『壹』 目前物理学前沿的问题有哪些
物理学前沿问题是我们现在不知道哪是前沿突破口
『贰』 现代物理学前沿领域研究热点
纳米技术
『叁』 现代物理学的发展前沿
高能物理学又称粒子物理学或基本粒子物理学，它是物理学的一个分支学科，研究比原子核更深层次的微观世界中物质的结构性质，和在很高的能量下，这些物质相互转化的现象，以及产生这些现象的原因和规律。它是一门基础学科，是当代物理学发展的前沿之一。粒子物理学是以实验为基础，而又基于实验和理论密切结合发展的。
高能物理学的发展历史
两千多年来人们关于物质是由原子构成的思想，由哲学的推理，变成了科学的现实，而且在这个阶段终了时，形成了现代的基本粒子的思想。
原子的概念，是由2400年前的希腊哲学家德谟克利特，和中国战国时代的哲学家惠施提出来的。惠施说“至小无内，谓之小一”，意思是最小的物质是不可分的。这个最小的单元，也就是德谟克利特称为原子的东西。但是他们都没能说明原子或“最小的单元”具体是什么。之后的两千多年间，原子这个概念，只停留在哲学思想的范畴。
1897年，汤姆逊在实验中发现了电子，1911年卢瑟福由α粒子大角度弹性散射实验，又证实了带正电的原子核的存在。这样，就从实验上证明了原子的存在，以及原子是由电子和原子核构成的理论。
1932年，查德威克在用α粒子轰击核的实验中发现了中子。随即人们认识到原子核是由质子和中子构成的，从而得到了一个所有的物质都是由基本的结构单元——质子、中子和电子构成的统一的世界图像。
就在这个时候开始形成了现代的基本粒子概念。1905年，爱因斯坦提出电磁场的基本结构单元是光子，1922年被康普顿等人的实验所证实，因而光子被认为是一种“基本粒子”。1931年，泡利又从理论上假设存在一种没有静止质量的粒子——中微子(严格地讲是反中微子，中微子的存在是1956年由莱因斯和科恩在实验上证实的)。
相对论量子力学预言，电子、质子、中子、中微子都有质量和它们相同的反粒子。第一个反粒子——正电子是1932年，安德森利用放在强磁场中的云室记录宇宙线粒子时发现的，50年代中期以后陆续发现了其他粒子的反粒子。
随着原子核物理学的发展，发现除了已知的引力相互作用和电磁相互作用之外，还存在两种新的相互作用——强相互作用和弱相互作用。
1934年，汤川秀树为解释核子之间的强作用短程力，基于同电磁作用的对比，提出这种力是由质子和(或)中子之间交换一种具有质量的基本粒子——介子引起的。1936年，安德森和尼德迈耶在实验上确认了一种新粒子，其质量是电子质量的207倍，这就是后来被称为μ子的粒子。μ子是不稳定的粒子，它衰变成电子、一个中微子和一个反中微子，平均寿命为百万分之二秒。
汤川最初提出的介子的电荷是正的或负的。1938年，凯默基于实验上发现的核力的电荷无关性的事实，发展了稍早些时候出现的同位旋的概念，建立了核力的对称性理论。
1947年，孔韦尔西等人用计数器统计方法发现μ子并没有强作用。1947年鲍威尔等人在宇宙线中利用核乳胶的方法发现了真正具有强相互作用的介子，其后，在加速器上也证实了这种介子的存在。
从此以后人类认识到的基本粒子的数目越来越多。就在1947年，罗彻斯特和巴特勒在宇宙线实验中发现v粒子(即K介子)，这就是后来被称为奇异粒子的一系列新粒子发现的开始。由于它们独特的性质，一种新的量子数——奇异数的概念被引进到粒子物理中。在这些奇异粒子中，有质量比质子轻的奇异介子，有质量比质子重的各种超子。在地球上的通常条件下，它们并不存在，在当时的情况下，只有借助从太空飞来的高能量宇宙线才能产生。
这些发现了的基本粒子，加上理论上预言其存在，但尚未得到实验证实的引力场量子——引力子，按相互作用的性质，可分成引力子、光子、轻子和强子四类。为了克服宇宙线流太弱这个限制，从50年代初开始建造能量越来越高、流强越来越大的粒子加速器。实验上也相继出现了新的强有力的探测手段，如大型气泡室、火花室、多丝正比室等，开始了新粒子的大发现时期。
