萬物之理
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內容包含:古典物理、力學、量子力學、粒子、原子、分子(不具生物性)、化合物、高能物理、微中子、光學、熱力學

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由舊到新

・2011/02/10
古老的奈米科技:大馬士革刀裡的碳奈米管
一群德國的科學家,在古老的大馬士革刀中發現碳奈米管。這會是大馬士革刀中最關鍵的密秘嗎? 大馬士革刀有著優異的性能:鋒利、韌性佳、而且不易鏽蝕。整把刀身外觀細密交錯著明暗條紋。它們曾經是歐洲十字軍眼中最令人敬畏的武器之一。大馬士革刀的種種特性,來自於它的原料-印度出產的烏茲鋼 (wootz)。這種鋼料類似中國的鑌鐵,材料的結構大致上是由雪明碳鐵 (cementite,Fe3C) 和波來鐵 (pearlite) 混合而成,分別呈現出明亮與暗沉的顏色。堅硬而又抗腐蝕的雪明碳鐵與較有軔性的波來鐵相互配合,使得大馬士革刀同時保有鋒利與強韌的特性。只可惜隨著烏茲鋼的產量大幅下滑,加上成本高昂,鍛造大馬士革刀的祕訣在十八世紀時漸漸失傳了。
・2011/02/10
可彎的玻璃
金屬玻璃(metallic glass)的可彎曲程度越來越大了,這也使得它們在應用上越來越重要。 雖然金屬玻璃的強度較大,但是此性質也造成它比較易碎。在一般的金屬中,原子是排列成均勻的晶體陣列的,或是至少是由許多小區域的規則結晶互相堆疊而成的。因此當金屬受到應力作用時,結晶的小區域會平移到鄰近的區域而與鄰近區域的原子保持互相吸引的狀態,使得金屬可以保持彎曲而不會斷裂。但是在金屬玻璃裡的原子卻是沒有規律地任意分佈在材料裡面,就像液體一樣。因此一旦受到應力,每個原子平移後找不到同時相互吸引的原子,因而就造成斷裂。
・2011/02/10
能做好提琴的就是好木頭
科學家發現,頂級提琴師傅對於分辨哪些木板可以用來做好提琴上,判斷的標準大部分是建立在木板的外觀上,而並不一定是能夠發出好聲的木板。 對於提琴製造者而言,挑出一塊適合製琴的木板可以說是要製作一把好琴的第一步。對一把小提琴而言,琴的各部位通常使用的木頭材質都不一樣。例如花梨木及黑檀木常被用來製作指板;楓木拿來作琴馬(bridge);雲杉木則常拿來製作響板(soundboard)。響板主要的功能是增強弦的共鳴,對決定小提琴的音色具有決定性的因素。
・2011/02/10
古希臘圓形劇場的音效之謎
建於紀元前 350 年,現在被聯合國列為世界文化遺產之一的古希臘圓形劇場「Epidaurus」,以其絕佳的音響效果而著名於世。科學家認為箇中原因在於古希臘建築師懂得掌握聲學原理的訣竅。 位於希臘伯羅奔尼撒( Peloponnese)半島的圓形劇場「Epidaurus」是考古學家於西元 1881 年所發現。劇場主體為半圓形結構:舞台位於半圓圓心附近,座位呈階梯狀排列。完工之時座位一共有三十五階;羅馬統治時期曾對劇場進行擴建,另外多增加了二十一階。自竣工之始「Epidaurus」便以令人讚嘆的音響效果聞名:即便是最後一排的觀眾也可以毫不費力地聽見劇場中央演員的聲音。長久以來建築學家以及考古學家一直無法理解「Epidaurus」的音響設計,羅馬時期著名的建築師 Vitruvius 曾說過希臘建築師一定是掌握了某種技巧,讓劇場得以增幅人的聲音。
・2011/02/10
利用雷射冷卻技術來冷卻硬幣般大小的物體
科學家可以利用雷射冷卻技術來冷卻硬幣般大小的物體,達到0.8K。
・2011/02/10
三維光子晶體光導
科學家首次利用光子晶體製作出三維的光導,並且讓光可以在三度空間中垂直轉彎。 光子晶體就是有高低折射率規則交錯分布的一種材料。這種高低折射率交錯分布的結構使光子晶體產生光子能隙(photonic bandgap),讓部分頻率的光無法在光子晶體裡面傳播,其他則可以通過。科學家利用光子晶體的這個性質來做光導,也就是利用光子晶體把特定波長的光限制在某個區域或路徑中。這種光導可以用在光通訊上傳遞光訊號或作為雷射的共振腔。
・2011/02/10
別抱怨了!高速公路塞車很正常!
研究發現,只要車流密度超過臨界值,高速公路自然就會出現塞車現象。
・2011/02/10
MIT以碳奈米管加強複合材料強度與導電性
麻省理工學院經由理論模擬,認為在複合材料層間聚酯樹脂加入碳奈米管,可以增加10倍的結構強度與百萬倍的導電性,因此使用於飛機結構,能獲得更佳的抗雷擊性能。
・2011/02/10
氧化銦表面的磁性
氧化銦是導電玻璃ITO的主要成分,被廣泛地應用在液晶螢幕等光電科技領域。傳統上,純的氧化銦被認為是不具有鐵磁性的,然而新加坡南洋理工大學的研究團隊利用理論計算,發現氧化銦在(001)方向的表面可以存在穩定的鐵磁性。
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