熱電材料也是溫差材料，是一種利用固體內部載流子運動，實現熱能和電能相互轉化的功能材料
10、什麼是熱電效應？（簡）
答：熱電效應是電流引起的可逆熱效應和溫差引起的電效應的總稱。
包括Seebeck效應 Peltier效應 和 Thomson效應
賽貝克 帕爾貼 湯姆遜
11、賽貝克效應：當兩種不同導體構成閉合電路時，如果兩個接點的溫度不同，則兩接點間有電動勢產生，且在迴路中有電流通過，即溫差電現象或Seebeck效應（可能為簡、填、選）
論+應 主要應用：①用采熱電發電 例如：利用放射性同位素做熱源給航天器空間站發電②還可利用海洋溫差、太陽能等發電 ③汽車尾氣等廢熱發電 ④可以用於偏遠山村供電以及深海作業供電(論=概+應）
12、Peltier效應：當電流通過兩個不同導體形成的接點時，接點處會發生放熱或吸熱現象，稱為Peltier效應 當半導體通以電流時，兩端會有溫差現象出現，此現象為帕爾貼效應（應用：熱電效應 用於冰箱、空調、計算機系統、手術刀等）
13、熱電材料用於發電和這冷目前存在的問題是什麼？解決辦法有哪些？答：與常規能源相比熱電轉換效率低 解決辦法：提高材料的熱電性能①探索新材料 ②將材料低維化
14、帕Peltier的特點：體積小、重量輕、結構簡單、堅固耐用、無需運動部件、無磨損、無噪音、無污染
15、熱電轉換裝置，熱電材料用於發電和製冷，存在的問題是什麼及解決辦法？答：熱電轉換效率低
一維ZnO納米材料簡介（高紅）
1、半導體簡介 2研究一維ZnO納米材料的意義 3、一維ZnO納米結構的生長
1、半導體
什麼是半導體？在絕緣體和導體之間，沒有明顯界限
半導體的特徵？對外界條件（力、熱、光、電、磁、雜質等）變化非常敏感
半導體的應用：計算機晶元、發光材料、感測器
常見半導體：Si（硅）Ge（鍺）ZnO（氧化鋅）
2、研究一維ZnO納米材料的意義
2.1納米材料的定義
納米材料：是指由納米顆粒構成的固體材料，其中納米顆粒的尺寸1—100納米。包括納米顆粒、納米線、納米超薄膜、夾層結構、多層膜和超晶格等材料
2.2納米材料的效應：小尺寸效應、量子效應、表面效應
小尺寸效應：由於顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質的變化稱為小尺寸效應
量子效應：一是納米粒子尺寸小到某一值時，在費米能級附近的電子能級是由准連續變為離散的現象 二是納米半導體微粒存在不連續的最高被占據分子軌道和最低未被占據的分子軌道能級，能級間隔變寬，出現藍移的現象
表面效應：粒子的大小與表面原子數的關系
直徑/nm 1 5 10 100
原子總數/N 30 4000 3000 300000
表面原子百分比/表面積 100 40 20 2
納米材料的表面積大大增加，表面結構也發生很大的變化。因此，與表面狀態有關的吸附、催化以及擴散等物理化學性質。
2、ZnO一維納米材料的性質：⑴、直接帶隙寬禁帶半導體（3.4eV）⑵、具有高自由激子束縛能（室溫60meV）⑶、紫外發光材料⑷、光電、壓電、氣敏、生物安全等特性⑸、一維納米材料的特性
3、研究意義
3.1制備方法：化學氣相沉積、脈沖激光沉積（經常用） 水熱法
一維ZnO納米材料的表徵
3.1、形貌表徵（SEM）
3.2、晶體結構表徵（XRD）
3.3、微觀晶格結構表徵（HRTEM）
3.4、成分表徵（EDX）
3.5、光學性質表徵（PL，Raman）
稀土及其發光（孟慶裕）
一、什麼是稀土
1.1稀土的定義
答：稀土是稀土類元素群的總稱。包含鈧Sc、釔Y及元素周期表的ⅢB族鑭系中的鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、鉕Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Gd、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、鑥Lu共17個元素。稀土元素的單質都屬於有色金屬。