到了60年代头几年，实验上观察到的基本粒子的数目已经增加到比当年元素周期表出现时发现的化学元素的数目还要多，而且发现的势头也越来越强。1961年，由盖耳-曼及奈曼类比化学元素周期表提出了，用强相互作用的对称性来对强子进行分类的“八重法”。
八重法分类不但给出了当时已经发现的强子在其中的位置，还准确地预言了一些新的粒子，如1964年用气泡室实验发现的Ω粒子。八重法很好地说明粒子的自旋、宇称、电荷、奇异数以及质量等静态性质的规律性。
在此阶段中，证实了不单电子，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)。其中第一个带电的反超子是由中国的王淦昌等在1959年发现的。此外，还发现了为数众多的寿命极短经强作用衰变的粒子——共振态。
基本粒子大量发现，使人们怀疑这些基本粒子的基本性。基本粒子的概念，面临一个突变。
20世纪40年代到60年代，对微观世界理性认识的最大进展是量子力学的建立。经过一代物理学家的努力，量子力学能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收及辐射等等现象，特别是当它同狭义相对论结合而建立相对论性量子力学以后，它已经成为微观世界在原子、分子层次上的一个基本理论。
但是，量子力学还有几个方面的不足：它不能反映场的粒子性；不能描述粒子的产生和湮没的过程；它有负能量的解，这导致物理概念上的困难。量子场论是由狄喇克、约旦、维格纳、海森伯和泡利等人在相对论量子力学的基础上，通过场的量子化的途径发展出来的，它很好地解决了这三个问题。
库什和福里1947年发现的电子反常磁矩，和由兰姆等发现的氢原子能级的分裂，只有通过量子电动力学的重正化理论才能得到正确的解释。今天，量子电动力学已经经受了许多实验上的验证，成为电磁相互作用的基本理论。
并非所有的基本粒子都是“基本”的想法，最早是在1949年由费密和杨振宁提出的。他们认为，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构成的结合态。1955年，坂田昌一扩充了费密和杨振宁的模型提出了强子是由核子、超子和它们的反粒子构成的模型。
1961年，在实验上发现了不少共振态。1964年，已发现的基本粒子(包括共振态)的种类增加到上百种，因而使得盖耳-曼和兹韦克提出，产生对称性的基础就是构成所有强子的构造单元，它们一共有三种，并命名为夸克。
20世纪60年代以来，在宇宙线中、加速器上以及在岩石中，都进行了对夸克的实验找寻，但迄今还没有被确证为成功的报道。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。虽然在这些加速器上没有找到夸克。但却得到了间接的，但是更有力地说明夸克存在的证据。
与强子的数目急剧增加的情况相反，自从1962年利用大型火花室，在实验上证实了两类中微子之后，长时间内已知的轻子就只有四种，但是到了1975年情况有了改变，这一年佩尔等在正负电子对撞实验中发现了一个新的轻子，它带正电或带负电，达质子的两倍，所以又叫重轻子。与它相应，普遍相信应有另一种中微子存在，但是尚未得到实验上的证实。
夸克理论提出不久，就有人认识到强子的强相互作用和弱相互作用的研究应建立在夸克的基础上，同时还要充分考虑强子的结构特性和各种过程中的运动学特点，才能正确地解释强子的寿命、宽度、形状因子、截面等动态性质。1965年，中国发展的强子结构的层子模型，就是这个方向的首批研究之一。层子的命名，是为了强调物质结构的无限层次而作出的。在比强子更深一层次上的层子，就是夸克。近20年来，粒子物理实验和理论发展的主流，一直沿着这个方向，在弱作用方面，已有了突破性的进展，在强作用方面，也有重大的进展。
