中科院半导体所

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庞加莱的狭义相对论之四:庞加莱与洛伦兹和闵可夫斯基

文章来源:中国物理学会期刊网原文作者:金晓峰19世纪末洛伦兹的工作奠定了狭义相对论的基础,其后庞加莱与洛伦兹的互动和相互启发,直接催生了狭义相对论的诞生。1902年庞加莱明确指出,洛伦兹的理论意味了同时性的相对性;1904年洛伦兹发现了我们今天以他名字命名的时空变换;1905年庞加莱一锤定音地确立了狭义相对论的赝欧几何结构。事实上,早在1881年庞加莱就发现了2+1维赝欧几何的数学结构;1891年他又意识到,这是独立于欧几里得、罗巴切夫斯基和黎曼几何的第四种几何学。因为闵可夫斯基在狭义相对论上的最早工作是在1907年11月哥廷根数学学会上的报告,所以四维时空所构成的空间,在任何意义上都应该被称为庞加莱空间,而不是闵可夫斯基空间。在前三篇《庞加莱的狭义相对论》文章中,我们比较详细地介绍了庞加莱在1905年之前对于空间与几何、绝对运动与相对运动、时间的定义与测量、以太是否真的存在、物理学理论与原理的兼容性等关键问题的思考。通过这些思考,(1)他最先提出了物理定律的相对性原理,主张不存在所谓绝对空间和绝对运动,而只存在物体间的相对运动。(2)他最先提出光速不变公设,认为这是谈论两段时间相等以及异地同时性的基础。(3)他最先提出以太是否真实存在,那只是形而上学家的事情,终有一天会被认为是没用的东西而遭抛弃。(4)他最先通过光信号对异地时钟进行同步的方法,得到了一级近似下的动系和静系时间变换公式:t
2023年3月30日
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手枪射击冰面,弹头为何变成迷你陀螺?

文章来源:力学科普原文作者:小兔叽点击下方音频,让耳朵“感受”力学下面这张图片来自于手枪射击冰面后的场景,看到这张图片小伙伴们可能会好奇,子弹头为什么变成了一个迷你陀螺?用手枪射击冰面冰不应该会裂开,射击的人掉下去;抑或是将冰面打出一个窟窿,一条鱼浮上来吗?这其中蕴藏着怎样的奥秘呢?这还得从子弹的工作原理说起。子弹是集物理学、化学、材料学、空气动力学以及工艺于一身的产物。它由弹壳、底火、发射药、弹头四部分组成,发射时由撞针撞击底火,底火迅速燃烧引燃弹壳内的发射药,发射药产生瞬燃,同时产生高温和高压,将子弹从药筒内挤出,这时的子弹在发射药产生的高压的推动下将会向前移动。按理来说,子弹在气体的推力作用下应该是直线飞出的,那为什么射出后的子弹是旋转的呢?这就要谈到枪管里的膛线了。所谓膛线,就是枪管或炮管管壁呈现凹凸螺旋状的部分。对于早期的枪炮内部是没有这样的构造的,称为“滑膛枪炮”。滑膛枪炮射出的子弹是不旋转的,这就导致了射程短且准确性差,所以早期的枪炮一般80米外就得靠人品了。而且早期枪弹是球体的,由于马格努斯效应,在飞行过程中会随机转动,更增加了不确定性。当然滑膛枪炮也有一个优势就是可以减小对膛的磨损。子弹在膛线的作用下旋转,这与高速旋转的陀螺运动原理是一样的。两者之间做个类比就是,弹轴相当于陀螺轴,弹道切线相当于垂直轴,弹丸飞行中的张动角相当于陀螺的摆动角,弹丸的质心相当于陀螺支点,空气作用于弹丸上的翻转力矩相当于陀螺的重力偶矩。因此,当子弹在膛内运动时,膛线就迫使它高速旋转,在翻转力偶矩、自转、还有以其质心为中心绕弹道切线作圆锥运动的共同作用下,弹轴与弹道切线能够始终保持很小的摆动角,从而保证了子弹的稳定飞行。因此,当子弹弹入冰层之后,由于冰面坚固,高速射出的子弹在遇到冰后,接触弹头部分的冰将融化成水,在瞬间的反作用下,冰面会反弹子弹。再加上上面提到的膛线作用,子弹便会像一颗小陀螺般在冰面上“舞蹈”。当然,如果冰层的厚度不够的话,冰面将会出现直接被射穿的情况。子弹在膛线作用下旋转射出有利于提高稳定性的原理其实在我们的生活中还有其他方面的利用。比如,爱好打篮球的小伙伴们都知道,篮球运动员在投篮的时候都喜欢让球在空中旋转着奔向篮筐,因为球的旋转将会提高命中率。参考文献[1]https://mp.weixin.qq.com/s/BI9vmOcBi3BpGNUr41iXTQ[2]https://mp.weixin.qq.com/s/IcdhomAqQAgXsidUR2gM-Q[3]https://mp.weixin.qq.com/s/eEe6Crui4uTB6sIs0iTklQ[4]https://mp.weixin.qq.com/s/gmknqTp-FYOoty_4MuQ3gg力学科普力学科普公众号是中国力学学会旗下的科普公众账号,发布相关的科普新闻及竞赛消息,推荐科技方面最新动态和科普相关信息,致力于让公众走进科学,了解力学,激发学习科学技术的兴趣。转载内容仅代表作者观点不代表中科院半导体所立场编辑:木心
2023年3月30日
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白云苍狗?原来与光有关

