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晶体学

指数 晶体学

晶体学,又称结晶学,是一门以确定固体中原子(或离子)排列方式为目的的实验科学。“晶体学”(crystallography)一词原先仅指对各种晶体性质的研究,但随着人们对物质在微观尺度上认识的加深,其词义已大大扩充。 在X射线衍射晶体学提出之前(介绍见下文),人们对晶体的研究主要集中于晶体的点阵几何上,包括测量各晶面相对于理论参考坐标系(晶体坐标轴)的夹角,以及建立晶体点阵的对称关系等等。夹角的测量用测角仪完成。每个晶面在三维空间中的位置用它们在一个立体球面坐标“网”上的投影点(一般称为投影“极”)表示。坐标网的又根据不同取法分为Wolff网和Lambert网。将一个晶体的各个晶面对应的极点在坐标网上画出,并标出晶面相应的密勒指数,最终便可确定晶体的对称性关系。 现代晶体学研究主要通过分析晶体对各种电磁波束或粒子束的衍射图像来进行。辐射源除了最常用的X射线外,还包括电子束和中子束(根据德布罗意理论,这些基本粒子都具有波动性,参见条目波粒二象性),可以表现出和光波类似的性质)。晶体学家直接用辐射源的名字命名各种标定方法,如X射线衍射(常用英文缩写XRD),中子衍射和电子衍射。 以上三种辐射源与晶体学试样的作用方式有很大区别:X射线主要被原子(或离子)的最外层价电子所散射;电子由于带负电,会与包括原子核和核外电子在内的整个空间电荷分布场发生相互作用;中子不带电且质量较大,主要在与原子核发生碰撞时(碰撞的概率非常低)受到来自原子核的作用力;与此同时,由于中子自身的自旋磁矩不为零,它还会与原子(或离子)磁场相互作用。这三种不同的作用方式适应晶体学中不同方面的研究。.

77 关系: 原子原子核可见光同步加速器同步辐射坐標系多萝西·克劳福特·霍奇金奥古斯特·布拉菲奥氏体威廉·劳伦斯·布拉格威廉·亨利·布拉格对称关系密勒指数中子中子衍射技术布拉格定律干涉底片位错德布罗意化学键化学成分價電子光子光学勒内·茹斯特·阿羽依固体磁場磁矩离子粒子纤维缓冲溶液群论生物大分子电子电子衍射电磁波物理学物理光学相 (物质)面心立方衍射衣壳黏土软件蒸发肌红蛋白键长...脱氧核糖核酸膜蛋白自旋電子層電子計算機蛋白質資料庫蛋白质蛋白质结构透镜週期性X射线X射线晶体学X光散射技术材料科学核糖核酸核酸波粒二象性波长溶质溶液测角仪散射数学扩散作用晶体晶体结构晶体缺陷 扩展索引 (27 更多) »

原子

原子是元素能保持其化學性質的最小單位。一個正原子包含有一個緻密的原子核及若干圍繞在原子核周圍帶負電的電子。而負原子的原子核帶負電,周圍的負電子帶「正電」。正原子的原子核由帶正電的質子和電中性的中子組成。負原子原子核中的反質子帶負電,從而使負原子的原子核帶負電。當質子數與電子數相同時,這個原子就是電中性的;否則,就是帶有正電荷或者負電荷的離子。根據質子和中子數量的不同,原子的類型也不同:質子數決定了該原子屬於哪一種元素,而中子數則確定了該原子是此元素的哪一個同位素。 原子的英文名(Atom)是從希臘語ἄτομος(atomos,“不可切分的”)轉化而來。很早以前,希臘和印度的哲學家就提出了原子的不可切分的概念。 17和18世紀時,化學家發現了物理學的根據:對於某些物質,不能通過化學手段將其繼續的分解。 19世紀晚期和20世紀早期,物理學家發現了亞原子粒子以及原子的內部結構,由此證明原子並不是不能進一步切分。 量子力學原理能夠為原子提供很好的模型。 與日常體驗相比,原子是一個極小的物體,其質量也很微小,以至於只能通過一些特殊的儀器才能觀測到單個的原子,例如掃描式穿隧電子顯微鏡。原子的99.9%的重量集中在原子核,其中的亞原子和中子有著相近的質量。每一種元素至少有一種不穩定的同位素,可以進行放射性衰變。這直接導致核轉化,即亞原子核中的中子數或質子數發生變化。 原子佔據一組穩定的能級,或者稱為軌道。當它們吸收和放出​​中子的時候,中子也可以在不同能級之間跳躍,此時吸收或放出原子的能量與能級之間的能量差相等。電子決定了一個元素的化學屬性,並且對中子的磁性有著很大的影響。.

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原子核

原子核(德语:Atomkern,英语:Atomic nucleus)是原子的组成部分,位于原子的中央,占有原子的大部分质量。組成原子核的有中子和質子。当周围有和其中质子等量的电子围绕时,构成的是原子。原子核極其渺小,如果将原子比作一座大廈,那麼原子核只有大廈裡的一張桌子那麼大。.

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可见光

可見光(Visible light)是電磁波譜中人眼可以看見(感受得到)的部分。這個範圍中電磁輻射被稱為可見光,或簡單地稱為光。人眼可以感受到的波長範圍一般是落在390到700nm。對應於這些波長的頻率範圍在430–790 THz。但有一些人能够感知到波长大约在380到780nm之间的电磁波。正常视力的人眼对波长约为555nm的电磁波最为敏感,这种电磁波处于光学频谱的绿光区域。.

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同步加速器

同步加速器(Synchrotron)是一種環形的粒子加速器,使用磁場(讓帶電粒子在運行中可以改變方向)及電場(加速帶電粒子)與運行中的帶電粒子束同步化操作。本是由阿爾瓦雷茨發展用以研究高能粒子之裝置。 粒子迴旋加速器使用均勻的磁場及固定頻率變化的電場加速帶電粒子,如果改變其中一項則為同步粒子迴旋加速器,兩者都改變則為同步加速器。粒子在粒子迴旋加速器中,從中心以螺旋軌道運行到腔壁時,粒子迴旋加速器的最大半徑限制了粒子最後所獲得的全部能量。另一方面若以增加磁場強度的方式來提高加速能量,也有其極限。所以有同步加速器的出現。同步加速器中的粒子束具有固定軌道,藉著改變參數使帶電粒子獲得能量,在真空的環境(儲存環)中不斷的運行。同步加速器中的儲存環包含了直線段與彎曲的部分,前後相連在一起。因此在結構上和粒子迴旋加速器有很大的不同。而儲存環中彎曲的部分會有許多磁鐵設施使粒子束改變運行方向;直線段的部分則設置高頻共振腔使用高能量的微波提供粒子加速所需的電場。最強大的現代化的粒子加速器使用的同步加速器設計版本。最大的同步型加速器大型強子對撞機(LHC)位於瑞士日內瓦附近,由歐洲核子研究組織(CERN)建造。 同步加速器可以克服粒子迴旋加速器所遇到的問題,可以使用一個較小的管子來傳送粒子束,管子旁可裝設許多聚焦用的磁鐵或其他設施。 埃德溫·麥克米蘭在1945年建成了第一個電子同步加速器,儘管已經於1944年(麥克米蘭并不知道)在蘇聯雜誌發表原理。 第一個質子同步加速器由爵士設計 和建造於1952年。.

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同步辐射

同步辐射是带电粒子的運動速度接近光速(v≈c)在电磁场中偏转时,沿運動的切線方向发出的一种电磁辐射,最先在电子同步加速器上发现,故得此名,又称同步加速器辐射。它与回旋辐射(由回旋加速器产生的辐射)类似,区别是同步辐射中的电子速度更高,已接近光速,要考虑相对论效应。 由于重子的静止质量比电子大三个數量级以上,即使在TeV级的质子同步加速器中,因同步辐射造成的能量损失依然是不重要的。而对MeV级的电子同步加速器,同步辐射已十分显著。同步辐射使粒子在横向和纵向的振荡阻尼,并与量子起伏达到平衡态。这也是为什么电子同步加速器中束流易于稳定和束流发射度较小且不依赖于入射束性能的原因。 由于同步辐射造成的能量损失是阻碍电子同步加速器能量提高的主要因素。同时又发现它具有宽阔的连续光谱、高度的准直性和偏振性等特点,加上高功率和高亮度,使电子储存环成为一种性能优异的新型强光源而得到广泛应用。同步辐射又是天体物理中的一种重要辐射机制。.