最早的弱相互作用理论，是费密为了解释中子衰变现象在1934年提出来的。弱作用宇称不守恒的发现，给弱作用理论的研究带来很大的动力。随后不久便确立了描述弱作用的流在洛伦兹变换下应当具有的形式，而且适用于所有的弱作用过程，被称为普适费密型弱相互作用理论。
1961年，格拉肖提出电磁相互作用和弱相互作用的统一理论。这个理论的基础，是杨振宁和密耳斯在1954年提出的非阿贝耳规范场论。但是在这个理论里，这些粒子是否具有静止质量、理论上如何重正化等问题，没有得到解答。
1967～1968年，温伯格、萨拉姆阐明了作为规范场粒子是可以有静止质量的，还算出这些静止质量同弱作用耦合常数以及电磁作用耦合常数的关系。这个理论中很重要的一点是预言弱中性流的存在，而当时实验上并没有观察到弱中性流的现象。由于没有实验的支持，所以当时这个模型并末引起人们的重视。
1973年，美国费密实验室和欧洲核子中心在实验上相继发现了弱中性流，之后，人们才开始对此模型重视起来。在1983年，鲁比亚实验组等在高能质子—反质子对撞的实验中发现的特性同理论上期待的完全相符规范粒子，这给予电弱统一理论以极大的支持，从而使它有可能成为弱相互作用的基本理论。
目前，粒子物理已经深入到比强子更深一层次的物质的性质的研究。更高能量加速器的建造，无疑将为粒子物理实验研究提供更有力的手段，有利于产生更多的新粒子，以弄清夸克的种类和轻子的种类，它们的性质，以及它们的可能的内部结构。
弱电相互作用统一理论日前取得的成功，特别是弱规范粒子的发现，加强了人们对定域规范场理论作为相互作用的基本理论的信念，也为今后以高能轻子作为探针探讨强子的内部结构、夸克及胶子的性质以及强作用的性质提供了可靠的分析手段。在今后一个时期，强相互作用将是粒子物理研究的一个重点。
把电磁作用、弱作用和强作用统一起来的大统一理论，近年来引起相当大的注意。但即使在最简单的模型中，也包含近20个无量纲的参数。这表明这种理论还包含着大量的现象性的成分，只是一个十分初步的尝试。它还要走相当长的一段路，才能成为一个有效的理论。
另外从发展趋势来看，粒子物理学的进展肯定会在宇宙演化的研究中起推进作用，这个方面的研究也将会是一个十分话跃的领域。
很重要的是，物理学是一门以实验为基础的科学，粒子物理学也不例外。因此，新的粒子加速原理和新的探测手段的出观，将是意义深远的。
『肆』 大学物理的作品前言
大学物理是工程技术类专业一门十分重要的基础课。为适应教学改革的新形势，根据教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会2011年大学物理和大学物理实验课程教学基本要求的主要精神，结合编审人员多年的教学经验以及当前国内外物理教材改革的动态，绍兴文理学院物理系经集体讨论编写了本书。本教材共有13章。编者的初衷是为一般工程技术类专业大学本科生提供一套难度合适、深入浅出、篇幅不大、易教易学的大学物理教材。在编写过程中，编者充分体会到实现这一目标的困难和艰辛。本书的内容紧紧围绕大学物理课程的基本要求，并以工程技术，特别是新技术中广泛应用的基本物理原理为依据，尽量做到科学性和思想性相统一，理论联系实际，侧重知识的应用性、启发性和趣味性相结合的原则。为此，在编写过程中，适量引用了相关的物理学史资料，其中包括重要的物理实验和有关科学家的思想和贡献。这样可增强物理学理论的真实感和生动感，有助于学生形成科学的学习方法和研究方法，有利于激发学生的学习兴趣和培养学生的创新能力。