model 3能量密度是多少,能量有密度吗有的话是多少
来源:整理 编辑:亚灵电子网 2023-05-18 09:54:59
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1,能量有密度吗有的话是多少
能量密度是一个物理概念,比如电磁场能量密度在线性介质中可表示为w=1/2(EXD+HXB),
其中E是电场强度,D是电位移矢量,B磁感应强度,H是磁场强度。
2,28v3000f法拉电容放电电流是多少
如果是2.7V3000F的超级电容,可以存储的能量为10935焦耳,即3Wh。如果电池是3.7V的锂电池,那么就相当于810毫安时。超级电容的能量密度比较低,所以利用它代替电池作为长时间的储能不太合适,超级电容可以做短时储能,及大功率充放电的场合。希望可以帮到你
3,什么是能量密度
单位体积内的包含的能量,单位:焦耳/立方米,千焦/立方米,兆焦/立方米,量纲M(L^-1)(T^-2)。用来衡量电池最合适,比较单位体积的电池所储存的电量。气体燃烧热(以体积衡量的)实质上就是能量密度。能量密度就是一定空间呢存在的能量,能量密度的平均性就是熵。宇宙的能量平均密度决定着宇宙将来是开放性宇宙还是闭合性宇宙单位体积内的包含的能量,单位:焦耳/立方米,千焦/立方米,兆焦/立方米,量纲M(L^-1)(T^-2)。用来衡量电池最合适
4,霍金时间论内容是什么
能量的变化产生时间,即:时间是能量的变化。
能量的扩散(膨胀)称为正时间;正时间流逝速度与扩散的速度成正比。
能量的聚集(收缩)称为负时间;负时间流逝速度与聚集的速度成正比。
同一时间轴上同时存在方向相反的正、负时间,这两种时间不能单独存在;某一时间一旦停止,产生此时间的能量形式即会消亡。
能量是随正、负时间的和时间的流逝而变化(也是能量的扩散与聚集的差)。
能量的最小单位称为能量子,时间的流逝与能量子的密度有关;密度越大,能量扩散程度越小,聚集程度越大,正时间越小,负时间越大。
不同系统能量子密度不同,时间也相应不同,因此,时间是相对的。
系统的能量的扩散与聚集易受外界能量的影响,因此时间具有易变性。
举例,1、质子的能量表现为衰减,即和时间为正,但其流逝很慢,质子寿命很长。2、地球表面能量子密度较大,且和时间为正;离地球较远处(但未超过地球及其周围一定范围内的空间所组成的系统),能量子密度相对前者较小,但和时间相对较大;即,地球表面时间流逝的比更高处慢。3、黑洞能量子密度很大,和时间为负,表现为能量不断增加,最终导致负时间趋于无穷大,正时间减为零,此时黑洞会爆炸而消亡。
5,宇宙的奥妙是什么
大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争,爆炸产生的动力是一种斥力,它使宇宙中的天体不断远离;天体间又存在万有引力,它会阻止天体远离,甚至力图使其互相靠近。引力的大小与天体的质量有关,因而大爆炸后宇宙的最终归宿是不断膨胀,还是最终会停止膨胀并反过来收缩变小,这完全取决于宇宙中物质密度的大小。 理论上存在某种临界密度。如果宇宙中物质的平均密度小于临界密度,宇宙就会一直膨胀下去,称为开宇宙;要是物质的平均密度大于临界密度,膨胀过程迟早会停下来,并随之出现收缩,称为闭宇宙。 问题似乎变得很简单,但实则不然。理论计算得出的临界密度为5×10-30克/厘米3。但要测定宇宙中物质平均密度就不那么容易了。星系间存在广袤的星系间空间,如果把目前所观测到的全部发光物质的质量平摊到整个宇宙空间,那么,平均密度就只有2×10-31克/厘米3,远远低于上述临界密度。 然而,种种证据表明,宇宙中还存在着尚未观测到的所谓的暗物质,其数量可能远超过可见物质,这给平均密度的测定带来了很大的不确定因素。因此,宇宙的平均密度是否真的小于临界密度仍是一个有争议的问题。不过,就目前来看,开宇宙的可能性大一些。 恒星演化到晚期,会把一部分物质(气体)抛入星际空间,而这些气体又可用来形成下一代恒星。这一过程会使气体越耗越少,以致最后再没有新的恒星可以形成。1014年后,所有恒星都会失去光辉,宇宙也就变暗。