101個科學效應和現(xiàn)象詳解

1、科學效應和現(xiàn)象詳解科學效應和現(xiàn)象詳解1、X射線（射線（XRays）波長介于紫外線和γ射線間的電磁輻射。由德國物理學家W.K.倫琴于1895年發(fā)現(xiàn)，故又稱倫琴射線。波長小于0.1埃的稱超硬X射線，在0.1～1埃范圍內(nèi)的稱硬X射線，1～10范圍內(nèi)的稱軟X射線。射線具有很強的穿透力，醫(yī)學上常用作透視檢查，工業(yè)中用來探傷。長期受X射線輻射對人體有傷害。X射線可激發(fā)熒光、使氣體電離、使感光乳膠感光，故X射線可用電離計、閃光計數(shù)器和感光乳膠片等檢測

2、。晶體的點陣結構對X射線可產(chǎn)生顯著的衍射作用，X射線衍射法已成為研究晶體結構、形貌和各種缺陷的作用手段。2、安培力（、安培力（Ampere’sfce）它是指磁場對電流的作用力（F）。一段通電直導線放在磁場中，通電導線所受力的大小和導線的長度（L）、導線中的電流強度（I）、磁感應強度（B）以及電流方向和磁場方向之間的夾角（θ）的正弦成正比。F＝KLIBsinθ3、巴克豪森效應（、巴克豪森效應（Barkhsuseneffect）1919年，

3、巴克豪森發(fā)現(xiàn)鐵的磁化過程的不連續(xù)性，鐵磁性物質(zhì)在外場中磁化實質(zhì)上是它的磁疇存在逐漸變化的過程，與外場同向磁疇不斷擴大，不同向的磁疇逐漸減小。在磁化曲線的最陡區(qū)域，磁疇的移動會出現(xiàn)躍變，尤其硬磁材料更是如此。當鐵受到逐漸增強的磁場作用時，它的磁化強度不是平衡地而是以微小跳躍的方式增大的。發(fā)生跳躍時，有噪聲伴隨著出現(xiàn)。如果通過擴音器把它們放大，就會聽到一連串的“咔嗒”聲。這就是“巴克豪森效應”。后來，當人們認識到鐵是一系列小區(qū)域組成，而在每

4、個小區(qū)域內(nèi)，所有的微小原子磁體都是同向排列的，巴克豪森效應才最后得到說明。每個獨立的小區(qū)域，都是一個很強的磁體，但由于各個磁疇的磁性彼此抵消，所以普通的鐵顯示不出磁性。但是當這些磁疇受到一個強磁場作用時，它們會同向排列起來，于是鐵便成為磁體。在同向排列的過程中，相鄰的兩個磁疇彼此摩擦并發(fā)生振動，噪聲就是這樣產(chǎn)生的。只有所謂“鐵磁物質(zhì)”具有這種磁疇結構，也就是說，這些物質(zhì)具有形成強磁體的能力，其中以鐵表現(xiàn)得最為顯著。4、包辛格效應（、包辛

5、格效應（Baoshingereffect）包辛格效應就是指原先經(jīng)過變形，然后在反向加載時彈性極限或屈服強度降低的現(xiàn)象，特別是彈性極限在反向加載時幾乎下降到零，這說明在反向加載時塑性變形立即開始了。包辛格效應在理論上和實際上都有其重要意義。在理論上由于它是金屬變形時長程內(nèi)應力的度量（長程內(nèi)應力的大小可用X光方法測量），包辛格效應可用來研究材料加工硬化的機制。工程應用上，首先是材料加工成型需要考慮包辛格效應。包辛格效應大的材料，內(nèi)應力較大。

6、包辛格效應分直接包辛格效應及包辛格逆效應。直接包辛格效應指拉伸后鋼材縱向壓縮屈服強度小于縱向拉伸屈服強度；包辛格逆效應在相反的方向產(chǎn)生相反的結果。5、爆炸效應（、爆炸效應（explosion）爆炸指一個化學反應能不斷地自我加速而在瞬間完成，并伴隨有光的發(fā)射，系統(tǒng)溫度瞬時達極大值和氣體的壓力急驟變化，以致形成沖擊波等現(xiàn)象。爆炸可通過化學反應、放電、激光束效應、核反應等方法獲得。爆炸力學主要研究爆炸的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律，以及對爆炸的力學效應的利

7、用和防護的學科。爆炸力學從力學的角度研究化學爆炸、核爆炸、電爆炸、粒子束爆炸、高速碰撞等能量突然釋放或急劇轉(zhuǎn)化的過程，以及由此產(chǎn)生的強沖擊波、高速流動、大變形和破壞、拋當流體的速度加快時，物體與流體接觸的接口上的壓力會減小，反之壓力會增加。11、超導熱開關（、超導熱開關（superconductingheatswitch）超導熱開關是一個用于低溫（接近OK）下的裝置，用于斷開被冷卻物體和冷源之間的連接。當工作溫度遠低于臨界溫度的時候，此