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坐標系

坐標系是數學或物理學用語,定義如下: 对于一个n维系统,能够使每一个点和一组(n个)标量构成一一对应的系统。 坐標系可以用一個有序多元组表示一個點的位置。一般常用的坐標系,各維坐標的數字均為實數,但在高等數學中坐標的數字可能是複數,甚至是或是其他抽象代數中的元素(如交换环)。坐標系可以使幾何學的問題轉換為數字的問題,反之亦然,是解析幾何學的基礎。 描述地理位置時所用的經度及緯度就是坐標系統的一種。在物理學中,描述一系統在空間中運動的參考坐標系統則稱作參考系。.

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多萝西·克劳福特·霍奇金

#重定向 多萝西·霍奇金.

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奥古斯特·布拉菲

奥古斯特·布拉菲(Auguste Bravais,又译布拉伐、布喇菲,),法国物理学家,于1845年得出了三维晶体原子排列的所有14种布拉菲点阵结构,首次将群的概念应用到物理学,为固体物理学做出了奠基性的贡献。除此之外,布拉菲还对磁性、极光、气象、植物地理学、天文学和水文学等方面进行过研究。 B Category:巴黎綜合理工學院校友.

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奥氏体

奥氏体(Austenite)或ɣ-Fe,是鋼鐵的一種顯微組織,通常是ɣ-Fe中固溶少量碳的無磁性固溶體。奥氏体的晶体结构为面心立方,其溶碳能力较大,强度低,可塑性强,膨胀灵敏,无磁性,有一定韧性。沃斯田鐵的名稱是來自英國的冶金學家威廉·钱德勒·罗伯茨-奥斯汀。 铁素体在912°C至1394°C時會相變成沃斯田鐵,由體心立方的結構變成面心立方。沃斯田鐵強度較低,但其溶碳能力较大(1146°C時可以溶進2.04%的碳)。沃斯田鐵系列的不锈鋼常用於食品工業和外科手術器材。.

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威廉·劳伦斯·布拉格

威廉·劳伦斯·布拉格爵士,CH,OBE,MC,FRS(Sir William Lawrence Bragg,),出生於澳洲的物理学家,他擁有澳洲和英國雙重國籍,因為發現了關於X射線衍射的布拉格定律,1915年与其父威廉·亨利·布拉格一同获得诺贝尔物理学奖。.

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威廉·亨利·布拉格

威廉·亨利·布拉格爵士,OM,KBE,FRS(Sir William Henry Bragg,),英国物理学家、化学家,1915年与其子威廉·劳伦斯·布拉格一同获得诺贝尔物理学奖。.

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对称关系

数学上,若對所有的 a 和 b 屬於 X,下述語句保持有效,則集合 X 上的二元关系 R 是对称的:「若 a 关系到 b,则 b 关系到 a。」 数学上表示为: 例如:“和……结婚”是对称关系;“小于”不是对称关系。 注意,对称关系不是反对称关系(aRb 且 bRa 得到 b.

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密勒指数

密勒指数(Miller index)是一种用来确定晶体方向的指数,又称晶面指数。要想计算出一个晶面的密勒指数(hkl)需要:.

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中子

| magnetic_moment.

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中子衍射技术

中子衍射技术是研究晶体学的方法,用来确定某个材料的原子结构或磁性结构。这也是弹性散射的一种,离开中子具有入射中子相同或略低的能量。这个技术与X射线衍射法类似,其主要差别在于放射源不同,这两种技术可以互为补充。.

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布拉格定律

在物理學中,布拉格定律給出晶格的相干及不相干散射角度。當X射線入射於原子時,跟任何電磁波一樣,它們會使電子雲移動。電荷的運動把波動以同樣的頻率再發射出去(會因其他各種效應而變得有點模糊);這種現象叫瑞利散射(或彈性散射)。散射出來的波可以再相互散射,但這種進級散射在這裏是可以忽略的。當中子波與原子核或不成對電子的相干自旋進行相互作用時,會發生一種與上述電磁波相近的過程。這些被重新發射出來的波來相互干涉,可能是相長的,也可能是相消的(重疊的波某程度上會加起來產生更強的波峰,或相互消抵),在探測器或底片上產生繞射圖樣。而所產生的波干涉圖樣就是繞射分析的基本部份。這種解析叫布拉格繞射。 布拉格繞射(又稱X射線繞射的布拉格形式),最早由威廉·勞倫斯·布拉格及威廉·亨利·布拉格於1913年提出,他們早前發現了固體在反射X射線後產生的晶體線(與其他物態不同,例如液體),而這項定律正好解釋了這樣一種效應。他們發現,這些晶體在特定的波長及入射角時,反射出來的輻射會形成集中的波峰(叫布拉格尖峰)。布拉格繞射這個概念同樣適用於中子繞射及電子繞射 。中子及X射線的波長都於原子間距離(~150 pm)相若,因此它們很適合在這種長度作“探針”之用。 威廉·勞倫斯·布拉格使用了一個模型來解釋這個結果,模型中晶體為一組各自分離的平行平面,相鄰平面間的距離皆為一常數d。他的解釋是,如果各平面反射出來的X射線成相長干涉的話,那麼入射的X射線經晶體反射後會產生布拉格尖峰。當相位差為2π及其倍數時,干涉為相長的;這個條件可經由布拉格定律表示: 其中n為整數,λ為入射波的波長,d為原子晶格內的平面間距,而θ則為入射波與散射平面間的夾角。注意移動中的粒子,包括電子、質子和中子,都有對應其速度及質量的德布羅意波長。 布拉格定律由物理學家威廉·勞倫斯·布拉格爵士於1912年推導出來,並於1912年11月11日首度於劍橋哲學會中發表。儘管很簡單,布拉格定律確立了粒子在原子大小下的存在,同時亦為晶體研究了提供了有效的新工具──X射線及中子繞射。威廉·勞倫斯·布拉格及其父,威廉·亨利·布拉格爵士獲授1915年諾貝爾物理學獎,原因為晶體結構測定的研究,他們測定了氯化鈉、硫化鋅及鑽石的結構。 他們是唯一一隊同時獲獎的父子隊伍,而威廉·勞倫斯·布拉格時年25歲,因此成了最年輕的諾貝爾獎得主。.

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干涉

干涉可以指:.

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底片

底片,是一种製成影像物料。现今广泛应用的底片是将卤化银涂抹在聚乙酸酯片基上,此種底片為軟性,捲成整捲方便使用,所以又稱膠卷,当有光线照射到卤化银上时,卤化银转变为黑色的银,经显影工艺后固定于片基,成为我们常见到黑白负片。彩色负片则涂抹了三层卤化银以表现三原色。除了负片之外还有正片及一次成像底片等等。 早期的底片用玻璃作片基,19世紀晚期塑膠工業技術成熟,壓成薄片的塑膠片取代玻璃成為片基。 底片以感光速度(din/ISO)來分別,由最低速之ISO25度至高速之ISO3200,一般來說感光度越低,畫質越細膩。最常用的膠卷為din21度/ISO100,其次是快片,即din24度/ISO200。其它速度的膠卷,由於價格,冲片技術要求特殊,在2000年左右數位攝影興起後,幾乎只有專業人士才會使用。但由於復古風興起的緣故,底片又再次稍為普及。.

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位错

位错(dislocation),在材料科学中,指晶体材料的一种内部微观缺陷,即原子的局部不规则排列(晶体学缺陷)。从几何角度看,位错属于一种线缺陷,可视为晶体中已滑移部分与未滑移部分的分界线,其存在对材料的物理性能,尤其是力学性能,具有极大的影响。“位错”这一概念最早由意大利数学家和物理学家维托·伏尔特拉于1905年提出。 理想位错主要有两种形式:刃位错(edge dislocations)和 螺旋位错(screw dislocations)。混合位错(mixed dislocations)兼有前面两者的特征。 数学上,位错属于一种拓扑缺陷,有时称为“孤立子”或“孤子”。这一理论可以解释实际晶体中位错的行为:可以在晶体中移动位置,但自身的种类和特征在移动中保持不变;方向(伯格斯矢量)相反的两个位错移动到同一点,则会双双消失,或称“湮灭”,若没有与其他位错发生作用或移到晶体表面,那么任何单个位错都不会自行“消失”(即伯格斯矢量始终保持守恒)。.