本书努力体现如下特点： ①充分利用高等数学这一重要工具求解物理学问题，通过本课程的学习，帮助和引导学生学会使用高等数学，把“物”与“理”密切结合； ②精选内容，尽量做到“少课少时”，切实减轻学生负担，既还学生以时间和空间，又保证为后续课程提供必要的基础； ③注重从实验规律引出概念，适当介绍物理学发展史上的重大事件，使学生了解科学发展的规律、科学研究的方法以及科学家的精神； ④充分利用物理学与许多近代和前沿课题、高新技术、现代生活的联系，适当介绍相关科学研究的新成果，开阔学生的眼界，启迪他们的思维，提高学生的科学素质。本教材内容相对比较完整，所以老师们在讲解时可以根据大纲要求选择相应的内容，或者选择与本专业关联度大一点的部分作为教学内容，容易做到学时与内容相对应，具有一定的灵活性。绍兴文理学院物理系的老师仔细阅读了书中的相关内容，提出了许多宝贵的意见和建议，在此表示衷心的感谢。由于编者水平有限，加之时间仓促，缺点和疏漏一定不少，恳请广大读者批评指正。
编 者2012年9月
『伍』 简单阐述世界近代物理学史的发展和当今物理学发展的前沿问题(不少于1000字)
发展史
经典物理与近代物理
第一,立足于牛顿力学的经典物理学和经典自然科学在很在程度上是关于自然事物,自然属性,自然过程和自然界规律性的知识,但它往往没有对这些事物,属性,过程和规律性的机制(道理)从因果性上作出解释;近代自然科学所能做到的或应当做到的,则是依据于对微观过程的了解,解决这些"为什么"的问题.
第二,经典自然科学有它的普遍性和整体性,但就对整个自然事物的反映看,经典理论基本上是关于特殊的,局部的自然领域的知识;近代自然科学则具有更高程度的普遍性和更大范围的全局性
第一章 发展中的物理学
1 相对论
相对论是现代物理学的重要基石.它的建立20世纪自然科学最伟大的发现之一,对物理学,天文学乃至哲学思想都有深远的影响.相对论是科学技术发展到一定阶段的必然产物,是电磁理论合乎逻辑的继续和发展,是物理学各有关分支又一次综合的结果.相对论经迈克耳逊,莫雷实验,洛伦兹及爱因斯坦等 人发展而建立.
2 量子力学
1900年普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难,引入了能量了概念,为量子理论奠定了基石.随后爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾,提出了光量子假说,并在固体比热问题上成功地运用了能量子概念,为量子理论的发展打开了局面.1913年,玻尔在卢瑟福有核模型的基础上运用了量子化概念,对氢光谱作出了满意的解释,使量子论取得了初步的胜利.之后经过玻尔,索末菲海森堡,薛定谔,狄拉克等人开创性的工作,终于在1925年-1928年开成了完整的量子力学理论.
3 原子核及基本粒子
原子核物理学起源于放射性的研究,是19世纪末兴起的崭新课题.在这以前,人类对这年领域毫开所知.从事这项研究的物理学家,他们通过作新创制的简陋仪器进行各种实验和观察,从中收集数据,总结经验,寻找规律,探索不断开拓新的领域. 1933年以后,原子核物理理论才逐渐形成.
4 固体物理学
20世纪初,固体物理学就开始深入到微观领域,人们开始利用微观规律来计算实验观测量.量子力学首先应用于简谐振子及简单的原子上,并显示了其正确性,其次又在化学键的问题上取得了效果.二十世纪20年代后,固体物理学作为一门学科在物理学领域中诞生.
5 物理学与技术
物理学的发展为新技术提供了基础,与此相反的关系也完全存在.假如不采用电子技术的各式各样的机器,今天的物理学,甚至整个科学研究都可能连一天也存在不下去.要建造超高能物理学所不可缺少的巨大加速器,必须要动员当前最先进的精密机械技术和电子学技术才行.同时由于对技术进步的不断要求,作为这些技术基础的物理学的研究也正在日益加强.可以说,没有上述各方面的条件,就不可能存在今天这种大规模,多方面的物理学研究.
6 科学的体制化
近代物理学的基础工程学科化这种趋势,当然是由围绕科学的新的社会状况的出现所形成和促进的.
