Theory of field induced spin reorientation transition in thin Heisenberg films

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玻尔理论的假设的名词解释

玻尔理论的假设的名词解释

玻尔理论的假设的名词解释玻尔理论是著名的量子力学理论之一,由丹麦物理学家尼尔斯·玻尔于1913年提出。

该理论由一系列假设构成,以解释原子结构及其光谱现象,为后来的量子力学奠定了基础。

在本篇文章中,我们将进行对玻尔理论的关键假设进行解释与深入探讨。

1. 电子轨道玻尔理论中最重要的假设之一是电子在原子中绕核运动的轨道。

根据该假设,电子只能处于特定的能级,这些能级对应着不同的电子轨道。

每个轨道的能级都与电子的能量有关,较低能级对应着较低的能量状态,而较高能级则对应着较高的能量状态。

2. 稳定的轨道玻尔的第二个假设是电子以轨道的形式围绕原子核运动,且只有在特定的轨道上运动才能保持稳定。

这些稳定的轨道与电子的能级一一对应,一个轨道上只能容纳一定数目的电子。

当轨道已经达到最大容纳量时,电子将会进入更高能级的轨道。

3. 能级跃迁玻尔理论的第三个重要假设是电子在轨道之间进行能级跃迁。

当电子吸收能量时,它会从较低能级的轨道跃迁到较高能级的轨道。

反之,当电子释放能量时,它会从较高能级的轨道跃迁到较低能级的轨道。

这种能级跃迁会产生光谱线,为解释原子光谱现象提供了基础。

4. 频率与能量玻尔理论的第四个假设是电子在不同轨道上的运动速度与能量之间存在固定的关系。

具体来说,当电子从一个能级跃迁到另一个能级时,所吸收或释放的能量与跃迁的频率成正比。

这个关系由著名的普朗克公式E = hf 描述,其中E表示能量,h为普朗克常量,f为频率。

5. 角动量量子化玻尔理论的最后一个关键假设是角动量的量子化。

根据经典物理学,角动量可以连续变化。

但在玻尔理论中,角动量被量子化为一系列离散的数值,即只能取特定的值。

这一假设成为后来量子力学理论的重要组成部分,揭示了微观世界的量子特性。

总结:玻尔理论的假设奠定了现代量子力学的基础,为研究原子结构及其光谱现象提供了重要的指导和理论依据。

通过解释电子的轨道、能级跃迁和角动量量子化等现象,玻尔理论深化了对原子世界的认识,为量子力学的诞生打下了坚实的基础。

大学物理量子物理基础德布罗意假设电子衍射实验幻灯片

大学物理量子物理基础德布罗意假设电子衍射实验幻灯片

例:用 5×104V 的电压加速电子, 求:电子的速度、质量和德布罗意波长。
解: 因加速电压大,应考虑相对论效应。
E km 2 m co c2m o c2(11 2/c2 1) 5 14e 0V
= 1.24×10 8 (m/s) mo= 9.11×10 -31 (kg)
m mo
= 10×10 -31 (kg)
例如:氢原子中作稳定
圆周运动的电子相应的
r
驻波示意图。
要求圆周长是 波长的整数倍
这就是说,氢原子中作稳定的圆周运动的 电子相应的波必须是一个驻波,其形状如图。 即电子绕核一周后,驻波应光滑地衔接起来。
电子的物质波沿轨道传播,当电子轨道周长恰为
物质波波长的整数倍时,可以形成稳定的驻波,这就 对应于原子的定态,有:
这个波不再是经典概念的波,粒子也不是 经典概念中的粒子。
经典概念中,粒子意味着: 1)具有集中的不可分割的特性,如有一定质
量、电荷等“颗粒性”的属性; 2)有确定的运动轨道,每一时刻有一定位置
和速度。
经典概念中,波意味着:
1)实在的物理量的空间分布作周期性的变化; 2)能在空间表现出干涉、衍射等反映相干叠加 的波动现象,具有一定的波长和频率。
如:计算质量为 m = 0.01 kg,速度υ = 500 m/s 飞行的子弹的德布罗意波长。
m h1.31025nm太小,测不到!
只有微观粒子的波动性较显著;而宏观粒子 (如子弹)的波动性根本测不出来。
宏观物体的波动性不必考虑,只考虑其粒子性。
<< a : 波动光学
几何光学
h 0 :量子物理
经典物理
1922—1924年间逐渐形成他的物质波思想。1924年获 巴黎大学科学博士学位,1928年任巴黎大学理论物理教授, 1929年获得了诺贝尔物理学奖,1933年被选为法国科学院 院士。