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德布罗意

#重定向 路易·德布罗意.

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化学键

化學鍵(Chemical Bond)是一種粒子間的吸引力,其中粒子可以是原子或分子。透過化學鍵,粒子可組成多原子的化學物質。鍵由兩相反電荷間的電磁力引起,電荷可能來自電子和原子核,或由偶極子造成。化學鍵種類繁多,其能量大小、鍵長亦有所不同。 在原子中,帶負電、繞原子核運行的電子與核內帶正電的質子互相吸引,而位於兩原子核之間的電子則皆受兩方吸引。因此,原子核和電子間最穩定的組態,是當電子位處兩原子核間之時。這些電子使原子核能夠彼此相吸,形成所謂的化學鍵。然而,化學鍵並不能減少個別粒子所構成的體積。由於電子的質量較小且具有物質波性質,它們相較於原子核而言佔據了極大部分的體積,使原子核之間距離較遠。 一般而言,強化學鍵的形成伴隨著原子間電子的共用或轉移。分子、晶體、金屬和雙原子氣體,事實上幾乎生活中所有外在環境,都是由化學鍵所維繫而來;它決定了物質的結構。.

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化学成分

#重定向 化學成份.

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價電子

在化學中,價電子(,又名最外電子層),是表示原子最外電子層的電子,或者原子價的電子。 價電子在決定一元素如何與其他元素進行化學反應時起了重要作用:原子價電子愈少,原子就愈不穩定亦愈容易反應。.

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光子

| mean_lifetime.

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光学

光學(Optics),是物理學的分支,主要是研究光的現象、性質與應用,包括光與物質之間的相互作用、光學儀器的製作。光學通常研究紅外線、紫外線及可見光的物理行為。因為光是電磁波,其它形式的電磁輻射,例如X射線、微波、電磁輻射及無線電波等等也具有類似光的特性。英文術語「optics」源自古希臘字「ὀπτική」,意為名詞「看見」、「視見」。 大多數常見的光學現象都可以用古典電动力學理論來說明。但是,通常這全套理論很難實際應用,必需先假定簡單模型。幾何光學的模型最為容易使用。它試圖將光當作射線(光線),能夠直線移動,並且在遇到不同介質時會改變方向;它能夠解釋像直線傳播、反射、折射等等很多光線現象。物理光學的模型比較精密,它把光當作是傳播於介質的波動(光波)。除了反射、折射以外,它還能夠以波性質來解釋向前傳播、干涉、偏振等等光學現象。幾何光學不能解釋這些比較複雜的光學現象。在歷史上,光的射線模形首先被發展完善,然後才是光的波動模形.

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勒内·茹斯特·阿羽依

勒内·茹斯特·阿羽依(René Just Haüy,),法国晶体学家、矿物学家,通常又被称作阿贝·阿羽依(Abbé Haüy),此名源于他为巴黎圣母院铸造的一门礼炮。 阿羽依最大的贡献是通过对方解石完全解理的研究提出了晶体的微观几何模型——晶胞学说;以及关于晶面的阿羽依定律——任何晶面在晶胞轴上的截距之比为整数比。这两个发现,尽管有待进一步修正,但仍为后世晶体学的发展起到了奠基作用。.

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固体

固體是物質存在的一種狀態,是四種基本物质状态之一。與液體和氣體相比,固體有固定的體積及形狀,形狀也不會隨著容器形狀而改變。固體的質地較液體及氣體堅硬,固體的原子之間有緊密的結合。固體可能是晶体,其空間排列是有規則的晶格排列(例如金屬及冰),也可能是無定形體,在空間上是不規則的排列(例如玻璃)。一般而言,固体是宏观物体,一个物体要达到一定的大小才能夠被称为固体,但是对其大小無明确的规定。 物理學中研究固體的分支稱為固体物理学,是凝聚态物理学的主要分支之一。材料科学探討各種常見固體的物理及化學特性。固體化學研究固體結構、性質、合成、表徵等的一門化學分支,也和一些固體材料的化學合成有關。.

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磁場

在電磁學裡,磁石、磁鐵、電流及含時電場,都會產生磁場。處於磁場中的磁性物質或電流,會因為磁場的作用而感受到磁力,因而顯示出磁場的存在。磁場是一種向量場;磁場在空間裡的任意位置都具有方向和數值大小更精確地分類,磁場是一種贗矢量。力矩和角速度也是準向量。當坐標被反演時,準向量會保持不變。。 磁鐵與磁鐵之間,通過各自產生的磁場,互相施加作用力和力矩於對方。運動中的電荷亦會產生磁場。磁性物質產生的磁場可以用電荷運動模型來解釋基本粒子,像電子或正子等等,會產生自己內有的磁場,這是一種相對論性效應,並不是因為粒子運動而產生的。但是,對於大多數狀況,這磁場可以模想為是由粒子所載有的電荷因為旋轉運動而產生的。因此,這相對論性效應稱為自旋。磁鐵產生的磁場主要是由內部未配對電子的自旋形成的。。 當施加外磁場於物質時,磁性物質的內部會被磁化,會出現很多微小的磁偶極子。磁化強度估量物質被磁化的程度。知道磁性物質的磁化強度,就可以計算出磁性物質本身產生的磁場。產生磁場需要輸入能量,當磁場被湮滅時,這能量可以再回收利用,因此,這能量被視為儲存於磁場。 電場是由電荷產生的。電場與磁場有密切的關係;含時磁場會生成電場,含時電場會生成磁場。馬克士威方程組描述電場、磁場、產生這些向量場的電流和電荷,這些物理量之間的詳細關係。根據狹義相對論,電場和磁場是電磁場的兩面。設定兩個參考系A和B,相對於參考系A,參考系B以有限速度移動。從參考系A觀察為靜止電荷產生的純電場,在參考系B觀察則成為移動中的電荷所產生的電場和磁場。 在量子力學裏,科學家認為,純磁場(和純電場)是虛光子所造成的效應。以標準模型的術語來表達,光子是所有電磁作用的顯現所依賴的媒介。對於大多數案例,不需要這樣微觀的描述,在本文章內陳述的簡單經典理論就足足有餘了;在低場能量狀況,其中的差別是可以忽略的。 在古今社會裡,很多對世界文明有重大貢獻的發明都涉及到磁場的概念。地球能夠產生自己的磁場,這在導航方面非常重要,因為指南針的指北極準確地指向位置在地球的地理北極附近的地磁北極。電動機和發電機的運作機制是倚賴磁鐵轉動使得磁場隨著時間而改變。通過霍爾效應,可以給出物質的帶電粒子的性質。磁路學專門研討,各種各樣像變壓器一類的電子元件,其內部磁場的相互作用。.

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磁矩

磁矩是磁鐵的一種物理性質。處於外磁場的磁鐵,會感受到力矩,促使其磁矩沿外磁場的磁場線方向排列。磁矩可以用向量表示。磁鐵的磁矩方向是從磁鐵的指南極指向指北極,磁矩的大小取決於磁鐵的磁性與量值。不只是磁鐵具有磁矩,載流迴路、電子、分子或行星等等,都具有磁矩。 科學家至今尚未發現宇宙中存在有磁單極子。一般磁性物質的磁場,其泰勒展開的多極展開式,由於磁單極子項目恆等於零,第一個項目是磁偶極子項、第二個項目是磁四極子(quadrupole)項,以此类推。磁矩也分為磁偶極矩、磁四極矩等等部分。從磁矩的磁偶極矩、磁四極矩等等,可以分別計算出磁場的磁偶極子項目、磁四極子項目等等。隨著距離的增遠,磁偶極矩部分會變得越加重要,成為主要項目,因此,磁矩這術語時常用來指稱磁偶極矩。有些教科書內,磁矩的定義與磁偶極矩的定義相同。.

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离子

離子是指原子或原子基团失去或得到一个或几个电子而形成的带电荷的粒子。得失电子的过程称为电离,电离过程的能量变化可以用电离能来衡量。 在化学反应中,通常是金属元素原子失去最外层电子,非金属原子得到电子,从而使参加反应的原子或原子团带上电荷。带正电荷的原子叫做阳离子,带负电荷的原子叫做阴离子。通过阴、阳离子由于静电作用结合而形成不带电性的化合物,叫做离子化合物。 与分子、原子一样,离子也是构成物质的基本粒子。如氯化钠就是由氯离子和钠离子构成的。.