7 物理学在地理上的扩大
物理学的变迁,同时也伴有物理学在地理上扩大.俄国(苏联),美国,日本,中国及欧洲,亚洲,非洲物理学在地理上的扩大,必将会进一步扩大在进行尖端物理学研究,所以,没有理由认为这些国家将来不会产生真正的物理学研究.
8 研究技术化
可以把这一趋势同由物理学所支撑着的各种各样新技术所持有的可能性相结合,看作是社会进步的一个标志.
第二章节近代物理学的序幕
一 电子的发现
背景: 电子的发现起源于对阴极射线的研究.阴极射线是低压气体放电过程中的一种奇特现象.这一观点得到赫兹等人的支持,赞成以太说的大多是德国人.英国物理学家克鲁克斯以及舒斯特根据各自的实验及解释都认为阴极射线是由粒子组成的.德国学派主张以太学说,英国学派主张带电微粒说.
J.J.汤姆生对电子研究
⒈定性研究:J.J.汤姆生还改进了赫兹的静电场偏转实验,他进一步提高了真空度,并且减小极间电压,以防止气体电离,终于获得了稳定的静电偏转.
⒉定量研究 :一种方法是用静电场偏转管在管子两侧各加一通电线圈以产生垂直于电场方向的磁场,然后根据电场和磁场分别造成的偏转,计算出阴极射线的荷质比e/m,另一种方法是测量阴极的温升.因为阴极射线撞击到阴极,会引起阴极的温度升高.J.J.汤姆生把热电偶接到阴极,测量它的温度变化,两种不同的方法得到的结果相近,荷质比
⒊普遍性证明
『陆』 现在物理学研究的前沿是什么
量子力学和相对论
『柒』 物理学前沿问题探索
物理面临十大问题悬而未解：
（1）是否存在未发现的自然规律，如新的对称性和新的物理规律？
（2）是否存在额外维空间？
（3）能否把自然界所有的力统一为一种力？
（4）为什么存在如此多的种类不同的粒子？
（5）为什么夸克和轻子只有三代？粒子质量的起源是什麽?
（6）什么是暗物质?如何在实验室中产生它？
（7）什么是暗能量？
（8）中微子能给我们什么启示？它如此微小的质量及其在宇宙演化中的作用实在是个迷。
（9）宇宙是如何形成的？如果宇宙大爆炸理论是对的，那么大爆炸之前是什么？
（10）为什么今天宇宙中只有物质而没有反物质？
『捌』 现代物理学前沿是什么
力，热，光，电，原子物理。量子力学，都有很前沿的东西，请说明研究方向
『玖』 物理学前沿讲座
一、曲秀荣
1、材料分类：（1）结构材料：力学性能、热学性能。（2）功能材料：热电、压电、铁电、发光
2、微观组成:状块材料、纳米材料
3、纳米特点：比面积大①高的活性 ②韧性 ③磁学性能 ④量子隧道效应
20世纪的两大话题能源环境 LETTERS
4、热电材料的优点：是绿色能源①体积小（例如：热电发电、热电制冷、发电系统） ②重量轻 ③结构简单 ④坚固耐用 ⑤无需运动部件 ⑥无磨损 ⑦无噪音 ⑧无污染 ⑨无需监控操作
5、热电材料的应用：（1）温差电池（热电芯片、手机用的电池）（2）小汽车的发电系统（3）空间站的热电能转换装置，深海作业的热电能转换装置
6、热电制冷的应用：①变协式冰箱 ②空调 ③手术刀
7、热电材料及热点效应的基础知识
①什么事热电材料？（热电材料发电效率低）
定义：一种利用固体内部载流子运动，实现热能的电能直接相互转换的功能材料
8、新材料的探索：（有哪些材料）
答： Bi Te / Sb Te 体系 PbTe体系 SiGe体系 CoSb 为代表的方钴 型热电材料 Zn Sb 金属硅化物（如 —FeSi 、MnSi 、CrSi 等） NaCo O 为代表氧化物
9、什么是热电材料？
答：热电材料也是温差材料，是一种利用固体内部载流子运动，实现热能和电能相互转化的功能材料
10、什么是热电效应？（简）
答：热电效应是电流引起的可逆热效应和温差引起的电效应的总称。
包括Seebeck效应 Peltier效应 和 Thomson效应
赛贝克 帕尔贴 汤姆逊