杜因长波理论

杜因长波理论

杜因长波理论[编辑]杜因长波理论概述杜因长波理论:认为基本技术创新的集群是导致长波主要力量的长周期理论。

20世纪70-80年代,由荷兰戴尔福特管理研究生院经济学教授雅各布·范·杜因提出。

他把近来一个详细调查结果看作是长波问题。

他试图把熊彼特创新理论与福雷斯特对固定资本品的过度需求概念联系起来,加上产品生命周期作为第三个解释要素。

他认为,新消费品增多,对它们的额外消费需求表现出来了,这就引起了资本品部门需求增加。

难以解释的是范杜因自己引用的经验证据日趋显示生产新产品的创新通常远早于新的扩张性长波的开始。

为什么那时资本突然高涨,去投资于大量生产?再者,如若不考虑利润率大量上升这个关键因素,那末,这些解释要素是有价值的——仍然不足以解释从萧条性长波到扩张性长波的转折,范杜因注意到了从内生的萧条性长波向扩张性长波的转折点的不对称性,它与生产力过剩现象紧密联系。

他以熊彼特技术长波论为基础,提出了用创新生命周期解释长期波动的长波理论。

认为任何一次基础技术创新都要经历四个阶段,第一阶段是基础技术创新的介绍阶段。

这一阶段的特征:对旧产品、旧技术的投资日益减少,新产品和新技术已出现,但还未被公认。

第二阶段是扩散阶段。

特征:新产品,新技术得到广泛承认,投资有丰厚的利润,风靡一时,逐步形成新的产业部门。

第三阶段是基础创新的成熟阶段。

特征:新产业的发展达到顶峰,基础技术创新经过收进日趋成熟。

第四阶段是衰落阶段,特征:新兴产业已饱和!生产能力和产品出现过剩,投资萎缩,原来的新产品、新技术变得过时。

范·杜因认为,由于中观经济层次的创新生命周期有四个阶段,影响宏观经济层次的长期波动也出现相应的四个阶段,即复苏、繁荣、衰退、危机。

繁荣和衰退在一起形成长波的上升阶段,危机和复苏一起构成长波的下降阶段。

一般大的基础技术创新的介绍阶段约为20年,扩散阶段约20年,生命周期约半个世纪或稍长。

condensed matter field theory

condensed matter field theory

condensed matter field theory(凝聚态场论)凝聚态场论是物理学中的一个重要领域,它研究的是在凝聚态物质中,微观粒子之间的相互作用以及它们在宏观上表现出的性质。

这个领域的研究涉及到许多不同的物理现象,如超导、铁磁性、量子相变等。

在凝聚态场论中,人们通常使用量子场论(QFT)的方法来描述微观粒子的相互作用。

QFT是一种描述微观粒子之间相互作用的理论框架,它使用场的概念来描述粒子的状态和相互作用。

在凝聚态场论中,人们将电子、光子等微观粒子的相互作用描述为场的相互作用,并通过场来进行计算和预测。

在凝聚态场论中,人们通常将微观粒子之间的相互作用描述为相互作用的哈密顿量。

这个哈密顿量可以包含各种不同的相互作用项,如电子之间的库仑相互作用、电子与光子之间的相互作用等。

通过对哈密顿量的计算和求解,人们可以了解微观粒子之间的相互作用以及它们在宏观上表现出的性质。

除了使用哈密顿量进行计算外,凝聚态场论还使用其他的方法来描述微观粒子的相互作用。

例如,人们可以使用路径积分的方法来描述微观粒子的演化过程,通过路径积分可以将微观粒子的相互作用转化为波函数的变化。

此外,人们还可以使用量子蒙特卡洛方法来进行计算,这种方法可以通过模拟微观粒子的演化过程来得到系统的性质。

在凝聚态场论中,人们还研究了许多重要的物理现象。

例如,超导现象是凝聚态物理中的一个重要问题,人们使用凝聚态场论的方法来研究超导的机理和超导材料的设计。

此外,人们还使用凝聚态场论的方法来研究铁磁性、量子相变等物理现象。

总的来说,凝聚态场论是物理学中的一个重要领域,它涉及到许多不同的物理现象和问题。

通过对凝聚态场论的研究,人们可以更好地理解微观粒子的相互作用以及它们在宏观上表现出的性质,为凝聚态物理的发展做出贡献。

施迈茨原理(一)