同时,恒星还会因相互作用不断从星系逸出,星系则因损失能量而收缩,结果使中心部分生成黑洞,并通过吞食经过其附近的恒星而长大。 1017~1018年后,对于一个星系来说只剩下黑洞和一些零星分布的死亡了的恒星,这时,组成恒星的质子不再稳定。当宇宙到1024岁时,质子开始衰变为光子和各种轻子。1032岁时,这个衰变过程进行完毕,宇宙中只剩下光子、轻子和一些巨大的黑洞。 10100年后,通过蒸发作用,有能量的粒子会从巨大的黑洞中逸出,并最终完全消失,宇宙将归于一片黑暗。这也许就是开宇宙末日到来时的景象,但它仍然在不断地、缓慢地膨胀着。 闭宇宙的结局又会怎样呢?闭宇宙中,膨胀过程结束时间的早晚取决于宇宙平均密度的大小。如果假设平均密度是临界密度的2倍,那么根据一种简单的理论模型,经过400~500亿年后,当宇宙半径扩大到目前的2倍左右时,引力开始占上风,膨胀即告停止,而接下来宇宙便开始收缩。 以后的情况差不多就像一部宇宙影片放映结束后再倒放一样,大爆炸后宇宙中所发生的一切重大变化将会反演。收缩几百亿年后,宇宙的平均密度又大致回到目前的状态,不过,原来星系远离地球的退行运动将代之以向地球接近的运动。再过几十亿年,宇宙背景辐射会上升到400开,并继续上升,于是,宇宙变得非常炽热而又稠密,收缩也越来越快。 在坍缩过程中,星系会彼此并合,恒星间碰撞频繁。一旦宇宙温度上升到4000开,电子就从原子中游离出来;温度达到几百万度时,所有中子和质子从原子核中挣脱出来。很快,宇宙进入“大暴缩”阶段,一切物质和辐射极其迅速地被吞进一个密度无限高、空间无限小的区域,回复到大爆炸发生时的状态 参考资料: http://www.jslysx.net/web/goodweb/astro/
6,半导体中的STI是什么意思
shallow trench isolation浅沟道隔离特点:能实现高密度的隔离,适合于深亚微米器件和DRAM等高密度存储电路。一般在器件制作之前进行,热预算小。STI技术工艺步骤:首先,类似LOCOS,依次生长SiO2淀积Si3N4涂敷光刻胶,光刻去掉场区的SiO2和Si3N4。其次,利用离子刻蚀在场区形成浅的沟槽。然后,进行场区注入,再用CVD淀积SiO2填充沟槽。最后,用化学机械抛光技术去掉表面的氧化层,使硅片表面平整化。工艺复杂,需要回刻或者CMPsemiconductor.名词.(英文)半导体 电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。半导体室温时电阻率约在10-5~107欧·米之间,温度升高时电阻率指数则减小。半导体材料很多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括ⅲ-ⅴ 族化合物(砷化镓、磷化镓等)、ⅱ-ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由ⅲ-ⅴ族化合物和ⅱ-ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。 本征半导体 不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴(图 1 )。导带中的电子和价带中的空穴合称电子 - 空穴对,均能自由移动,即载流子,它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光)或晶格的热振动能量(发热)。在一定温度下,电子 - 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子 - 空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大,实际应用不多。 半导体中杂质 半导体中的杂质对电阻率的影响非常大。半导体中掺入微量杂质时,杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态,在禁带中产加的杂质能级。例如四价元素锗或硅晶体中掺入五价元素磷、砷、锑等杂质原子时,杂质原子作为晶格的一分子,其五个价电子中有四个与周围的锗(或硅)原子形成共价结合,多余的一个电子被束缚于杂质原子附近,产生类氢能级。