11、赛贝克效应：当两种不同导体构成闭合电路时，如果两个接点的温度不同，则两接点间有电动势产生，且在回路中有电流通过，即温差电现象或Seebeck效应（可能为简、填、选）
论+应 主要应用：①用采热电发电 例如：利用放射性同位素做热源给航天器空间站发电②还可利用海洋温差、太阳能等发电 ③汽车尾气等废热发电 ④可以用于偏远山村供电以及深海作业供电(论=概+应）
12、Peltier效应：当电流通过两个不同导体形成的接点时，接点处会发生放热或吸热现象，称为Peltier效应 当半导体通以电流时，两端会有温差现象出现，此现象为帕尔贴效应（应用：热电效应 用于冰箱、空调、计算机系统、手术刀等）
13、热电材料用于发电和这冷目前存在的问题是什么？解决办法有哪些？答：与常规能源相比热电转换效率低 解决办法：提高材料的热电性能①探索新材料 ②将材料低维化
14、帕Peltier的特点：体积小、重量轻、结构简单、坚固耐用、无需运动部件、无磨损、无噪音、无污染
15、热电转换装置，热电材料用于发电和制冷，存在的问题是什么及解决办法？答：热电转换效率低
一维ZnO纳米材料简介（高红）
1、半导体简介 2研究一维ZnO纳米材料的意义 3、一维ZnO纳米结构的生长
1、半导体
什么是半导体？在绝缘体和导体之间，没有明显界限
半导体的特征？对外界条件（力、热、光、电、磁、杂质等）变化非常敏感
半导体的应用：计算机芯片、发光材料、传感器
常见半导体：Si（硅）Ge（锗）ZnO（氧化锌）
2、研究一维ZnO纳米材料的意义
2.1纳米材料的定义
纳米材料：是指由纳米颗粒构成的固体材料，其中纳米颗粒的尺寸1—100纳米。包括纳米颗粒、纳米线、纳米超薄膜、夹层结构、多层膜和超晶格等材料
2.2纳米材料的效应：小尺寸效应、量子效应、表面效应
小尺寸效应：由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应
量子效应：一是纳米粒子尺寸小到某一值时，在费米能级附近的电子能级是由准连续变为离散的现象 二是纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级，能级间隔变宽，出现蓝移的现象
表面效应：粒子的大小与表面原子数的关系
直径/nm 1 5 10 100
原子总数/N 30 4000 3000 300000
表面原子百分比/表面积 100 40 20 2
纳米材料的表面积大大增加，表面结构也发生很大的变化。因此，与表面状态有关的吸附、催化以及扩散等物理化学性质。
2、ZnO一维纳米材料的性质：⑴、直接带隙宽禁带半导体（3.4eV）⑵、具有高自由激子束缚能（室温60meV）⑶、紫外发光材料⑷、光电、压电、气敏、生物安全等特性⑸、一维纳米材料的特性
3、研究意义
3.1制备方法：化学气相沉积、脉冲激光沉积（经常用） 水热法
一维ZnO纳米材料的表征
3.1、形貌表征（SEM）
3.2、晶体结构表征（XRD）
3.3、微观晶格结构表征（HRTEM）
3.4、成分表征（EDX）
3.5、光学性质表征（PL，Raman）
稀土及其发光（孟庆裕）
一、什么是稀土
1.1稀土的定义
答：稀土是稀土类元素群的总称。包含钪Sc、钇Y及元素周期表的ⅢB族镧系中的镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Gd、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu共17个元素。稀土元素的单质都属于有色金属。
⑴、传统领域：农业、冶金、石化、玻璃、陶瓷、机械加工、照明光源
⑵、高新科技领域：新型照明与显示技术、储氢技术、激光材料、光通信、精密陶瓷、高温超导、精细化学催化剂
1.2、稀土的分类：稀土元素分为“轻稀土元素”和“重稀土材料”。“轻稀土材料”指原子序数较小的钪Sc、钇Y和镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm
2.1、什么是发光
答：发光石物体内部以某种方式吸收能量后转化为光辐射的过程（概括的说，发光就是物质在热辐射之外以光的形式发射出多余的能量，而这种多余能量的发射过程具有一定的持续时间）
发光是热辐射之外的一种辐射，这种辐射的持续时间超过光的振动周期。（广播的振动周期的量级在10 秒以下，而发光的辐射期间在10 秒以上。因此，用辐射期间作为判据，很容易把发光与反射、散射这类辐射区分开来。
2.2、稀土元素的价态
答：稀土离子在固中一般呈现三价，镧系元素中的某些元素还有二价和四价
2.3、什么样离子容易变成+2价或+3价，为什么？
答：4f电子轨道全空、半充满和全充满电子的稀土离子为稳定态，如La 、Gd 、Lu 和Y ，它们结构稳定，具有光学惰性，很适合作为发光的材料的基质。而一些三价稀土离子的4f轨道中比稳定态一或二个电子为趋于稳定态，它们易失去一个电子而被氧化为+4价，而另一些三价稀土离子比稳定态少一或两个电子为趋于稳定态，它们易被还原为+2价
2.4、稀土离子发光的特点
答：对于三价稀土离子，由于4f 电子在空间上受到5s 5p 电子的屏蔽，因此，几乎不受配体的影响，故4f—4f跃迁的光谱有如下特点①光谱呈狭窄线状 ②谱线强度较低 ③跃迁概率很小，激发态寿命较长
2.5、5d到4f跃迁的特点？
答：5d—4f跃迁 =1，根据选择定则，这种跃迁是允许的，并且5d处于外层，5d—4f跃迁受晶体场影响较大，所以5d—4f跃迁发光的特点与4f—4f跃迁几乎完全相反，其光谱呈现带宽，强度较高，荧光寿命的特点
光的强度随波长的变化就叫光谱
2.6常见的稀土发光材料？
光源：日光灯 BaMg Al O Eu
Mg Al O Ce Te 特
Y O Eu 有
高压汞灯 Y（Pv）O Eu YUO En Tb
黑光灯 YPO Ce Tb MgSrBF Eu
固体光源 YAG Ge
一、纳米技术
纳米是一个尺度的量度1nm=10 m
纳米科技是和研究由尺寸在1点10 nm之间的物质组成体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术
二、纳米材料具有的基本特性
⑴、表面效应
纳米材料的表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数的比值随粒径的变小而急剧增大，引起的性质上的变化，由于纳米粒子表面原子数增多，表面原子配位数不足和高的表面能，使这些原子易与其它原子相结合而稳定下来。所以纳米材料具有很高的化学活性。
⑵、小尺寸效应
当纳米微粒尺寸与光波的波长，传导电子的德布罗意波以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征，尺寸相当时，晶体周期性的边界条件将被破坏，声、光、电、磁、热、力学等特征是新的物理性质的变化称为小尺寸效应。
⑶、量子尺寸效应
当粒子尺寸下降到一定值时，金属费米能级附近的电子能级会由准连续变为离散能级的现象和半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级，能级变宽现象，这称为量子尺寸效应。
⑷、宏观量子隧道效应
隧道效应是指微观粒子具有贯穿势垒的能力，人们发现一些宏观量，如磁化强度，量子相于器中的隧道通量等具有隧道效应，称之为宏观量子轨道效应
⑸、尺寸限制效应（体积效应）
当物体体积减小时与体积密切相关的性质将发生变化，如半导体电子自由程变小，磁体的磁区变小，能量传输的范围变小等，这就是体积效应
三、由于以上几种效应存在，纳米材料呈现如下巨大应用潜力的宏观物理和化学性能：⑴、高强度的高韧性⑵、高热膨胀系数、高比热容和低熔点⑶、特殊的电磁学性质⑷、较高的化学活性⑸、极强的吸波性