文章来源:中国光学原文作者:Light科普坊天上浮云如白衣,斯须变幻如苍狗(唐代·杜甫《可叹》);晴空一鹤排云上,便引诗情到碧霄(唐代·刘禹锡《秋词》);余霞散成绮,澄江静如练(南北朝·谢朓《晚登三山还望京邑》)......一首首唯美的诗句歌词,展现了大自然的美丽与多姿。想必每个人都好奇过,这些自然现象是如何产生的?其实,无论是变化多姿的云彩,碧空如洗、霞光万道的日出日落,还是五彩缤纷的雨后彩虹,都是太阳光穿过大气层时发生的自然现象(图1)。图1:美丽的天空太阳发出的光线中人眼看到的部分被称为可见光。除了可见光以外,太阳光中还包含红外光和紫外光等,称为不可见光(图2)。图2:太阳的辐射光谱[1]光波作为一种特定频段的电磁波,其颜色与频率有关。通常,我们用波长和频率来描述光波。光的波长是指光波在一个振动周期内传播的距离。频率为光波在一秒内振动的次数。波长与频率的关系为:波长=光速/频率。1666年,英国物理学家牛顿第一次通过光的色散实验证明可见光是由红橙黄绿青蓝紫七种色光混合而成。如今,通过光谱测量我们知道可见光的波长范围为400
2023年3月29日
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摩尔先生离世,历史上那些重要的“定律”

Shannon,1916年4月30日—2001年2月24日)是美国数学家、信息论的创始人。1936年获得密歇根大学学士学位
2023年3月29日
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水不是一种液体,而是两种

World实验上能不能看到这个临界点呢?很难,这个临界点在-45℃,在这么低的温度下,水很容易就结冰了。全世界多个杰出的课题组展开了研究,努力了26年,在2017和2018年,两个独立的精巧实验
2023年3月29日
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如何评价一部手机的通信能力?