⑴、傳統領域：農業、冶金、石化、玻璃、陶瓷、機械加工、照明光源
⑵、高新科技領域：新型照明與顯示技術、儲氫技術、激光材料、光通信、精密陶瓷、高溫超導、精細化學催化劑
1.2、稀土的分類：稀土元素分為「輕稀土元素」和「重稀土材料」。「輕稀土材料」指原子序數較小的鈧Sc、釔Y和鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、鉕Pm
2.1、什麼是發光
答：發光石物體內部以某種方式吸收能量後轉化為光輻射的過程（概括的說，發光就是物質在熱輻射之外以光的形式發射出多餘的能量，而這種多餘能量的發射過程具有一定的持續時間）
發光是熱輻射之外的一種輻射，這種輻射的持續時間超過光的振動周期。（廣播的振動周期的量級在10 秒以下，而發光的輻射期間在10 秒以上。因此，用輻射期間作為判據，很容易把發光與反射、散射這類輻射區分開來。
2.2、稀土元素的價態
答：稀土離子在固中一般呈現三價，鑭系元素中的某些元素還有二價和四價
2.3、什麼樣離子容易變成+2價或+3價，為什麼？
答：4f電子軌道全空、半充滿和全充滿電子的稀土離子為穩定態，如La 、Gd 、Lu 和Y ，它們結構穩定，具有光學惰性，很適合作為發光的材料的基質。而一些三價稀土離子的4f軌道中比穩定態一或二個電子為趨於穩定態，它們易失去一個電子而被氧化為+4價，而另一些三價稀土離子比穩定態少一或兩個電子為趨於穩定態，它們易被還原為+2價
2.4、稀土離子發光的特點
答：對於三價稀土離子，由於4f 電子在空間上受到5s 5p 電子的屏蔽，因此，幾乎不受配體的影響，故4f—4f躍遷的光譜有如下特點①光譜呈狹窄線狀 ②譜線強度較低 ③躍遷概率很小，激發態壽命較長
2.5、5d到4f躍遷的特點？
答：5d—4f躍遷 =1，根據選擇定則，這種躍遷是允許的，並且5d處於外層，5d—4f躍遷受晶體場影響較大，所以5d—4f躍遷發光的特點與4f—4f躍遷幾乎完全相反，其光譜呈現帶寬，強度較高，熒光壽命的特點
光的強度隨波長的變化就叫光譜
2.6常見的稀土發光材料？
光源：日光燈 BaMg Al O Eu
Mg Al O Ce Te 特
Y O Eu 有
高壓汞燈 Y（Pv）O Eu YUO En Tb
黑光燈 YPO Ce Tb MgSrBF Eu
固體光源 YAG Ge
一、納米技術
納米是一個尺度的量度1nm=10 m
納米科技是和研究由尺寸在1點10 nm之間的物質組成體系的運動規律和相互作用以及可能的實際應用中的技術問題的科學技術
二、納米材料具有的基本特性
⑴、表面效應
納米材料的表面效應是指納米粒子的表面原子數與總原子數的比值隨粒徑的變小而急劇增大，引起的性質上的變化，由於納米粒子表面原子數增多，表面原子配位數不足和高的表面能，使這些原子易與其它原子相結合而穩定下來。所以納米材料具有很高的化學活性。
⑵、小尺寸效應
當納米微粒尺寸與光波的波長，傳導電子的德布羅意波以及超導態的相干長度或透射深度等物理特徵，尺寸相當時，晶體周期性的邊界條件將被破壞，聲、光、電、磁、熱、力學等特徵是新的物理性質的變化稱為小尺寸效應。
⑶、量子尺寸效應
當粒子尺寸下降到一定值時，金屬費米能級附近的電子能級會由准連續變為離散能級的現象和半導體微粒存在不連續的最高被占據分子軌道和最低未被占據的分子軌道能級，能級變寬現象，這稱為量子尺寸效應。
⑷、宏觀量子隧道效應
隧道效應是指微觀粒子具有貫穿勢壘的能力，人們發現一些宏觀量，如磁化強度，量子相於器中的隧道通量等具有隧道效應，稱之為宏觀量子軌道效應
⑸、尺寸限制效應（體積效應）
當物體體積減小時與體積密切相關的性質將發生變化，如半導體電子自由程變小，磁體的磁區變小，能量傳輸的范圍變小等，這就是體積效應