投影显示技术（孙文军）
1、分类
2、结构 高度 投影机 电压值 芯片 光 光学 屏幕
3、评价体系
4、投影显示种类
⑴、CRT ⑵、LCD ⑶、DLP ⑷、LCOS
5、投影显示的光源
⑴、卤素灯 ⑵UHP ⑶LED
6、光学调制（空间调制器）
LCD（透射) PDP LCOS（透射式） DLP
加电压与输出亮度为线性
被动发光：（1）照明光均匀性（2）输出截面与芯片相匹配（3）亮度
颜色的合成
1、空间合成 R+G+B=W
2、时间合成 C+M+Y=B
芯片DL中：（1）不需偏振（2）矩形（3）均匀化（4）结构简单化（5）能量利用率高
半导体量子级联激光器 ①波导层 ①工作物质
一、结构 ②作电极 ②激励条件
二、粒子数反转 ③粒子数反转
三、半导体中电子能级结构 ④谐振腔
四、如何实现粒子数反转 激励条件：外加电场Fo、内部极化场Fp
胡建民
地球辐射带
电子0~7MeV
航天器常见轨道的环境特点
低地球轨道：200—1000km 微流星和空间碎片
中地球轨道：约2000km 高能粒子
空间环境模拟器
热真空环境模拟器
空间动力学模拟器
空间组合环境模拟器
如何实现等效？
空间环境粒子 地面实验粒子
通量连续 通量单一
能谱连续 单能粒子
多种粒子 一种粒子
太阳能电池
1、JPL等效注量法
优点：传统：1980年提出 1982Si 1996GaAs
应用广泛，形成成熟的评价系统
考虑了低能粒子的损伤效应
缺点：过程繁琐，实验数据过多（4e+8P）
与电池设计参数关系密切
2、位移损伤剂量法
优点：所需的地面实验数据较少，地面粒子的能量选取方便
评价方法简单易行
缺点：1995年提出，方法较新，缺少前期研究基础
更适用于厚度较薄的电池（几个 m)
没有考虑低能粒子的辐照损伤效应
3、目前空间电池的分类与应用
⑴、单晶硅太阳电池
①1958年3月，美国先锋号首次用太阳电池板供电
②价格低廉，工艺简单
⑵、GaAs/Ge单结太阳电池
①1983年，美国首次在LIPS卫星使用，共计1800片
②1986年，前苏联和平号空间站全部使用
③2002年3月25日，神舟3号进行搭载试验
⑶、GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池
①1997年，美国HP系列卫星开始使用双结电池
②2002年，美GaLaxy卫星首次使用三结电池
4、……关键：
⑴、确定辐照缺陷的类型浓度等参数
⑵、建立太阳电池的辐照损伤模型
5、揭示损伤机理的关键
⑴、探测辐照损伤缺陷的类型浓度分布
针对缺陷类型提高电池材料的抗辐射能力
根据缺陷浓度和粒子能量提高防护方法
⑵、建立辐射损伤的物理模型
为了提高电池的抗辐射能力提供理论依据
可以科学评价电池在轨行为，对于提高航天器在轨运行的稳定性和可靠性具有重要意义
燃料电池（李仲秋）
一、概述
工作原理：从正极处的氢气中抽取电子。（氢气被电化学氧化掉或称燃烧掉了）这些负电子流到导电的正极，同时，余下的正原子通过电解液被送到负极，在负极，离子与氧气发生反应并从负极吸收电子。这一反应的产品是电流、热量和水
二、燃料电池技术分类
燃料电池的种类按不同的方法可大致分类如下：
1、按燃料电池的运行机理分 分为酸性燃料电池和碱性燃料电池
2、按电解质的种类不同 有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质 碱性燃料电池，磷酸燃料电池，熔融碳酸盐燃料电池，固体氧化物燃料电池，质子交换膜燃料电池
3、按燃料类型分 有氢气、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有机燃料，汽油、柴油和天然气等气体燃料
4、按燃料电池工作温度分 有低温型，温度低于200℃，中温型温度为200~750℃，高温型，温度高于750℃