文章来源:慧智微电子原文作者:彭自2007年iPhone初代发布以来,智能手机快速发展,屏幕、拍照、运算能力均得到大幅度提高,现在已经成为我们生活中不可缺少的移动智能中枢。不过在过往16年的发展中,智能手机作为一个无线通信最有代表性的载体,其“无线通信”能力反而像是一个被忽略的技术,并不被用户熟悉和感知。即使有2019年5G商用的宣传加持,但完成4G至5G的切换后,“无线通信”继续从台前走到幕后,默默在背后提供着支持。不过这一情况最近正在变化,越来越多的手机厂商关注到手机通信能力优化带来的收益,越来越多的用户寻求连接体验的提升。一些运营商、手机/芯片厂商以及手机用户问到:有没有一些方法,可以对手机通信能力做一个评价呢?我们觉得这是一个非常好的问题,于是我们就把关系到手机通信能力的技术要点做一个总结,与大家讨论“如何评价一部手机的通信能力”。
2023年3月27日
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函数式编程减少漏洞的新方法

11,需要为x选择一个值,并且在计算y的过程中,x都不会取不同的值。因此,计算x2时使用的x值与计算2
2023年3月27日
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边缘计算,原来早就在你我身边

文章来源:中兴文档原文作者:中兴文档过去十年,无线通信的革新与人工智能的复兴使人类社会发生了翻天覆地的变化。这两股新兴力量的交织碰撞,推动着移动通信系统的一步步演进,从一开始的“人联”到“物联”,然后迈向“万物智联”。边缘计算与边缘智能接踵而至,为“万物智联”提供解决方案,被学术界和工业界一致视为是实现下一代移动通信系统的两项关键技术。这期,就和小编一起了解一下,什么是边缘计算吧。边缘计算旨在将云计算平台迁移到无线接入网的边缘侧,以就近地为终端用户提供弹性的计算服务。边缘智能以边缘计算平台为依托,将人工智能的学习和推理能力嵌入网络边缘,从而实现通信、计算和学习的深度融合。为什么要边缘计算呢,那就不得不现谈谈他的老大哥——云计算。千禧年后,云计算(Cloud
2023年3月27日
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爱因斯坦与玻尔的争论

文章来源:科学人文在线作者:郭光灿在我们之外有一个巨大的世界,它离开人类而独立存在,在我们面前就像一个伟大而永恒的谜,然而至少部分的是我们的观察和思维所能及的……在向我们提供的一切可能范围里,从思想上掌握这个在个人以外的世界,总是作为一个最高目标而有意无意地浮现在我的心中。——阿尔伯特·爱因斯坦
2023年3月25日
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平凡无奇的液体,温度极低时忽然流出了容器口

Haldane,1951年9月14日-)因“在物质的拓扑相变和拓扑相领域的理论性发现”共同获得2016年的诺贝尔物理学奖。图片:Nick
2023年3月24日
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世间万物都在运动,我们为什么感觉不到?

年,一个荷兰眼镜工人发明了望远镜。意大利科学家伽利略·伽利雷(GalileoGalilei,1564—1
2023年3月23日
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世界最“亮”的光,如何而来?

来源:中国科普博览(ID:kepubolan)作者:子乾3月14日,中国第一台高能同步辐射光源、“十三五”国家重大科技基础设施高能同步辐射光源(HEPS)直线加速器满能量出束,成功加速第一束电子束。这意味着高能同步辐射光源进入科研设备安装、调束并行阶段。
2023年3月17日
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【征文通知】第二十四届全国半导体物理学术会议

1、会议注册费2023年6月9日前:教师2400元/人、学生1200元/人2023年6月9日后:教师2800元/人、学生1500元/人2、支付方式(1)在线支付(支持支付宝、微信扫码和银行卡支付)
2023年3月17日
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2047年的晶体管

Salahuddin)说,“目前,与经典计算机相比,即使是理想的量子计算机,其可能的应用领域也似乎相当有限。”欧洲芯片研发中心(Imec)负责CMOS技术的高级副总裁斯里•萨玛达姆(Sri
2023年3月17日
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ChatGPT:你堂堂人类竟然抄袭我?