施迈茨原理(一)

施迈茨原理(一)施迈茨原理引言•施迈茨原理是指在量子力学中,两个粒子的波函数可以叠加形成一个复合波函数的原理。

•该原理是由奥地利物理学家埃尔温·施做道夫和瑞士犹太裔物理学家沃尔夫冈·保罗·施缪茨提出的。

•施迈茨原理是现代量子力学的基础理论之一,对于理解量子叠加态和相干性具有重要意义。

施迈茨原理的定义•施迈茨原理指出,如果两个粒子被让通过某个特定的装置,那么它们之间的波函数将被“合并”形成一个复合波函数。

•这个复合波函数将包含两个粒子的信息,并且在某些情况下会出现干涉现象,即两个波函数叠加形成明显的干涉图样。

波粒二象性•量子力学中,粒子既具有粒子性又具有波动性,这就是著名的波粒二象性。

•施迈茨原理正是基于这种波粒二象性的理论基础。

•根据波动性的理论,波函数描述了粒子的可能位置和状态。

•波函数具有叠加性,因此当两个粒子通过一定的装置时,它们的波函数会叠加形成一个复合波函数。

实验验证•施做道夫和施缪茨基于斯托克斯定理的应用设计了一系列实验来验证施迈茨原理。

•他们使用的实验装置包括双缝干涉装置和布拉格衍射仪等。

•实验结果证明了两个粒子的波函数可以叠加形成干涉图样,验证了施迈茨原理的正确性。

应用领域•施迈茨原理在量子计算、量子通信和量子密码等领域具有广泛的应用。

•量子计算机利用施迈茨原理中的叠加态和干涉现象来进行并行计算,具有超强的计算能力。

•量子通信和量子密码利用施迈茨原理中的量子叠加态和相干性来实现隐形传输和保密通信。

总结•施迈茨原理是量子力学中的一项基本原理,描述了两个粒子的波函数可以叠加形成一个复合波函数的现象。

•该原理在量子计算、量子通信和量子密码等领域具有重要的应用价值。

•通过实验证明了施迈茨原理的正确性,揭示了量子力学中粒子的波动性和粒子性的统一性。

巴丁诺贝尔奖演讲中对点接触晶体管的解释

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巴丁诺贝尔奖演讲中对点接触晶体管的解释下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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科学家在实验室中利用强大 的激光装置,重现了可能是地球 生命最初萌芽的状态。研究组将 黏土与化学液体混合并用强大激 光轰击照射,以此来模拟小行星 与早期行星之间相撞情形。这样 做的结果是产生了一些被认为是 构成生命必不可少的关键化学成 分。经过强大激光轰击照射之后 的混合溶液中,出现了构成 R N A 所需的全部 4 种化学基,这些是 D N A 的近似体,尽管结构相对更 简单,但它是构建生命的蓝图。 当然,以这些化学基为基础,还 需要经过许多关键性的步骤,生 命才能最终出现。不过,这项实 验 的 结 果 并 非 能 确 认 地 球 在 40 亿年前以这样的方式开始产生生 命,事实上有很多科学家也的确 对这项结果不屑一顾。但这项实 验的结果也支持了一项长期以来 人们所持有的观点。正如研究组 在《美国国家科学院院刊》上发 表的论文中所提到的那样:“这 些发现证明地球上生命的出现并 非出于偶然,而是早期原始地球
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EEinstein when children
Einstein was not active when he was young, he was three years old and he would not speak. His parents were very worried that he was mute. He had taken him to the doctor. Good little Einstein is not dumb, but the speech is not very clear until the age of nine, said that every word must be difficult but serious thinking.
At the age of 5 the family teacher angry, scared, with children sister head hoe in knocked a big hole "".
Einstein plays truant
In the spring of 1895, Einstein was 16 years old. Under German law, the boy did not have to come back before he was 17 years old. Due to the hatred of militarism, coupled with a person alone to stay in the barracks, Louis Leopold middle school has been unbearable, Einstein did not consult with parents secretly decided to leave Germany, went to Italy to reunite with their parents.
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Theory of field induced spin reorientation transition ichwieger, J. Kienert, and W. Nolting
Lehrstuhl Festk¨ orpertheorie, Institut f¨ ur Physik, Humboldt-Universit¨ at zu Berlin, Newtonstr. 15, 12489 Berlin We consider the spin reorientation transition in a ferromagnetic Heisenberg monolayer with a second order single ion anisotropy as a function of temperature and external field. Up to now analytical methods give satisfying results only for the special case that the external field is aligned parallel to the easy axis of the crystal. We propose a theory based on a generalization of the Callen decoupling, which can be used for arbritrary direction of the external field. Excellent agreement between our results and Quantum Monte Carlo data is found for the field induced reorientation at finite temperatures. Additionally, we discuss the temperature dependence of the transition in detail.
ij
which is of second order for systems with tetragonal symmetry. For film systems the z -axis is perpendicular to the film plane. If K2 is positive the easy axis of the magnetization is the z -axis, for negative K2 this is a hard direction. The RPA fails badly if applied to a local term as described in Eq. (2). Thus RPA can not be used to solve the whole model H = H1 + H 2 . (3)
Jij Si Sj −
i
B0 Si ,
(1)