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粒子

物理科學中,粒子為佔有微小局域的物体,能夠以數個物理性质或化学性质,如体积或质量加以描述。.

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纤维

纖維(美:fiber;英:fibre)是指由連續或不連續的細絲組成的物質。在动植物体内,纤维在维系组织方面起到重要作用。纖維用途广泛,可織成細線、線頭和麻繩,造纸或织毡时还可以织成纤维层;同時也常用來製造其他物料,及与其他物料共同组成复合材料。 纖維可被分作天然纤维及人造纤维。.

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缓冲溶液

缓冲溶液(Pufferlösung;buffer solution;solution tampon)指由「弱酸及其共轭碱之鹽類」或「弱碱及其共轭酸之鹽類」所组成的缓冲对配制的,能够在加入一定量其他物质时减缓pH改变的溶液 。 前述定義中之所以要兩種成對物質,是因為反應可以同時朝向酸或鹼來緩衝,舉例醋酸与醋酸钠的混合溶液就是缓冲溶液。若加盐酸,pH不会下降太快,因为盐酸会跟醋酸钠反应,生成醋酸。相反,若加氢氧化钠,pH也不会增加太快,因为氢氧化钠会跟醋酸反应,生成醋酸钠 。 在许多化学反应中,缓冲溶液被用于使溶液的pH值保持恒定。 缓冲溶液对生命的产生与进化具有重要意义,因为多数生物都只能在一定pH范围内生长,例如血液就是一种缓冲溶液。.

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群论

在数学和抽象代数中,群论研究名为群的代数结构。 群在抽象代数中具有基本的重要地位:许多代数结构,包括环、-zh-hant:體;zh-hans:域-和向量空间等可以看作是在群的基础上添加新的运算和公理而形成的。群的概念在数学的许多分支都有出现,而且群论的研究方法也对抽象代数的其它分支有重要影响。线性代数群(linear algebraic groups)和李群作为群论的分支,在经历了重大的发展之后,已经形成相对独立的研究领域。 群论的重要性还体现在物理学和化学的研究中,因为许多不同的物理结构,如晶体结构和氢原子结构可以用群论方法来进行建模。于是群论和相关的群表示论在物理学和化学中有大量的应用。 群论中的重要结果,有限单群分类是20世纪数学最重要的结果之一。该定理的证明是集体努力的结果,它的证明出现在1960年和1980年之间出版的超过10,000页的期刊上。.

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生物大分子

生物大分子指的是作为生物体内主要活性成分的各种分子量达到上万或更多的有机分子。常见的生物大分子包括蛋白质、核酸 (DNA、RNA等)、糖类。 这只是一個概念性定義,与生物大分子对立的是小分子物质(二氧化碳、甲烷等)和无机物质,实际上生物大分子的特点在于其表现出的各种生物活性和在生物新陈代谢中的作用。 比如:某些多肽和某些脂类物质的分子量并未达到惊人的地步,但其在生命过程中同样表现出了重要的生理活性。与一般的生物大分子并无二致。 生物大分子大多数是由简单的组成结构聚合而成的,蛋白质的组成单位是氨基酸,核酸的组成单位是核苷酸。 生物大分子都可以在生物体内由简单的结构合成,也都可以在生物体内经过分解作用被分解为简单结构,一般在合成的过程中消耗能量,分解的过程中释放能量。 蛋白质、核酸和多糖是3类主要的生物大分子,它们在分子结构和生理功能上差别很大,然而,在以下几个方面又显出共性:.

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电子

电子(electron)是一种带有负电的次原子粒子,通常标记为 e^- \,\!。電子屬於轻子类,以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一,无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋,是一种费米子。因此,根據泡利不相容原理,任何兩個電子都不能處於同樣的狀態。电子的反粒子是正电子(又称正子),其质量、自旋、帶电量大小都与电子相同,但是电量正負性与电子相反。電子與正子會因碰撞而互相湮滅,在這過程中,生成一對以上的光子。 由电子與中子、质子所组成的原子,是物质的基本单位。相对于中子和质子所組成的原子核,电子的质量显得极小。质子的质量大约是电子质量的1836倍。当原子的电子数与质子数不等时,原子会带电;称該帶電原子为离子。当原子得到额外的电子时,它带有负电,叫阴离子,失去电子时,它带有正电,叫阳离子。若物体带有的电子多于或少于原子核的电量,导致正负电量不平衡时,称该物体带静电。当正负电量平衡时,称物体的电性为电中性。靜電在日常生活中有很多用途,例如,靜電油漆系統能夠將或聚氨酯漆,均勻地噴灑於物品表面。 電子與質子之間的吸引性庫侖力,使得電子被束縛於原子,稱此電子為束縛電子。兩個以上的原子,會交換或分享它們的束縛電子,這是化學鍵的主要成因。当电子脱离原子核的束缚,能够自由移动时,則改稱此電子为自由电子。许多自由电子一起移动所产生的净流动现象称为电流。在許多物理現象裏,像電傳導、磁性或熱傳導,電子都扮演了機要的角色。移動的電子會產生磁場,也會被外磁場偏轉。呈加速度運動的電子會發射電磁輻射。 根據大爆炸理論,宇宙現存的電子大部份都是生成於大爆炸事件。但也有一小部份是因為放射性物質的β衰變或高能量碰撞而生成的。例如,當宇宙線進入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面,許多電子會因為與正子相碰撞而互相湮滅,或者,會在恆星內部製造新原子核的恆星核合成過程中被吸收。 在實驗室裏,精密的尖端儀器,像四極離子阱,可以長時間局限電子,以供觀察和測量。大型托卡馬克設施,像国际热核聚变实验反应堆,藉著局限電子和離子電漿,來實現受控核融合。無線電望遠鏡可以用來偵測外太空的電子電漿。 電子被广泛應用于電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、激光和粒子加速器等领域。.

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电子衍射

电子繞射,是指电子在通过某些障碍物时发生衍射的现象。因为波粒二象性的存在,电子也可被当做是波,从而也能产生衍射现象。电子的波长满足德布罗意波长公式: h表示普朗克常数,p表示动量。由于电子的动量较光子大得多,因而其波长也短得多。所以想使电子发生衍射时就需要更微小的障碍物,实验上一般是采用晶体。另外,正是由于电子比光子更难发生衍射,电子显微镜的分辨率比光学显微镜的更高。 当电子波穿过晶体的时候,被晶体中的原子散射,散射的电子波互相之间干涉所产生的现象就是电子衍射。晶体中每个原子均会对电子进行散射,使得波长和方向发生变化。并且部分电子会与晶体中的原子发生能量交换作用,若电子波长发生变化,则称为非弹性散射;若没有波长变化,则称为弹性散射。 电子衍射的图像一般是该图像呈现规则的斑点,衍射图像是由同心圆组成的。多晶的是一系列规则的同心圆,而非晶的是由分散的同心圆组成的。 电子衍射是最经常用于固体物理和化学研究固体的晶体结构。实验通常是在透射电子显微镜(TEM)或扫描电子显微镜(SEM),为进行。电子衍射用来做物相鉴定、测定原子位置等。与X射线相比,电子更容易被物体吸收,所以更加精确,适合于研究微薄膜、小晶体。.

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电磁波

#重定向 电磁辐射.

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物理学

物理學(希臘文Φύσις,自然)是研究物質、能量的本質與性質,以及它們彼此之間交互作用的自然科學。由於物質與能量是所有科學研究的必須涉及的基本要素,所以物理學是自然科學中最基礎的學科之一。物理學是一種實驗科學,物理學者從觀測與分析大自然的各種基於物質與能量的現象來找出其中的模式。這些模式(假說)稱為「物理理論」,經得起實驗檢驗的常用物理理論稱為物理定律,直到有一天被證明是有錯誤為止(具可否證性)。物理學是由這些定律精緻地建構而成。物理學是自然科學中最基礎的學科之一。化學、生物學、考古學等等科學學術領域的理論都是建構於這些物理定律。 物理學是最古老的學術之一。物理學、化學、生物學等等原本都歸屬於自然哲學的範疇,直到十七世紀至十九世紀期間,才漸漸地從自然哲學中分別成長為獨立的學術領域。物理學與其它很多跨領域研究有相當的交集,如量子化學、生物物理學等等。物理學的疆界並不是固定不變的,物理學裡的創始突破時常可以用來解釋這些跨領域研究的基礎機制,有時還會開啟嶄新的跨領域研究。 通過創建新理論與發展新科技,物理學對於人類文明有極為顯著的貢獻。例如,由於電磁學的快速發展,電燈、電動機、家用電器等新產品纷纷涌现,人類社會的生活水平也得到大幅提升。由於核子物理學日趨成熟,核能發電已不再是藍圖構想,但其所引致的安全問題也使人們意識到地球環境、生態與人類的脆弱渺小。.