误导信息:由于ChatGPT只是一个机器学习模型,它并不能像人类一样理解输入的内容。因此,如果ChatGPT被恶意用于发布不准确或有误导性的信息,它可能会引导用户走向错误的方向。2.
2023年3月16日
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静态路由or动态路由,一个例子说明白!

来源:中兴文档作者:中兴文档什么是路由?路由是指数据包在网络中经过的路径,即数据从一台设备到另一台设备选择经过的路。那么如何选路?分为两个派系:静态路由和动态路由。听起来还是文绉绉,那小编一个例子说明白!今年小编要来一场说走就走的旅行,打算从北京出发一路旅行到三亚,如何计划我们的行程?是跟团游(静态路由)还是自由行(动态路由)?跟团游(静态路由):导游提供的路线为北京-南京-深圳-三亚。自由行(动态路由):出发于北京,终点在三亚,途径哪里我们具体情况具体分析。静态路由和动态路由分别有哪些优缺点呢?这次旅游应该怎么选?待小编细细道来~PART.01静态路由静态路由是由网络管理员手动创建的路由,路由器的路由表条目由网络管理员手动填充。而且静态路由是固定的,不会随着网络的改变而变化。就好比跟团旅游的时候,导游把每一个行程地点都安排得明白细致,不可变更。静态路由的优点是路由器之间不必交换动态路由信息,占用设备的资源很少。就像我们作为游客跟团游的时候不必提前安排下一站的食宿,非常省心。但是静态路由也有缺点:(1)网络管理员必须非常清楚整个网络的结构和参数,否则人为配置出错会导致静态路由错误。好比一次愉快的跟团游最重要的就是靠谱的导游,跟着不靠谱的导游只能一起抓瞎。(2)当网络发生变化或网络故障时候,不能重选路由,很可能导致路由失败。就像旅行途中如果途径深圳发生交通管制,固定的行程不能变更,无法按照计划到达目的地三亚,非常影响旅行心情。(3)在建设网络初期,使用静态路由需要管理员在每个路由器上手动配置。如果路由器的数量较多,则配置的工作量很大,后期如果网络有变化,管理员需要在每台路由器上调整静态路由的配置,工作量也很大。就像旅行社开发新的旅行线路时,要导游亲自去各个景点去调研,安排行程。当导游实地带团旅游时,一个景点的行程发生变化,会影响后续的行程,给导游好大的压力。因此静态路由更适用于小型、简单的网络,不适用于路由器较多、网络变化可能性高、较为复杂的网络。就像跟团游一般不会在途中安排多个目的地,因为导游表示“臣妾做不到啊!”PART.02动态路由动态路由是与静态路由相对的一个概念,指路由器能够根据路由器之间交换的特定路由信息自动建立自己的路由表,并且能够根据链路和节点的变化适时地进行自动调整。当网络节点或节点间的链路发生故障,或者存在其它可用路由时候,动态路由可以自行选择“最佳”的可用路由。换句话说,动态路由就好比我们选择自由行,我们根据目的地和每个景区的情况实时地变更我们的旅行安排。比如深圳遇到交通管控,我们可以选择从广州绕行,不会因为一些意外情况耽误旅行。但是也要承担自由的“代价”,就是需要根据变化实时费心安排。相似的,动态路由可以自动根据网络拓扑结构变化进行调整,同时也会占用路由器的CPU、内存和链路带宽。常见的动态路由协议有:RIP(Routing
2023年3月16日
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中文导读 | 半导体学报2023年第3期

eV。最后,我们研究了电流-电压特性、开关比、生长及衰减时间等光敏特性。此外,我们还使用上升和衰减曲线光电流的衰变部分计算了陷阱深度能量。该文章以题为“Investigation
2023年3月16日
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前方核能:1g核反应物,能炖熟多少牛肉?