杂质能级位于禁带上方靠近导带底附近。杂质能级上的电子很易激发到导带成为电子载流子。这种能提供电子载流子的杂质称为施主,相应能级称为施主能级。施主能级上的电子跃迁到导带所需能量比从价带激发到导带所需能量小得多(图2)。在锗或硅晶体中掺入微量三价元素硼、铝、镓等杂质原子时,杂质原子与周围四个锗(或硅)原子形成共价结合时尚缺少一个电子,因而存在一个空位,与此空位相应的能量状态就是杂质能级,通常位于禁带下方靠近价带处。价带中的电子很易激发到杂质能级上填补这个空位,使杂质原子成为负离子。价带中由于缺少一个电子而形成一个空穴载流子(图3)。这种能提供空穴的杂质称为受主杂质。存在受主杂质时,在价带中形成一个空穴载流子所需能量比本征半导体情形要小得多。半导体掺杂后其电阻率大大下降。加热或光照产生的热激发或光激发都会使自由载流子数增加而导致电阻率减小,半导体热敏电阻和光敏电阻就是根据此原理制成的。对掺入施主杂质的半导体,导电载流子主要是导带中的电子,属电子型导电,称n型半导体。掺入受主杂质的半导体属空穴型导电,称p型半导体。半导体在任何温度下都能产生电子-空穴对,故n型半导体中可存在少量导电空穴,p型半导体中可存在少量导电电子,它们均称为少数载流子。在半导体器件的各种效应中,少数载流子常扮演重要角色。 pn结 p型半导体与n型半导体相互接触时,其交界区域称为pn结。p区中的自由空穴和n区中的自由电子要向对方区域扩散,造成正负电荷在 pn 结两侧的积累,形成电偶极层(图4 )。电偶极层中的电场方向正好阻止扩散的进行。当由于载流子数密度不等引起的扩散作用与电偶层中电场的作用达到平衡时,p区和n区之间形成一定的电势差,称为接触电势差。由于p 区中的空穴向n区扩散后与n区中的电子复合,而n区中的电子向p区扩散后与p 区中的空穴复合,这使电偶极层中自由载流子数减少而形成高阻层,故电偶极层也叫阻挡层,阻挡层的电阻值往往是组成pn结的半导体的原有阻值的几十倍乃至几百倍。 pn结具有单向导电性,半导体整流管就是利用pn结的这一特性制成的。pn结的另一重要性质是受到光照后能产生电动势,称光生伏打效应,可利用来制造光电池。半导体三极管、可控硅、pn结光敏器件和发光二极管等半导体器件均利用了pn结的特性。 什么是半导体呢? 顾名思义:导电性能介于导体与绝缘体(insulator)之间的材料,叫做半导体(semiconductor). 物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料,如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷等等,称为绝缘体。而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与金属和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可。
7,从宇宙大爆炸开始到现在这个宇宙都经过了哪些重要阶段我需要一
广义相对论本身预言:时空应该有一个起点和终点。 1948年,乔治?伽莫夫发表了一篇“大爆炸宇宙论”的文章,他认为宇宙起源于一次大爆炸,并作出了一个惊人的预言:宇宙的热的早期辐射(以光的形式)今天还应在周围存在,但其温度已被降低到5k。理论预言后被彭齐亚斯和威尔逊于1965年证实。伽莫夫的“大爆炸宇宙论”主要从大爆炸1秒钟讨论起的。他未能论述是什么力量使宇宙发生大爆炸的?那宇宙的第一推动力是怎样的?从广义相对论的理论看,当时空等于零时,是宇宙的最小条件,这时宇宙出现一个奇点。奇点处宇宙体积为零,物质密度、奇点温度、时空曲率都出现了无穷大。这些都是现代物理定律无法解释的。由此可见,宇宙的最小条件时空绝对不等于零,尽管它相当小,但还是一个有限值。我们用三联数来论述奇点的情况。宇宙的确存在奇点,奇点问题不能回避。但对于奇点的描述应该科学,我们认为奇点处宇宙的体积不等于零,物质的密度不是无限大,奇点的温度不是无限高。奇点是可以用物理定律定性定量描述的。 在论述宇宙奇点之前,我们必须把时空量子化。