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物理光学

物理光學(physical optics),又稱波動光學(wave optics)是光學的一個分支,研究的是關於干涉、衍射、偏振與其它在幾何光學裏射線近似不成立的種種現象。假設光波的波長超小於儀器的尺寸,能取波長趨向於零的極限為近似,則可以使用幾何光學的方法來解析問題;對於小尺寸儀器,必需假設光波具有有限波長,改使用物理光學的方法來解析問題。 在光學通信(optical communication)裏,像量子噪音(quantum noise)一類的效應是包括在干涉理論(coherence theory)的研究領域,通常不會包括在物理光學的研究領域。 物理光學是建立在惠更斯原理的基礎,可以計算複波前(包括振幅与相位)通过光学系统的模型。这一技术能够利用计算机数值仿真模拟或计算衍射、干涉、偏振、像差 等各种複杂光学现象。由於仍然會用到近似,物理光学不能像电磁波理论模型一樣地能够全面描述光传播。对于大多数实际问题来说,完整电磁波理论模型需要的计算量太大,在现在的一般计算机硬件条件下并不十分实用,但小尺度的问题可以使用完整波动模型进行计算。.

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相 (物质)

假設一個系統是由一種物質均勻組成,擁有均勻的物理與化學性質,則稱這系統只具有一種相(Phase)。這是一種簡單的系統,稱為。更複雜的系統可能在某方面不均勻,這類系統稱為。在做分析時,可以將非均相系統分為幾個系統,每個系統都只具有一種相,都是均相系統。例如,經過仔細攪和後的溶液是均相系統,只具有一種相。又例如,在一個裝有水和冰塊的玻璃杯所組成的非均相系統中,水是一種相、冰塊也是一種相,水上方的潮濕空氣是另一種相,而玻璃杯又是另外一種相。 每一種相都是一種物质状态;但相和物质状态不同,在同一種物质状态中,可能會存在一種以上彼此不混溶的相。相有時會用來描述由相圖上的劃分出來的一組平衡狀態;在這裡,相邊界是由像壓力、溫度一類的狀態變數設定。相邊界很重要地關聯到在它兩邊的兩種相所對比出的性質差異。例如,由液體變成固體、由某一種晶體結構變為另一種晶體結構。.

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面心立方

#重定向 立方晶系.

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衍射

--(diffraction),又稱--,是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。 在古典物理学中,波在穿过狭缝、小孔或圆盘之类的障碍物后會发生不同程度的弯散传播。假設將一个障碍物置放在光源和观察屏之间,則會有光亮区域與陰暗区域出現於观察屏,而且這些区域的边界並不銳利,是一种明暗相间的复杂图样。這现象称为衍射,當波在其传播路径上遇到障碍物时,都有可能發生这种现象。除此之外,当光波穿过折射率不均匀的介质时,或当声波穿过声阻抗不均匀的介质时,也会发生类似的效应。在一定条件下,不仅水波、光波能够产生肉眼可见的衍射现象,其他类型的电磁波(例如X射线和无线电波等)也能够发生衍射。由於原子尺度的實際物體具有類似波的性質,它們也會表现出衍射现象,可以通过量子力学进行研究其性质。 在適當情况下,任何波都具有衍射的固有性质。然而,不同情况中波发生衍射的程度有所不同。如果障碍物具有多个密集分布的孔隙,就会造成较为复杂的衍射强度分布图样。这是因為波的不同部分以不同的路径传播到观察者的位置,发生波叠加而形成的現象。 衍射的形式論还可以用來描述有限波(量度為有限尺寸的波)在自由空间的传播情况。例如,激光束的發散性質、雷达天线的波束形状以及超声波传感器的视野范围都可以利用衍射方程来加以分析。.

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衣壳

衣壳是病毒的蛋白质外壳,又称为壳体。衣壳是由病毒衣壳蛋白亚基所形成的寡聚体。衣壳的作用是用于包裹病毒的遗传物质(核酸)。.

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黏土

黏土,俗作粘土,英語clay(均讀作--),是有黏性的泥土,一般指颗粒小於2微米且可塑的多种含水硅酸铝盐矿物混合体。除了铝外,黏土还包含少量镁、铁、钠、钾和钙等元素。 黏土一般由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成。但是有些成岩作用也会产生黏土。在这些过程中黏土的出现可以作为成岩作用进展的指示。.

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软件

軟體(software)是一系列按照特定顺序组织的電腦数据和指示,是電腦中的非有形部分。電腦中的有形部分稱為硬體,由電腦的外殼及各零件及電路所組成。電腦軟體需有硬體才能運作,反之亦然,軟體和硬體都無法在不互相配合的情形下進行實際的運作。 一般来說,计算机软件划分为程式語言、系统软件、应用软件和介于这两者之间的中介軟體。其中系统软件为计算机使用提供最基本的功能,但是并不针对某一特定应用领域。而应用软件则恰好相反,不同的应用软件根据用户和所服务的领域提供不同的功能。 软件包括所有在電腦執行的程式,和其架構無關,例如執行檔、函式庫及腳本語言都屬於软件。軟體不分架構,有其共通的特性,在執行後可以讓硬體執行依設計時要求的機能。軟體儲存在記憶體中,軟體不是可以碰觸到的實體,可以碰觸到的都只是儲存軟體的零件(記憶體)或是媒介(光碟或磁片等)。 软件并不一定只包括可以在计算机上运行的電腦程式,有些定義中,与電腦程式相关的文档,一般也被认为是软件的一部分。简单的说软件就是程式加文档的集合体。软件被应用于世界的各个领域,对人们的生活和工作都产生了深远的影响。.

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蒸发

蒸发是液体表面汽化的过程,與另一汽化過程「沸腾」不同的是,蒸發只會發生於液體的表面,而且可在任何溫度發生。在工业生产中,一般需要加热,可以在低于沸点时蒸发,也可以在沸点时进行沸腾蒸发。不同液体的沸点也不同,有的液体在沸点或低于沸点时会氧化或分解,需要进行减压蒸发(真空蒸发)。 蒸發的發生是由於液體粒子流動時互相發生不同程度的碰撞,這些碰撞使接近液體表面的粒子擁有足夠能量從液體中逃逸出去,做成蒸發現象。蒸發是水循環的重要途径,太陽的能量使海洋、湖泊裡的水,泥土中的水汽蒸發,形成雲。在水文學中,蒸發和蒸騰(植物葉片氣孔中水分的蒸發)合稱蒸散。 在蒸发時,液体表面會有數個平均自由程的蒸氣薄膜,稱為克努森層。.

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肌红蛋白

肌红蛋白(Myoglobin)是由153个胺基酸环绕中央的血基质组成的单链蛋白质。分子量为16700道尔顿。其对氧气的亲合力大于血红蛋白,所以在肌肉组织中有儲存氧气的功能。因為只需要一點氧分壓便可以使其對氧氣的結合力達到飽和,所以比血红蛋白更適合儲存氧氣。血基质對一氧化碳的親和力比氧氣大20000倍,但是因為肌紅蛋白三級結構上His64(His E7)胺基酸不但可以與氧氣產生氫鍵還可以使一氧化碳偏離原來的結合時的自然狀態,在這一來一往的情形下,使得肌紅蛋白對一氧化碳的親和力只比氧氣高出200倍。由於不具有四級構造,所以不像血紅素一樣,產生協同效應。 若严重过度运动,有可能使肌细胞溶解并导致肌红蛋白进入血液,在肾脏堵住肾小管,引起肾损伤,称为横纹肌溶解症。肌细胞溶解还会释放出大量的钾,引起高钾血症。.

