麻省理工-高分子物理4

合集下载

精品课程高分子物理网络辅助教学实践报告

精品课程高分子物理网络辅助教学实践报告
[ "] 果 ,名称 为“ &..9 B2193:27 &. G: 5 =8:3” , 它 认 为 与 传统 教 学 相 比, 从 网 上 学 习学 生 不 仅 成 绩
好 ,而 且对于 开发 学生 学习 的自 主性 、创 造性 等更 为有 利。 网 络教育 特别 是软 件资 源目 前在 国内 属薄 弱环 节, 应积 极应 用网 络教育 技术 ,在 教育 系统 实 现优 质资 源共 享, 缩小 我国 与国 外大学 教育 模式 的差 距。 “高 分 子 物理 ” 是 我校 传 统 强势 专 业 高 分子 材料 科学 与工 程、 新建 专业 生物 功 能 材料 的 核 心基 础 课, 该 课 程于 "$$( 年 获 得 “国 家 精 品 课 程” 称号。 在课 程建 设和 应用 过程 中, 我们 不断 尝 试教 学 方 法改 革 和 现代 化 教 学手 段 的 应 用, 采用 启发 、互 动式 教 学、 讲 解 与讨 论 结 合、 课 堂 讲 授 与网 络 自 学 结 合 等 方法 , 取得 了 很 好 的 效 果 。本 文旨在 对该 课程 在网 络辅 助教 学上 的应 用进 行统 计分 析、 教学 效果剖 析及 提出 一些 思考 。
! 收稿日期 资助项目 作者简介 "$$’ — $"— !H 北 京 化 工 大 学 校 级 教 改 项目 资 助 ( 项 目 编 号 : *"$F$+ , I$"$F!" ) # 吴 丝 竹 (!%’( 5 ) 女 , 海 南 詹 县 人 , 教 授 ,主 要 从 事 聚 烯 烃 取 向、 结 晶 对 力 学 性 能 的 影 响 之 模 型 、 加 工 中 的 流 变 性 能 与 介 孔 材料 的 研 究 #
题 。文 章讨论 了国 家精 品课 程 “高分 子物 理” 网络 运行 一年 后的 教学 实践情 况, 包括 网络 教学 的 设 计思 路、使 用情 况统 计分 析及 对改 进的 思考 等。 关 键词 网络 教学 &’(" # ) 教 学现 代化 高 分子 物理 *

高分子物理Chapter 4 Molecular weight

高分子物理Chapter 4 Molecular weight
i i i i
2 i
i
Wi M i
i
Mz
Viscosity-average molecular weight
zi M i
i
z
i

2 w M i i
i
w M
i i
1
i

3 n M i i
i
n M
i i
i
2 i
M Wi M i i

Mn
n M n
0
2 2

N ( M ) MdM

W (M ) dM M
1
Mw
N ( M ) M dM N (M )MdM
0 0

0
N ( M ) M dM W ( M ) MdM
0
Mz

0

W ( M ) M 2 dM W ( M ) MdM

0
M 0 W ( M ) M dM
and Pearson distributions, and standard probability functions, such as the Poisson and logarithmic-normal distributions.
Mn

0
N ( M ) MdM 0 0 N (M )dM

1

N(M) and W(M) are the total number and weight of molecular-
weight species in the distribution,if I(M) is the weightintegral function of molecular-weight distribution, then

执教全美Top 50大学的中科大毕业生

执教全美Top 50大学的中科大毕业生

执教全美Top 50大学的中科大毕业生======麻省理工学院(私立)3人文晓刚,麻省理工学院物理系,Full Professor,物理系82届(772),1981年CUSPEA全国状元/physics/facultyandstaff/faculty/xiaogang_wen.html/~wen/刘洪,麻省理工学院物理系,Assistant Prof,近代物理系93届(894)/physics/facultyandstaff/faculty/hong_liu.html林间,WHOI-MIT Joint Program教授,WHOI Associate Scientist with Tenure,地球与空间科学系(777)/dept/profile.go?id=294/oceanus/viewArticle.do?id=4009======斯坦福大学(私立)5人王善祥,斯坦福大学电子工程系与材料科学系,Full Professor,物理系86届(812)/research/layout.php?sunetid=sxwan骆利群,斯坦福大学神经生物学系,Full Professor,少年班86届(81少)/profiles/Liqun_Luo/范汕洄,斯坦福大学电子工程系,Assistant Prof,00班92届物理(8800)/~shanhui崔屹,斯坦福大学材料科学与工程系,Assistant Prof,化学系98届(9312)/about_faculty/mse_fac_profile2.php?sunetid=yicui崔便晓,斯坦福大学化学系,Assistant Prof,高分子系98届(9314)/dept/chemistry/department/news/archives/2007/04/new_faculty_mem_1.html======加州大学柏克利分校(公立)7+加州大学旧金山分校(公立)2人(注:后者常被认为是前者的医学院)刘奋勇,加州大学柏克利分校公共卫生学院,Full Professor,生物系86届(818)/~microbes/faculty/liu.html周强,加州大学柏克利分校分子与细胞生物学系,Associate Professor,生物系86届(818)/faculty/BMB/zhouq.html肖强,加州大学伯克利分校新闻学院,Lecturer(该院教师都是Lecturer),地球物理86届(817)/program/newmedia/faculty/罗坤忻(女),加州大学柏克利分校分子与细胞生物学系,Associate Professor,生物系86届(828)/faculty/CDB/luok.html郭新(女),加州大学伯克利分校工业工程与运筹学系,Assistant Prof,数学系92届(871)/People/Faculty/xinguo.htm杨培东,加州大学柏克利分校化学系,Associate Professor,应用化学系93届(8812)/faculty/Yang/Peidong-Yang.html陈路(女),加州大学伯克利分校分子与细胞生物学系,Assistant Professor,生物系93届(898),美国麦克阿瑟基金会“天才奖”得主/faculty/NEU/chenl.html汤超,加州大学旧金山分校生物医药系,Full Professor,力学与机械工程系82届(775)/dbps/faculty/pages/tang.html刘立民,加州大学旧金山分校癌症中心,Assistant Professor,生物系86届(818)/people/liu_limin.php======哈佛大学(私立)7人王家槐,哈佛大学医学院,Associate Prof,63届/WhitePagesPublic.asp?task=showperson&id=177271374174279373178273&a=hms&r=96&kw=wang,,,/Collaborators/Wang.html黄旭东,哈佛大学医学院,Assistant Prof,化学87届(823&8212)/staff/xudongHuang.htm/cagn/Faculty/huang.html王瑛(女),哈佛大学医学院,Assistant Prof,应用化学91届(8612)/wang_y.htm/people.php?people_id=767庄小威(女),哈佛大学物理系和化学系,Full Professor,少年班91届物理专业(87 少),女,少年班,美国麦克阿瑟基金会“天才奖”得主,美国Searle学者奖得主。