8、裝置充分發(fā)揮了超導體從常態(tài)到超導狀態(tài)的轉(zhuǎn)化過程中熱導電率顯著減少的特性（高達10000倍）。熱開關由一條連接樣本和冷卻器的細導線或鉭絲組成（參見居里效應）。當電流通過纏繞線螺線管時會產(chǎn)生磁場，使超導性停止，讓熱流通過導線，就相當于開關處于“打開”；當移開磁場的時候，超導性就得到恢復，電線的熱阻快速增加，換句話說，相當于開關處于“關閉”。12、超導性（、超導性（conductivity）超導體是指在溫度和磁場都小于一定數(shù)值的條件下，許多導

9、電材料的電阻和體內(nèi)磁感應強度都都突然變?yōu)榱愕男再|(zhì)。具有超導性的物體叫做“超導體”。1911年荷蘭物理學家卡曼林－昂尼斯（1853～1926）首先發(fā)現(xiàn)汞在4.1730K以下失去電阻的現(xiàn)象，并初次稱之為“超導性”?，F(xiàn)已知道，許多金屬（如銦、錫、鋁、鉭、鈮等）、合金（如鈮－鋯、鈮－鈦等）和化合物（如Nb3Sn、Nb3Al等）都是可具有超導性材料。物體從正常態(tài)過渡到超導態(tài)是一種相變，發(fā)生相變時的溫度稱為此超導體的“轉(zhuǎn)變溫度”（或“臨界溫度”）。

10、現(xiàn)有的材料僅在很低的溫度環(huán)境下才具有超導性，其中以Nb3Ge薄膜的轉(zhuǎn)變溫度最高（23.20K）1933年邁斯納和奧森費耳德又共同發(fā)現(xiàn)金屬處在超導態(tài)時其體內(nèi)磁感應強度為零，即能把原來在其體內(nèi)的磁場排擠出去，這個現(xiàn)象稱之為邁斯納效應。當磁場達到一定強度時，超導性就將破壞，這個磁場限值稱為“臨界磁場”。目前所發(fā)現(xiàn)的超導體有2類。第1類只有一個臨界磁場（約幾百高斯）；第2類超導體有下臨界磁場（Hc1）和上臨界磁場(Hc2)。當外磁場達到Hc1時

11、，第2類超導體內(nèi)出現(xiàn)正常態(tài)和超導態(tài)相互混合的狀態(tài)，只有當磁場增大到Hc2時，其體內(nèi)的混合狀態(tài)消失而轉(zhuǎn)化為正常導體。現(xiàn)在已制備上臨界磁場很高的超導材料（如Nb3Sn的Hc2達22特斯拉，Nb3Al0.75Nb3Ge0.25的達30斯特拉）用以制造產(chǎn)生強磁場的超導磁體。超導體的應用目前正逐步發(fā)展為先進技術，用在加速器、發(fā)電機、電纜、儲能器和交通運輸設備直到計算機方面。1962年發(fā)現(xiàn)了超導隧道效應即約瑟夫遜效應，并已用于制造高精度的磁強計、電

12、壓標準、微波探測器等。近年來，中國、美國、日本在提高超導材料的轉(zhuǎn)變溫度上都取得了很大的進展。1987年研制出YBaCuO體材料轉(zhuǎn)變溫度達到90～1000K，零電阻溫度達780K，也就是說過去必須在昂貴的液氦溫度下才能獲得超導性，而現(xiàn)在已能在廉價的液氮溫度下獲得。1988年又研制出CaSrBiCuO體和CaSrTlCuO體，使轉(zhuǎn)變溫度提高到114～1150K。近兩三年來，超導方面的工作正在突飛猛進。高溫超導：從超導現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)之后，科學家一直

13、尋求在較高溫度下具有超導電性的材料，然而到1985年所能達到的最高超導臨界溫度也不過230K，所用材料是Nb3Ge。1986年4月美國IBM公司的繆勒（K.A.Muller）和柏諾茲（J.G.Bednz）博士宣布鋇鑭銅氧化物在350K時出現(xiàn)超導現(xiàn)象。1987年超導材料的研究出現(xiàn)了劃時代的進展。先是年初華裔美籍科學家朱經(jīng)武、吳茂昆宣布制成了轉(zhuǎn)變溫度為980K的釔鋇銅氧超導材料，其后在1987年2月24日中科院的新聞發(fā)布會上宣布，物理所趙忠

14、賢、陳立泉等13位科技人員制成了主要成分為鋇、釔、銅、氧4種元素的鋇基氧化物超導材料，其零電阻的溫度為78.50K。幾乎同一時期，日、蘇等科學家也獲得了類似的成功。這樣，科學家們就獲得了液氮溫度區(qū)的超導體，從而把人們認為到2000年才能實現(xiàn)的目標大大提前了。這一突破性的成功可能帶來許多學科領域的革命，它將對電子工業(yè)和儀器設備發(fā)生重大影響，并為實現(xiàn)電能超導輸送、數(shù)字電子學革命、大功率電磁鐵和新一代粒子加速器的制造等提供實際的可能。目前，中