半导体领域的行业动态、科技突破、权威发布、学术会议,同时也包括行业权威部门的招生、招聘信息等。
2021年2月22日
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半导体研究所可见光通信研究团队喜获“率先杯”创新大赛决赛优胜奖

为认真学习贯彻党的十九大精神,推进实施创新驱动发展战略和军民融合发展战略,深入实施“率先行动”计划,营造鼓励创新的文化,以军民两用前沿科技创新的前瞻性、先导性、探索性、颠覆性为出发点,激发自主创新活力,培养具备开拓创新潜力的中青年人才,为国家急需的“颠覆性技术”发展奠定基础,由军委科技委发起,在深圳市人民政府的支持下,中国科学院举办了第一届“率先杯”未来技术创新大赛。该大赛2018年1月启动,全国科研机构、高校、企业以及创新团队/个人申报的参赛项目超过600个。2018年7月19日,决赛胜出的30个项目在深圳市市民中心接受了颁奖,军委科技委主任刘国治,中国科学院副院长、党组成员相里斌,广东省委常委、深圳市委书记王伟中等出席颁奖仪式。7月19日-20日,本届创新大赛的部分成果在深圳市市民中心一楼的展厅进行了公开展示,既激发了大众科技创新的热情,也推动了未来技术的科普宣传。图1.
2018年7月25日
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足球的魅力与科学

克鲁伊夫一针见血地指出:“我的前锋如果不愚蠢,没睡觉,那么只需要跑动15米。”如果以此来审视我们的球员,那么他们跑了多少冤枉路呢?而我们的教练又把多少很简单的事情搞得复杂而无效呢?
2018年7月2日
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这里有一碗1998年的狗粮了解一下?

它完成了通信终端手持化,个人通信全球化,实现了5个“任何”(5W),即任何人(Whoever)在任何地点(Wherever)、任何时间(Whenever)与任何人(Whomever)采取任何方式
2018年4月6日
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互联网即将消失?

物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,在某种意义上,互联网并不会即刻消失,而是在某些领域会和物联网结合并以物联网的姿态服务于人类。
2018年3月19日
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《科学》盘点2018可能被聚焦的研究领域【中国科讯】

欧洲委员会下一个针对研究和创新的雄心勃勃的资助计划将在今年开始成形。这个为期7年、将于2021年开始的项目紧随“地平线2020”而来。后者将在2014~2020年间提供770亿欧元的资助。
2018年1月18日
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2017博士学位授权点审核结果 新增超600个博士点

近日,国务院学位委员会办公室正式公示了2017年新增学位授权审核结果。经条件复核和专家审议,各省(区、市)推荐的新增博士硕士学位授予单位、博士硕士学位授权点、自主审核单位的审核结果正式出炉。
2018年1月12日
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英特尔处理器被爆存严重安全漏洞,涉及过去10年产品,AMD或也被波及

由于此次波及产品范围过大,以每年两亿台PC出货计算(英特尔约80%占市场份额),至少影响16亿台电脑,英特尔不可能进行召回,有可能对部分企业用户进行赔偿,个人用户即便集体诉讼,也可能难以获得赔偿。
2018年1月4日
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揭秘中美2535亿美元大单背后,在科技领域砸了多少钱?

国家商务部指出,从合作成果看,中美经贸合作发展潜力巨大,前景广阔。中方愿同美方一道,认真落实两国元首达成的重要共识,不断拓宽合作领域,更好造福两国人民,共同推进世界经济增长,推动构建人类命运共同体。
2017年11月10日
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半导体所夏令营开营啦!!!

半导体领域的行业动态、科技突破、权威发布、学术会议,同时也包括行业权威部门的招生、招聘信息等。
2017年5月22日
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他是中科院超牛的物理学者,更是摇滚界无人不知的“李白”

2011年陈涌海在笑佛寺,用自己苍凉高古的嗓音,把盛唐时李白那种任意侠气、崇尚自由的境界完全吼了出来。俨然一个摇滚青年的陈涌海,如果我不说,你怎么会知道他是一个在学界响当当的物理学大牛呢?
2016年12月21日