consisting only of the exchange term and an external field, there are very accurate approximation schemes available. It was shown e.g. in Ref. 5 by comparison with QMC calculations, that the RPA decoupling7 yields even quantitative results for the magnetization as a function of temperature. Turning to anisotropy contributions, the spin-orbit coupling induced anisotropy is usually modelled by a single ion anisotropy H2 = − K 2
arXiv:cond-mat/0411549v1 [cond-mat.str-el] 22 Nov 2004
I.
INTRODUCTION
Since the discovery of the Giant Magneto Resistance (GMR) effect 19891 there has been enormous interest and research activity in the field of thin magnetic films. The magnetic anisotropy, merely a small perturbation in a bulk ferromagnet, gets strikingly important in thin film systems. Here the anisotropy is not only a necessary precondition of spontaneous ferromagnetism2 , but it determines many system properties as, e.g., the dependence of the magnetization vector or of the spin wave excitation spectrum on an applied magnetic field. Additionally, the anisotropy energy is of the same order of magnitude as the Interlayer Exchange Coupling (IEC)3 , which is intimately connected with the GMR effect. Thus an investigation of these effects has to take the magnetic anisotropy carefully into account. There is an important phenomenon in thin ferromagnetic films which is closely connected to the magnetic anisotropy: the magnetic reorientation transition. This term denotes a rotation of the magnetization from the film normal into the plane or vice versa as a function of temperature, film thickness, or external magnetic field. The transition can be understood as a result of competing forces that favor different directions of the magnetization as e.g. spin orbit coupling, dipolar interaction, and an external magnetic field4 . It can be described using a Heisenberg model in film geometry, with the usual Heisenberg exchange interaction, an external field, and one or more anisotropy terms. For the simplest of these models, H1 = −
i
Siz Siz ,
(2)
In Ref. 8 an approximation for this model is proposed, which is based on a combination of the RPA approximation for the nonlocal terms (1) and an Anderson-Callen (A.C.) decoupling10 for the local anisotropy contribution (2). This theory gives good results6 for the magnetization if the anisotropy constant K2 is much smaller than the exchange coupling J (K2 ≤ 0.01J ) and if the external field is applied parallel to the z -axis while K2 has to be positive. The first condition is not a serious restriction, since in reality the anisotropy constants are indeed much smaller than the Heisenberg exchange interaction. Furthermore this restriction can be relieved by an alternative theory11 . The important restriction is given by the second condition. The described limit is a very special one, where both, the anisotropy as well as the external field favor a alignment of the magnetization parallel to the z -axis. Thus there are no ”competing forces”, and no magnetic reorientation transition occurs in this limit, which we want to refer to as ”parallel limit” in the following. However, if the external field is not applied parallel to the z -axis and the magnetization is consequently rotated out of z , the approximation described in Ref. 8 looses its accuracy and becomes unacceptable for a quantitative description of the reorientation transition. This was shown in Ref. 6 by comparison with QMC calculations. Actually, to our knowledge there is no reliable model theory available, which can treat the model (3) for arbritrary directions of the external field or a negative anisotropy constant K2 . However, such a model theory is highly desirable. It can be used to investigate quantitatively the magnetic reorientation transition in all systems dominated by second order lattice anisotropies. Numerical methods, as QMC calculations, are only applicable for the monolayer,
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