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威尼斯人官网:一位博士生的意外发现,如今造福了全人类

时间:2020/11/15 13:33:38  作者:  来源:  查看:11  评论:0
内容摘要:  在整整100年前,1920年,Joseph Valasek当时还是美国明尼苏达大学的博士研究生,他在William Swann的指导下进行研究。Valasek想要开发一种地震仪来测量地震中的震动,他想知道是否可以通过压电晶体来实现这一点。这种晶体具有独特的性质,在受到挤压时会...
  在整整100年前,1920年,Joseph Valasek当时还是美国明尼苏达大学的博士研究生,他在William Swann的指导下进行研究。Valasek想要开发一种地震仪来测量地震中的震动,他想知道是否可以通过压电晶体来实现这一点。这种晶体具有独特的性质,在受到挤压时会产生电信号。

  他手边有的压电材料是一种单晶物质,这种物质提取自葡萄酒,被称为罗谢尔盐,也就是四水合酒石酸钾钠(KNaC4H4O6·4H2O)。当Valasek把这种材料的样品放在电场(E)中时,他注意到极化强度(P)出现了不寻常的现象。

  Valasek发现的铁电材料中E与P的S曲线关系,及其中展现的滞后现象。这种现象后来也在其他材料中被发现。

  当电场开启时,极化增强,P与E的关系图呈S形曲线;然而,当电场再次降低时,尽管遵循着相似的曲线,但极化总是比之前更高。换句话说,极化强度的精确值取决于电场是正在上升还是正在下降——它展现出了滞后现象。

  Swann和Valasek并不知道是什么导致了滞后,但这一发现指向了一类全新的材料,这些材料现在被称为铁电体(ferroelectrics)。这个术语是薛定谔在更早些的时候发明的,当时他预言了某些液体在变成固体时能自发地极化,不过Swann和Valasek对此并不知晓。Valasek在一次访谈中表示,铁电的发现确实带着一些“幸运”,可能是某种“幸运的直觉”。

  然而实际上,更直接的幸运似乎在当时并没有眷顾他们,这一发现起初基本上“无人问津”,20世纪初的大多数物理学家对量子物理学和其他基本现象更感兴趣,因而尽管Valasek发表了数篇论文,但在整个20年代,几乎没有人在尝试为这种现象建立理论基础。

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