您现在的位置:主页 > 高考复习 > 物理复习 > 物理导读 > 文章正文

[专题辅导]原子核-粒子物理简介

时间:2010-08-31 16:43 来源:互联网 作者:转载 点击:

  学习目标:   一、知识目标  1、知道轻核的聚变反应.  2、知道聚变反应的应用.  3、了解基本粒子的种类.  二、能力目标  使学生对粒

  学习目标:

  一、知识目标

  1、知道轻核的聚变反应.

  2、知道聚变反应的应用.

  3、了解基本粒子的种类.

  二、能力目标

  使学生对粒子物理研究对象及前景有所了解,培养学生对科学的兴趣以及探索精神.

  三、情感目标

  通过让学生了解我国在受控热核反应的研究上的新进展,加强对学生的爱国主义教育,启发他们树立为祖国现代化建设贡献力量的理想.

  扩展资料:

  STM成像和单原子操纵的第一性原理方法的研究

  扫描隧道显微镜(STM)作为新型的表面分析仪器,使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理和化学性质,在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广阔的前景.它的发明者Bining和Rohrer荣获了1986年诺贝尔物理学奖.

  STM的基本原理是利用量子理论中的隧道效应.将具有原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极,当样品与针尖的距离非常接近时(通常小于1nm),在外加电场的作用下,电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一极而形成隧道电流.这种现象即是隧道效应.隧道电流强度对针尖与样品表面之间距离非常敏感,它随着探针接近表面而迅速增加,探针每靠近0.1nm,电流会增加约10倍.因此,利用电子反馈线路控制隧道电流的恒定,并用压电陶瓷材料控制针尖对样品的扫描,则探针在垂直于样品方向上高低的变化就反映出了样品的表面的起伏.将探针在样品表面扫描时运动的轨道记录下来,就得到了样品表面态密度的分布或原子排列的图像,这种工作方式称为恒流模式.如果样品表面的起伏不大,还可以使探针在垂直方向上位置固定,通过扫描隧道的电流变化信号来成像,这种工作方式称为恒高模式.

  由STM的工作原理可知,针尖、样品表面和外电场是决定STM成像分辨率的关键因素.实验上,人们已初步掌握一些技术和工艺,通过对STM针尖和样品表面的处理,以及对外加电场的控制,使STM成像达到原子分辨率层次.但从理论上对这些处理和控制的理解还很少.对许多STM图像,人们由于缺乏理论分析而无法提取出有用信息.目前已有的理论工作多数还基于唯象模型,而深入到量子理论层次的研究在国际上正处于起步阶段,在国内基本上是空白.目前国际上仅有的几家从量子理论出发去研究STM的工作,虽然为我们理解一些STM实验结果提供了很大的帮助,但对一些影响STM图像的重要因素未作全面考虑.如,外加电场对STM针尖,样品表面的电子结构的影响至今很少考虑到,外电场影响仅出现在隧道贯穿的势垒中.另外,STM实验用针尖已从最初的钨针尖发展到众多其它单质及合金,而针尖组分对STM成像的影响,理论至今也很少考虑过.对一些由过渡金属或其合金组成的针尖,由于针尖原子的配位数降低而可能具有磁性,这一点也是理论至今没有涉足的方面.无疑,这些因素对STM的成像是至关重要的,只有了解这些因素对成像的影响,我们才能正确地提取STM图像所包含的结构和电子结构信息.

  STM不仅可以用于成像,还可以用于操作表面上的原子或分子.STM的针尖与样品之间总存在着一定的作用力.调节针尖的位置和偏压,就有可能改变这个作用力的大小和方向.在一些场合,这种力可以在探针向上移动时把表面上的原子提起来,再把它移动到适当的位置放下来.在更简单的场合探针不把原子从表面上提起来,只拖曳此原子走过表面到所需的位置.在单原子操纵过程中,根据STM探针到样品的距离不同,其物理机制也不同.当距离较小时(0.4nm),随着针尖和表面距离的减小,在相同偏置电压条件下不仅使隧道电流大大增大(可以增大1-2数量级),同时针尖和样品表面距离“电子云”的部分重叠,使两者之间的相互作用也大大增强,单原子操纵将受助于针尖和样品表面的化学相互作用.当距离较大时(0.6nm),针尖和样品之间的化学相互作用在单原子操纵过程中将不起主要作用,这样,原子的操纵则主要取决于针尖和样品之间的纯电场和电流效应. (责任编辑:www.360gaokao.com)

特别说明:由于各方面情况的不断调整与变化,360高考网所提供的所有考试信息仅供参考,敬请考生以权威部门公布的正式信息为准。如有出入,欢迎大家予以指正!

挑错 】【推荐】【打印

网友意见留言板
关于我们| About 360gaokao | 服务条款 | 广告服务 | 招聘 | 客服中心 | 网站导航
Copyright © 1998 - 2009 360gaokao. All Rights Reserved
360高考网 版权所有