也就是说时空存在着时空量子。所谓的时空量子就是时间、空间的最小单元。前面我们已经论述过宇宙中还存在着反空间、反物质等。由反空间、反物质构成的宇宙我们称为反宇宙。 现在我们来简述一下宇宙的创生过程:当宇宙在奇点时,此时的时间为1.4006×10-74s,空间半径为1.4868×10-108m,宇宙的体积为3.44×10-324m3,奇点的温度为9.39×1056k,时空球面的曲率为4.52284×10215。而物质与能量存在于反宇宙的1秒钟所在的反空间中,所以奇点的物质密度应为1.44477×1048kg/m3,能量密度应为3. 251×10114j/m3。此时宇宙中的物质只有反普朗克力子。反普朗克力子以1.5×1033m/s的反速度由反宇宙一秒钟的空间里经奇点向宇宙空间运动,因其速度相当高,从而引发宇宙在奇点处大爆炸。1秒钟内宇宙的体积由3.44×10-324m3暴胀至1.41372×10100m3,而反宇宙空间的体积由1.41372×10100m3缩小至3.44×10-324m3。此时宇宙中只存在普朗克力子。宇宙大爆炸1秒钟之后,一部分普朗克力子迅速衰变成引力子、光子、玻色子、胶子。宇宙大爆炸1秒钟的温度由下式计算. 这与伽莫夫的“大爆炸宇宙论”1秒钟时宇宙的温度1010k相吻合。但还有一些普朗克力子仍然以1.5×1033m/s的速度使宇宙继续膨胀,直至宇宙时空的最大尺度。 宇宙大爆炸1秒钟后,一部分普朗克力子很快衰变成胶子、光子、玻色子、引力子。光子以2.962962963×108m/s的速度传递电磁力,从而形成电磁场;胶子以1.5×108m/s的速度传递强力,形成强力场,经6.7×10-24s后衰变产生四代夸克;玻色子以2.25×106m/s的速度传递弱力,形成弱力场,经4.4×10-24s后衰变产生四代轻子及轻子中微子;引力子以1.5×1010m/s的反速度传递引力,形成引力场,反空间,至少在1秒钟后衰变产生四代暗物质粒子i1、i2、i3、i4。这些暗物质粒子也许是形成生命意识的物质基础。我们通过 的数字结构已经推算出四代暗物质粒子的质量:mi1=9.61779×10-43kg,mi2=1.33061×10-43kg,mi3=5.12978352313×10-43kg,mi4=5.244825×10-43kg。 光子、引力子的寿命至少大于或等于1秒,而它们的力程大于或等于2.962962963×108m、1.5×1010m。故它们均是长短力。胶子、玻色子的寿命分别为6.7×10-24s、4.4×10-24s,而它们的力程为10-15m,10-17m,故它们是短程力。 在宇宙大爆炸1秒零6.7×10-24 s时宇宙产生了电子、电子中微子、u夸克、d夸克。两个u夸克与一个d夸克结合形成质子,两个d夸克与u夸克结合形成中子。 至少在大爆炸2秒钟后宇宙才产生四代暗物质粒子,而暗物质粒子形成不占正空间的生命意识体。它们所带的温度正好是宇宙微波背景辐射温度。 大爆炸后大约100秒,宇宙温度降到10亿度,也即最热的恒星内部的温度。在此温度下,质子和中子不再有足够的能量逃脱核力的吸引,所以开始结合产生氘的原子核。然后氘核和更多的质子中子相结合形成氦核,还产生了少量的两种更重的元素锂和铍。 大爆炸后的几个钟头之内,氦和其他元素的产生就停止了。之后的100万年左右,宇宙仅仅只是继续膨胀。最后,一旦温度降低到几千度,电子和核子不再有足够能量去抵抗他们之间的电磁力,它们就开始结合形成原子…… 当宇宙膨胀到最大尺度时,所剩的普朗克力子已衰变殆尽,宇宙停止了膨胀。引力子因吸收能量其传递引力的反速度就会逐渐增大,此时光子、玻色子、胶子的传递力的速度都小于引力子的反速度。宇宙因此而收缩,宇宙再经过大约4.53×1066年,所有引力子都增变成反普朗克力子,宇宙会收缩到1秒钟时的反空间,此时宇宙反空间里只有反普朗克力子,反普朗克力子以1.5×1033m/s的反速度由反宇宙空间经奇点向宇宙空间运动,宇宙再次从奇点处大爆炸,如此循环无端。我们推测宇宙存在一次的时间大约为9.06×1066年。在大多数常见的模型中,宇宙诞生初期是由均匀且各向同性的高密高温高压物质构成的,并在极早期发生了非常快速的膨胀和冷却。