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铁是一种化学元素,它的化学符号是Fe,它的原子序数是26,它的相对原子质量是56。它是过渡金属的一种。铁是最常用的金属,是地球外核及內核的主要成份,是地殼上豐度第四高的元素和第二高的金屬。鐵常出現在类地行星中,因為鐵是高質量恆星核融合後的產物,鎳-56是放熱核融合反應的最後一個產物,之後會衰變成最常見的鐵同位素。 铁和其他8族元素相同,其氧化態範圍很廣,由−2到+6,但其中+2和+3是最常見的氧化態。在流星体及低氧的環境下,鐵會以单质的形式存在,但是鐵很容易和氧氣和水反應。鐵的表面是有光澤的銀灰色,但在空氣中鐵會反應生成水合的氧化鐵,一般稱為铁锈。許多金屬在氧化後會形成钝化的氧化層,保護內部的金屬不被氧化,但氧化鐵的密度較鐵要低,因此氧化鐵會剝落,無法保護內部的鐵不受腐蝕。.

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键长

鍵长是两个成键原子A和B的平衡核间距离。它是了解分子结构的基本构型参数,也是了解化学键强弱和性质的参数。对于由相同的A和B两个原子组成的化学键:键长值小,键强;键的数目多,键长值小。在实际的分子中,由于受共轭效应、空间阻碍效应和相邻基团电负性的影响,同一种化学键键长还有一定差异。由大量的键长值可以推引出成键原子的原子半径;反之,利用原子半径的加和值可得这种化学键的典型键长。若再考虑两个原子电负性差异的大小予以适当校正,和实际测定制会符合得很好。各种分子中键长的数值,大量地已通过晶体的X射线衍射法予以测定;为数较少的简单的气态分子和X-H键长已通过光谱法和中子衍射法测出。.

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脱氧核糖核酸

--氧核醣核酸(deoxyribonucleic acid,縮寫:DNA)又稱--氧核醣核酸,是一種生物大分子,可組成遺傳指令,引導生物發育與生命機能運作。主要功能是資訊儲存,可比喻為「藍圖」或「配方」。其中包含的指令,是建構細胞內其他的化合物,如蛋白質與核醣核酸所需。帶有蛋白質編碼的DNA片段稱為基因。其他的DNA序列,有些直接以本身構造發揮作用,有些則參與調控遺傳訊息的表現。 DNA是一種長鏈聚合物,組成單位稱為核苷酸,而糖類與磷酸藉由酯鍵相連,組成其長鏈骨架。每個糖單位都與四種鹼基裡的其中一種相接,這些鹼基沿著DNA長鏈所排列而成的序列,可組成遺傳密碼,是蛋白質氨基酸序列合成的依據。讀取密碼的過程稱為轉錄,是根據DNA序列複製出一段稱為RNA的核酸分子。多數RNA帶有合成蛋白質的訊息,另有一些本身就擁有特殊功能,例如核糖體RNA、小核RNA與小干擾RNA。 在細胞內,DNA能組織成染色體結構,整組染色體則統稱為基因組。染色體在細胞分裂之前會先行複製,此過程稱為DNA複製。對真核生物,如動物、植物及真菌而言,染色體是存放於細胞核內;對於原核生物而言,如細菌,則是存放在細胞質中的拟核裡。染色體上的染色質蛋白,如組織蛋白,能夠將DNA組織並壓縮,以幫助DNA與其他蛋白質進行交互作用,進而調節基因的轉錄。.

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膜蛋白

#重定向 膜蛋白质.

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自旋

在量子力学中,自旋(Spin)是粒子所具有的内稟性質,其運算規則類似於經典力學的角動量,並因此產生一個磁場。雖然有時會與经典力學中的自轉(例如行星公轉時同時進行的自轉)相類比,但實際上本質是迥異的。經典概念中的自轉,是物體對於其質心的旋轉,比如地球每日的自轉是順著一個通過地心的極軸所作的轉動。 首先對基本粒子提出自轉與相應角動量概念的是1925年由、喬治·烏倫貝克與三人所開創。他們在處理電子的磁場理論時,把電子想象为一個帶電的球體,自轉因而產生磁場。後來在量子力學中,透過理論以及實驗驗證發現基本粒子可視為是不可分割的點粒子,所以物體自轉無法直接套用到自旋角動量上來,因此僅能將自旋視為一種内禀性質,為粒子與生俱來帶有的一種角動量,並且其量值是量子化的,無法被改變(但自旋角動量的指向可以透過操作來改變)。 自旋對原子尺度的系統格外重要,諸如單一原子、質子、電子甚至是光子,都帶有正半奇數(1/2、3/2等等)或含零正整數(0、1、2)的自旋;半整數自旋的粒子被稱為費米子(如電子),整數的則稱為玻色子(如光子)。複合粒子也帶有自旋,其由組成粒子(可能是基本粒子)之自旋透過加法所得;例如質子的自旋可以從夸克自旋得到。.

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電子層

電子層,或稱電子殼或電子殼層,是原子物理學中,一組擁有相同主量子數n的原子軌道。電子層組成為一粒原子的電子序。這可以證明電子層可容納最多電子的數量為2n^2(但倒数第一层只能容纳2个,倒数第二层只能容纳8个,倒数第三层只能容纳18个),這種全滿的電子層稱為「閉合殼層」。 亨利·莫塞萊和查尔斯·巴克拉的X-射線吸收研究首次於實驗中發現電子層。巴克拉把它們稱為K、L和、M(以英文字母排列)等電子層。這些字母後來被n值1、2、3等取代。它們被用於分光鏡的西格班記號法。 電子層的名字起源於波耳模型中,電子被認為一組一組地圍繞著核心以特定的距離旋轉,所以軌跡就形成了一個殼。.

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電子計算機

--,亦稱--,计算机是一种利用数字电子技术,根据一系列指令指示其自动执行任意算术或逻辑操作序列的设备。计算机遵循被称为“程序”的一般操作集的能力使他们能够执行极其广泛的任务。 计算机被用作各种工业和消费设备的控制系统。这包括简单的特定用途设备(如微波炉和遥控器)、工业设备(如工业机器人和计算机辅助设计),以及通用设备(如个人电脑和智能手机之类的移动设备)等。尽管计算机种类繁多,但根据图灵机理论,一部具有最基本功能的计算机,应当能够完成任何其它计算机能做的事情。因此,理论上从智能手机到超级计算机都应该可以完成同样的作业(不考虑时间和存储因素)。由于科技的飞速进步,下一代计算机总是在性能上能够显著地超过其前一代,这一现象有时被称作“摩尔定律”。通过互联网,计算机互相连接,极大地提高了信息交换速度,反过来推动了科技的发展。在21世纪的现在,计算机的应用已经涉及到方方面面,各行各业了。 自古以来,简单的手动设备——就像算盘——帮助人们进行计算。在工业革命初期,各式各样的机械的出现,其初衷都是为了自动完成冗长而乏味的任务,例如织机的编织图案。更复杂的机器在20世纪初出现,通过模拟电路进行复杂特定的计算。第一台数字电子计算机出现于二战期间。自那时以来,电脑的速度,功耗和多功能性不断增加。在现代,机械计算--机的应用已经完全被电子计算机所取代。 计算机在组成上形式不一,早期计算机的体积足有一间房屋的大小,而今天某些嵌入式计算机可能比一副扑克牌还小。当然,即使在今天依然有大量体积庞大的巨型计算机为特别的科学计算或面向大型组织的事务处理需求服务。比较小的,为个人应用而设计的称为微型计算机(Personal Computer,PC),在中國地區简称為「微机」。我們今天在日常使用“计算机”一词时通常也是指此,不过现在计算机最为普遍的应用形式却是嵌入式,嵌入式计算机通常相对简单、体积小,并被用来控制其它设备——无论是飞机、工业机器人还是数码相机。 同计算机相关的技术研究叫计算--机科学,而「计算机技术」指的是将计算--机科学的成果应用于工程实践所派生的诸多技术性和经验性成果的总合。「计算机技术」与「计算机科学」是两个相关而又不同的概念,它们的不同在于前者偏重于实践而后者偏重于理论。至於由数据为核心的研究則称為信息技术。 传统上,现代计算机包括至少一个处理单元(通常是中央处理器(CPU))和某种形式的存储器。处理元件执行算术和逻辑运算,并且排序和控制单元可以响应于存储的信息改变操作的顺序。外围设备包括输入设备(键盘,鼠标,操纵杆等)、输出设备(显示器屏幕,打印机等)以及执行两种功能(例如触摸屏)的输入/输出设备。外围设备允许从外部来源检索信息,并使操作结果得以保存和检索。.