三、由於以上幾種效應存在，納米材料呈現如下巨大應用潛力的宏觀物理和化學性能：⑴、高強度的高韌性⑵、高熱膨脹系數、高比熱容和低熔點⑶、特殊的電磁學性質⑷、較高的化學活性⑸、極強的吸波性
投影顯示技術（孫文軍）
1、分類
2、結構 高度 投影機 電壓值 晶元 光 光學 屏幕
3、評價體系
4、投影顯示種類
⑴、CRT ⑵、LCD ⑶、DLP ⑷、LCOS
5、投影顯示的光源
⑴、鹵素燈 ⑵UHP ⑶LED
6、光學調制（空間調制器）
LCD（透射) PDP LCOS（透射式） DLP
加電壓與輸出亮度為線性
被動發光：（1）照明光均勻性（2）輸出截面與晶元相匹配（3）亮度
顏色的合成
1、空間合成 R+G+B=W
2、時間合成 C+M+Y=B
晶元DL中：（1）不需偏振（2）矩形（3）均勻化（4）結構簡單化（5）能量利用率高
半導體量子級聯激光器 ①波導層 ①工作物質
一、結構 ②作電極 ②激勵條件
二、粒子數反轉 ③粒子數反轉
三、半導體中電子能級結構 ④諧振腔
四、如何實現粒子數反轉 激勵條件：外加電場Fo、內部極化場Fp
胡建民
地球輻射帶
電子0~7MeV
航天器常見軌道的環境特點
低地球軌道：200—1000km 微流星和空間碎片
中地球軌道：約2000km 高能粒子
空間環境模擬器
熱真空環境模擬器
空間動力學模擬器
空間組合環境模擬器
如何實現等效？
空間環境粒子 地面實驗粒子
通量連續 通量單一
能譜連續 單能粒子
多種粒子 一種粒子
太陽能電池
1、JPL等效注量法
優點：傳統：1980年提出 1982Si 1996GaAs
應用廣泛，形成成熟的評價系統
考慮了低能粒子的損傷效應
缺點：過程繁瑣，實驗數據過多（4e+8P）
與電池設計參數關系密切
2、位移損傷劑量法
優點：所需的地面實驗數據較少，地面粒子的能量選取方便
評價方法簡單易行
缺點：1995年提出，方法較新，缺少前期研究基礎
更適用於厚度較薄的電池（幾個 m)
沒有考慮低能粒子的輻照損傷效應
3、目前空間電池的分類與應用
⑴、單晶硅太陽電池
①1958年3月，美國先鋒號首次用太陽電池板供電
②價格低廉，工藝簡單
⑵、GaAs/Ge單結太陽電池
①1983年，美國首次在LIPS衛星使用，共計1800片
②1986年，前蘇聯和平號空間站全部使用
③2002年3月25日，神舟3號進行搭載試驗
⑶、GaInP/GaAs/Ge三結太陽電池
①1997年，美國HP系列衛星開始使用雙結電池
②2002年，美GaLaxy衛星首次使用三結電池
4、……關鍵：
⑴、確定輻照缺陷的類型濃度等參數
⑵、建立太陽電池的輻照損傷模型
5、揭示損傷機理的關鍵
⑴、探測輻照損傷缺陷的類型濃度分布
針對缺陷類型提高電池材料的抗輻射能力
根據缺陷濃度和粒子能量提高防護方法
⑵、建立輻射損傷的物理模型
為了提高電池的抗輻射能力提供理論依據
可以科學評價電池在軌行為，對於提高航天器在軌運行的穩定性和可靠性具有重要意義
燃料電池（李仲秋）
一、概述
工作原理：從正極處的氫氣中抽取電子。（氫氣被電化學氧化掉或稱燃燒掉了）這些負電子流到導電的正極，同時，餘下的正原子通過電解液被送到負極，在負極，離子與氧氣發生反應並從負極吸收電子。這一反應的產品是電流、熱量和水
二、燃料電池技術分類
燃料電池的種類按不同的方法可大致分類如下：
1、按燃料電池的運行機理分 分為酸性燃料電池和鹼性燃料電池
2、按電解質的種類不同 有酸性、鹼性、熔融鹽類或固體電解質 鹼性燃料電池，磷酸燃料電池，熔融碳酸鹽燃料電池，固體氧化物燃料電池，質子交換膜燃料電池
3、按燃料類型分 有氫氣、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有機燃料，汽油、柴油和天然氣等氣體燃料
4、按燃料電池工作溫度分 有低溫型，溫度低於200℃，中溫型溫度為200~750℃，高溫型，溫度高於750℃