大约在膨胀进行到10^-37秒时,产生了一种相变使宇宙发生暴涨,在此期间宇宙的膨胀是呈指数增长的。当暴涨结束后,构成宇宙的物质包括夸克-胶子等离子体,以及其他所有基本粒子。此时的宇宙仍然非常炽热,以至于粒子都在做着相对论性的高速随机运动,而粒子-反粒子对在此期间也通过碰撞不断地创生和湮灭,从而宇宙中粒子和反粒子的数量是相等的(宇宙中的总重子数为零)。直到其后的某个时刻,一种未知的违反重子数守恒的反应过程出现,它使夸克和轻子的数量略微超过了反夸克和反轻子的数量——超出范围大约在三千万分之一的量级上,这一过程被称作重子数产生。这一机制导致了当今宇宙中物质相对于反物质的主导地位。 随着宇宙的膨胀和温度进一步的降低,粒子所具有的能量也普遍逐渐下降。当能量降低到1太电子伏特(1012eV)时产生了对称破缺,这一相变使基本粒子和基本相互作用形成了当今我们看到的样子。宇宙诞生的10^-11秒之后,大爆炸模型中猜测的成分就进一步减少了,因为此时的粒子能量已经降低到了高能物理实验所能企及的范围。10^-6秒之后,夸克和胶子结合形成了诸如质子和中子的重子族,由于夸克的数量要略高于反夸克,重子的数量也要略高于反重子。此时宇宙的温度已经降低到不足以产生新的质子-反质子对(类似地,也不能产生新的中子-反中子对),从而即刻导致了粒子和反粒子之间的质量湮灭,这使得原有的质子和中子仅有十亿分之一的数量保留下来,而对应的所有反粒子则全部湮灭。大约在1秒之后,电子和正电子之间也发生了类似的过程。经过这一系列的湮灭,剩余的质子、中子和电子的速度降低到相对论性以下,而此时的宇宙能量密度的主要贡献来自湮灭产生的大量光子(少部分来自中微子)。 在大爆炸发生的几分钟后,宇宙的温度降低到大约十亿开尔文的量级,密度降低到大约空气密度的水平。少数质子和所有中子结合,组成氘和氦的原子核,这个过程叫做太初核合成。而大多数质子没有与中子结合,形成了氢的原子核。随着宇宙的冷却,宇宙能量密度的主要来自静止质量产生的引力的贡献,并超过原先光子以辐射形式的能量密度。在大约37.9万年之后,电子和原子核结合成为原子(主要是氢原子),而物质通过脱耦发出辐射并在宇宙空间中相对自由的传播,这个辐射的残迹就形成了今天的宇宙微波背景辐射。哈勃超深空场描绘了远古时代的星系图景虽然宇宙在大尺度上物质几乎均一分布,但仍存在某些密度稍大的区域,因而在此后相当长的一段时间内这些区域内的物质通过引力作用吸引附近的物质,从而变得密度更大,并形成了气体云、恒星、星系等其他在今天的天文学上可观测的结构。这一过程的具体细节取决于宇宙中物质的形式和数量,其中形式可能有三种:冷暗物质、热暗物质和重子物质。来自WMAP的目前最佳观测结果表明,宇宙中占主导地位的物质形式是冷暗物质,而其他两种物质形式在宇宙中所占比例不超过18%。另一方面,对Ia型超新星和宇宙微波背景辐射的独立观测表明,当今的宇宙被一种被称作暗能量的未知能量形式主导着,暗能量被认为渗透到空间中的每一个角落。观测显示,当今宇宙的总能量密度中有72%的部分是以暗能量这一形式存在的。根据推测,在宇宙非常年轻时暗能量就已经存在,但此时的宇宙尺度很小而物质间彼此距离很近,因而在那时引力的效果显著从而减缓了宇宙的膨胀。但经过了几十上百亿年的膨胀,不断增长的暗能量开始让宇宙膨胀缓慢加速。表述暗能量的最简洁方法是在爱因斯坦引力场方程中添加所谓宇宙常数项,但这仍然无法回答暗能量的构成、形成机制等问题,以及与此伴随的一些更基础问题:例如关于它状态方程的细节,以及它与粒子物理学中标准模型的内在联系,这些未解决的问题仍然有待理论和实验观测的进一步研究。 所有在暴涨时期以后的宇宙演化,都可以用宇宙学中的ΛCDM模型来非常精确地描述,这一模型来自广义相对论和量子力学各自独立的框架。如前所述,目前还没有广泛支持的模型能够描述大爆炸后大约10^-15秒之内的宇宙,一般认为需要一个统合广义相对论和量子力学的量子引力理论来突破这一难题。如何才能理解这一极早期宇宙的物理图景是当今物理学的最大未解决问题之一。
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