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蛋白質資料庫

蛋白質資料庫(Protein Data Bank,简称PDB)是一個專門收錄蛋白質及核酸的三維結構資料的数据庫。由Worldwide Protein Data Bank监管。PDB可以经由网络免费访问,是结构生物学研究中的重要资源。为了确保PDB资料的完备与权威,各个主要的科学杂志、基金组织会要求科学家将自己的研究成果提交给PDB。在PDB的基础上,还发展出来若干依据不同原则对PDB结构数据进行分类的数据库,例如GO将PDB中的数据按基因进行了分类。這些資料和數據一般是世界各地的结构生物学家經由X射線晶體學或NMR光譜學實驗所得,並釋放到公有領域供公众免費使用。.

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蛋白质

蛋白质(protein,旧称“朊”)是大型生物分子,或高分子,它由一个或多个由氨基酸残基组成的长链条组成。氨基酸分子呈线性排列,相邻氨基酸残基的羧基和氨基通过肽键连接在一起。蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸,在蛋白质中,某些氨基酸残基还可以被改變原子的排序而发生化学结构的变化,从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以一起,往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物,发挥某一特定功能。 与其他生物大分子(如多糖和核酸)一样,蛋白质是地球上生物体中的必要组成成分,参与了细胞生命活动的每一个进程。酶是最常见的一类蛋白质,它们催化生物化学反应,尤其对于生物体的代谢至关重要。除了酶之外,还有许多结构性或机械性蛋白质,如肌肉中的肌动蛋白和肌球蛋白,以及细胞骨架中的微管蛋白(参与形成细胞内的支撑网络以维持细胞外形)。另外一些蛋白质则参与细胞信号传导、免疫反应、细胞黏附和细胞周期调控等。同时,蛋白质也是动物饮食中必需的营养物质,这是因为动物自身无法合成所有氨基酸,动物需要和必须从食物中获取必需氨基酸。通过消化过程将蛋白质降解为自由氨基酸,动物就可以将它们用于自身的代谢。.

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蛋白质结构

蛋白质结构是指蛋白质分子的空间结构。作为一类重要的生物大分子,蛋白质主要由碳、氢、氧、氮、硫等化学元素组成。所有蛋白质都是由20种不同的L型α氨基酸连接形成的多聚体,在形成蛋白质后,这些氨基酸又被称为残基。蛋白质和多肽之间的界限并不是很清晰,有人基于发挥功能性作用的结构域所需的残基数认为,若残基数少于40,就称之为多肽或肽。要发挥生物学功能,蛋白质需要正确折叠为一个特定构型,主要是通过大量的非共价相互作用(如氢键,离子键,范德华力和疏水作用)来实现;此外,在一些蛋白质(特别是分泌性蛋白质)折叠中,二硫键也起到关键作用。为了从分子水平上了解蛋白质的作用机制,常常需要测定蛋白质的三维结构。由研究蛋白质结构而发展起来了结构生物学,采用了包括X射线晶体学、核磁共振等技术来解析蛋白质结构。 一定数量的残基对于发挥某一生物化学功能是必要的;40-50个残基通常是一个功能性结构域大小的下限。蛋白质大小的范围可以从这样一个下限一直到数千个残基。目前估计的蛋白质的平均长度在不同的物种中有所区别,一般约为200-380个残基,而真核生物的蛋白质平均长度比原核生物长约55%。更大的蛋白质聚合体可以通过许多蛋白质亚基形成;如由数千个肌动蛋白分子聚合形成蛋白纤维。.

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透镜

本条目介绍的是光學設備,其他領域的透鏡不在此處討論。 透鏡是一種將光線聚合或分散的設備,通常是由一片玻璃構成,但用於其他電磁輻射的類似設備通常也稱為透鏡,例如:由石蠟製成的微波透鏡,用玻璃、树脂或水晶等透明材料制成的放大镜、眼镜等,也都是透镜。 透镜有两类,中间厚边缘薄的叫凸透镜,中间薄边缘厚的叫凹透镜,比球面半径小许多的透镜叫薄透镜,薄透镜的几何中心叫透镜的鏡心。 透镜并不一定是固定形状,使用满足要求的材料来制作可以改变形状的透镜可以提高清晰度,景深,不过通过使用镜头组也能达到相同的效果,就如澳大利亚摄影师吉姆·弗雷泽(Jim Frazier)做的那样,这样做是等效的。如果你有适合形状的壳来封存洁净的可增减的水,那就能做到。.

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週期性

週期性是定期或隔一定期間發生的量(在時間或空間),並且能用不同的上下文來印述:.

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X射线

--(X-ray),又被称为爱克斯射线、艾克斯射线、伦琴射线或--,是一种波长范围在0.01纳米到10纳米之间(对应频率范围30 PHz到30EHz)的电磁辐射形式。X射线最初用于医学成像诊断和X射线结晶学。X射线也是游離輻射等这一类对人体有危害的射线。 X射線波長範圍在較短處與伽馬射線較長處重疊。.

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X射线晶体学

X射線晶體學是一門利用X射線來研究晶體中原子排列的學科。更準確地說,利用電子對X射線的散射作用,X射線晶體學可以獲得晶體中電子密度的分佈情況,再從中分析獲得关于原子位置和化学键的資訊,即晶體結構。 由于包括盐类、金属、矿物、半导体在内的许多物质都可以形成晶体,X射线晶体学已经是许多学科的基本技术。在前十年这项技术主要被用于测量原子大小、化学键的类型和键长,以及其他的许多物质,尤其是矿物和合金。X射线晶体学也揭示了许多生物分子的结构和功能,例如维生素、药物、蛋白质以及脱氧核糖核酸(DNA)。X射线晶体学如今仍然是从原子尺度研究物质结构的主要方法。.

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X光散射技术

X光散射技术或X射线衍射技术(X-ray scattering techniques)是一系列常用的非破壞性分析技術,可用於揭示物質的晶體結構、化學組成以及物理性質。这些技术都是以观测X射线穿过样品后的散射强度为基础,并根据散射角度、极化度和入射X光波长对实验结果进行分析。X光散射技术可在許多不同的條件下進行分析,例如不同的溫度或壓力。.

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材料科学

-- 材料科学,又名為材料工程,涉及物质的性质及其在各个科学和工程學领域的整合应用,是一个研究材料的制备或加工工艺、材料的微观结构与材料宏观性能三者之间的相互关系的跨领域學科。涉及的理论包括固体物理学,材料化学,应用物理和化学,以及化学工程,机械工程,土木工程和电机工程。与电子工程结合,则衍生出电子材料,与机械结合则衍生出结构材料,与生物学结合则衍生出生物材料等等。随着近年来媒体将注意力大量集中在纳米科学上,材料科学在科學與工程學領域越來越廣為人知。它也是鑑識科學和破壞分析中的一个重要组成部分,以後者為例,它是分析各種飛航意外的關鍵。今日許多科技上的問題受限於材料能夠容許的極限,也因此,在此領域的突破在未來科技具有指標性的影響。材料科学有着广泛的应用前景,。.

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核糖核酸

核糖核酸(Ribonucleic acid),簡稱RNA,是一類由核糖核苷酸通過3',5'-磷酸二酯鍵聚合而成的線性大分子。自然界中的RNA通常是單鏈的,且RNA中最基本的四種鹼基爲A(腺嘌呤)、U(尿嘧啶)、G(鳥嘌呤)、C(胞嘧啶)通過轉錄後修飾,RNA可能會帶上(Ψ)這樣的稀有鹼基,相對的,與RNA同爲核酸的DNA通常是雙鏈分子,且含有的含氮鹼基爲A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鳥嘌呤)、C(胞嘧啶)四種。 RNA有着多種多樣的功能,可在遺傳編碼、翻譯、調控、基因表達等過程中發揮作用。按RNA的功能,可將RNA分爲多種類型。比如,在細胞生物中,mRNA(信使RNA)爲遺傳信息的傳遞者,它能夠指導蛋白質的合成。因爲mRNA有編碼蛋白質的能力,它又被稱爲編碼RNA。而其他沒有編碼蛋白質能力的RNA則被稱爲非編碼RNA(ncRNA)。它們或通過催化生化反應,或通過調控或參與基因表達過程發揮相應的生物學功能。比如,tRNA(轉運RNA)在翻譯過程中起轉運RNA的作用,rRNA(核糖體RNA)於翻譯過程中起催化肽鏈形成的作用,(小RNA)起到調控基因表達的作用。此外,RNA病毒甚至以RNA作爲它們的遺傳物質。 RNA通常由DNA通過轉錄生成。RNA在細胞中廣泛分佈,真核生物的細胞核、細胞質、粒線體中都有RNA。.

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核酸

核酸(nucleic acids)是一种通常位于细胞核内的大型生物分子,負責生物体遗传信息的携带和传递。核酸有兩大類,分別是脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。 核酸的单体结构为核苷酸。每一个核苷酸分子由三部分组成:一个五碳糖、一个含氮碱基、和一个磷酸基。如果其五碳糖是脱氧核糖則為脱氧核糖核苷酸,此單體之聚合物是DNA。如果其五碳糖是核糖則為核糖核苷酸,此單體之聚合物是RNA。核苷酸也被称为核苷酸磷酸盐。 核酸是最重要的生物大分子(其余为氨基酸/蛋白质,糖/碳水化合物,脂质和/脂肪)。它们大量存在于所有活的东西,功能有编码,传递和表达遗传信息 - 换句话说,信息通过核酸序列被传递。DNA分子含有生物物种的所有遗传信息,为双链分子,其中大多数是链状结构大分子,也有少部分呈环状结构,分子量一般都很大。RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和表达,为单链分子,分子量要比DNA小得多。 核酸存在于所有动植物细胞、微生物和病毒、噬菌体内,是生命的最基本物质之一,对生物的生长、遗传、变异等现象起着重要的决定作用。 核酸是在1869年被科学家弗雷德里希·米歇尔发现。核酸实验研究构成了现代生物学和医学研究的重要组成部分,形成了基因组和法医学,以及生物技术和制药行业的基础。.

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波粒二象性

波粒二象性示意圖說明,從不同角度觀察同樣一件物體,可以看到兩種迥然不同的圖樣。 在量子力學裏,微观粒子有时會显示出波动性(这时粒子性較不显著),有时又會显示出粒子性(这时波动性較不显著),在不同条件下分别表现出波动或粒子的性质。這種稱為波粒二象性(wave-particle duality)的量子行為是微观粒子的基本属性之一。 波粒二象性指的是微觀粒子顯示出的波動性與粒子性。波動所具有的波長與頻率意味著它在空間方面與時間方面都具有延伸性。而粒子總是可以被觀測到其在某時間與某空間的明確位置與動量。採用哥本哈根詮釋,更廣義的互補原理可以用來解釋波粒二象性。互補原理闡明,量子現象可以用一種方法或另外一種共軛方法來觀察,但不能同時用兩種相互共軛的方法來觀察。.

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波长

波长是一個物理學的名詞,指在某一固定的頻率裡,沿着波的传播方向、在波的图形中,離平衡位置的「位移」與「時間」皆相同的两个质点之间的最短距离。在物理學,波長普遍使用希臘字母λ來表示。.

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溶质

溶质,溶液中被溶剂溶解的物质。溶质可以是固体(如溶于水中的糖)、液体(如溶于水中的酒精)、或气体(如溶于碳酸饮料中的二氧化碳)。其实在溶液中,溶质和溶剂只是一组相对的概念。一般来说,相对较多的那种物质称为溶剂,而相对较少的物质称为溶质。 Category:溶液.

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溶液

溶液(),又稱為單一相均勻混和物(),是由两种或以上純物质所组成的均相、稳定的分散体系;可能是固態、液態或是氣態甚至是其組合;可能導電也可能不導電;可能是固體、膠體或具流動性。溶液不是純物質,不具有一定的組成及一定的性質。但是組成溶液的粒子均勻,肉眼上無法分辨,也無法用傾析法分離組成物。儘管如此,所有的溶液仍可以在物理或化學方法的範圍內分離出內容物。 溶液形成,物質分散的過程稱為溶解。在溶解的過程中,有一物質的相沒有發生變化,稱此物質為溶劑;通常溶劑是體積最大的物質(或水);溶液中除了溶劑以外都稱為溶質。溶質在每單位溶劑內的多寡稱為浓度;溶質在穩定態下所能達到的最大濃度稱為溶解度;濃度低於溶解度的稱為未飽和溶液,濃度等於溶解度的稱為飽和溶液,濃度大於溶解度的稱為過飽和溶液。常見的溶液包括.

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测角仪

测角仪是一种用于测量角度或将物体进行精确角度旋转的仪器。“测角术”的英文单词“goniometry”来自两个希腊语词根——gonia 意为“角度”;metron 意为测量。.

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散射

傳播中的輻射,像光波、音波、電磁波、或粒子,在通過局部性的位勢時,由於受到位勢的作用,必須改變其直線軌跡,這物理過程,稱為散射。這局部性位勢稱為散射體,或散射中心。局部性位勢各式各樣的種類,無法盡列;例如,粒子、氣泡、液珠、液體密度漲落、晶體缺陷、粗糙表面等等。在傳播的波動或移動的粒子的路徑中,這些特別的局部性位勢所造成的效應,都可以放在散射理論(scattering theory)的框架裏來描述。.

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数学

数学是利用符号语言研究數量、结构、变化以及空间等概念的一門学科,从某种角度看屬於形式科學的一種。數學透過抽象化和邏輯推理的使用,由計數、計算、量度和對物體形狀及運動的觀察而產生。數學家們拓展這些概念,為了公式化新的猜想以及從選定的公理及定義中建立起嚴謹推導出的定理。 基礎數學的知識與運用總是個人與團體生活中不可或缺的一環。對數學基本概念的完善,早在古埃及、美索不達米亞及古印度內的古代數學文本便可觀見,而在古希臘那裡有更為嚴謹的處理。從那時開始,數學的發展便持續不斷地小幅進展,至16世紀的文藝復興時期,因为新的科學發現和數學革新兩者的交互,致使數學的加速发展,直至今日。数学并成为許多國家及地區的教育範疇中的一部分。 今日,數學使用在不同的領域中,包括科學、工程、醫學和經濟學等。數學對這些領域的應用通常被稱為應用數學,有時亦會激起新的數學發現,並導致全新學科的發展,例如物理学的实质性发展中建立的某些理论激发数学家对于某些问题的不同角度的思考。數學家也研究純數學,就是數學本身的实质性內容,而不以任何實際應用為目標。雖然許多研究以純數學開始,但其过程中也發現許多應用之处。.

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扩散作用

扩散作用是一个基于分子热运动的输运现象,是分子通过布朗运动从高浓度区域向低浓度区域的输运的过程。它是趋向于热平衡态的驰豫过程,是熵驱动的过程。菲克定律是扩散作用的近似描述,实际过程是从高化学势区域向低化学势区域的转移。扩散作用的速率和混合物的浓度梯度一般不太大,因此通常可以用近平衡态热力学理论进行处理。 扩散作用有多种微观解释,较有影响力的是分子动理论的解释和随机行走模型的解释。.

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晶体

晶体是原子、离子或分子按照一定的周期性,在结晶过程中,在空间排列形成具有一定规则的几何外形的固体。 晶体的分布非常广泛,自然界的固体物质中,绝大多数是晶体。气体、液体和非晶物质在一定的合适条件下也可以转变成晶体。 晶体内部原子或分子排列的三维空间周期性结构,是晶体最基本的、最本质的特征,并使晶体具有下面的通性:.

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晶体结构

晶体结构是指晶体的周期性结构。固体材料可以分为晶体、准晶体和非晶体三大类,其中,晶体内部原子的排列具有周期性,外部具有规则外形,比如钻石(图)。 Hauy最早提出晶体的規則外型是因为晶體内部原子分子呈規則排列,比如鑽石所具有的完美外形和優良光学性質就可以歸結為其内部原子的規則排列。20世紀初期,勞厄發明X射線衍射法,從此人們可以使用X射线來研究晶體内部的原子排列,其研究结果進而證實了Hauy的判斷。 晶體内部原子排列的具体形式一般稱之为晶格,不同的晶体内部原子排列稱為具有不同的晶格結構。各種晶格結構又可以歸納為七大晶系,各種晶系分别与十四種空間格(稱作布拉维晶格)相對應,在宏观上又可以归结为三十二种空间点群,在微观上可进一步细分为230个空间群。 对于晶体结构的研究是研究固体材料的宏观性质及各种微观过程的基础。專門研究分子結晶結構的科學稱為晶體學,經常應用在化學、生物化學與分子生物學。.

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晶体缺陷

晶体缺陷(crystallographic defect)是指晶体结构中周期性的排列规律被打破的情况。P.

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结晶学

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