美国研究生前100所学校专业排名

美国研究生前100所学校专业排名
12
约翰·霍普金斯大学
医学院与哈佛医学院齐名,公共卫生学院常年排行全美第一,生物学、生物医学、生物医学工程、电子工程、环境工程、人类发展、家庭研究、健康科学、人文学、物理学、数学科学、国际事务等研究生专业均排名全美前十。
14
华盛顿大学圣路易斯分校
本科:历史、经济学、医科预备课程、工程、建筑和商科等;研究生:计算机科学、地理学、数学、微生物学、分子生物学、心理学、政治学、统计学、社会学、动物学等。商学院全美前15,医学院全美第4,工学院全美第2,工程学院中,生物医学工程系最负盛名,建筑学和城市设计学院名列全美第6,法学院目前排名第19。
商学研究所全美排名21位,教育研究所排20位,工程研究生排26名。会计、化学、经济、教育、地理、工业设计、外语、物理、政治科学和工程
57
佩珀代因大学
商学院全美闻名,EMBA连续三年被Business Week评为世界前20名。财经类、法律、纺织与服装、管理、教育、旅游、人文艺术、社科类、体育、新闻传播
23
弗吉尼亚大学
建筑、工商管理、教育、工程与应用科学、法学、医学等。
23
维克森林大学
商科、经济学、英语、生物学和心理学。医学院在很多研究领域取得瞩目成绩。
28
塔夫茨大学
医科、牙科、法律、外交、职业治疗学
28
密西根大学-安娜堡分校
商学、工程、医学、护理、法律、公共事务、心理学、社会学和历史。美国公立大学典范。
20
埃默里大学
医学、牙医学、法律、化学、心理学、历史、哲学、数学、英语等。享有“南哈佛”的美誉。
20
乔治城大学
美国研究、历史、外交事务、政府和神学。商学院全美14。
20
加州大学-伯克利分校

麻省理工学院(MIT)化学工程系本科生培养方案和课程设置

麻省理工学院(MIT)化学工程系本科生培养方案和课程设置

l a f o r u n d e r g r a d u a t e s t u d e n t s we r e e l a b o r a t e d c o r r e s p o n d i n g l y .Th e r e a r e f o u r ma j o r s wh i c h a r e c o u r s e
s t r a t e g i e s h a v e b e e n p r e s e n t e d i n d e t a i l .
Ke y wo r d s:M a s s a c hu s e t t s I ns t i t ut e of Te c hn ol og y(M I T);Che mi c a l e n gi n e e r i n g d e pa r t me nt ;Ed uc a t i o na l p r o gr a m ; Pr a c t i c a l a nd c r e a t i on a l e d uc a t i o n
The n t h e op po r t un i t i e s o f pr a c t i c e a n d s t udy o ut s i de MI T we r e e x pl a i ne d i n de t a i l . Las t l y, t h e c h a r a c t e r — i s t i c s of pr o gr ams f or M I T un de r gr a du at e s t ud en t s we r e pu t f or wa r d. On t h e ba s i s o f t he a b ov e。 t he i n— s pi r a t i o n f or e du c a t i ng un de r gr a du at e s i n Chi na by MI T Pr o gr a m a nd a l s o t he c or r e s p on di ng r e vo l u t i on

《高分子物理》课程电子教案

《高分子物理》课程电子教案

《高分子物理》课程教学大纲英文名称: Polymer Physics课程类别:学科基础课学时:64学分:4适用专业:高分子材料与工程一、本课程的性质、任务高分子物理课程包括:高聚物的结构、高高分子物理学是高分子材料与工程专业的基础课。

通过本门课程的学习,要求学生对高分子的合成、加工、应用、改性等具有全面的了解。

并使学生重点掌握结构、性能及两者之间关系的一些基本概念、必要的知识、分析测试方法、一定的计算能力,从而为专业课的学习打下理论基础,并为高分子材料的合成、加工、选材、应用、改性、性能测试等提供理论依据,进而指导生产实践。

高分子物理课程教学包括理论教学和实验教学。

结合本门课程的实验,对学生进行相关的基本训练,培养学生分析问题和解决问题的实际工作能力。

总之,通过本门课程的学习及实验为后续专业课的学习提供必备的基础知识。

二、本课程的基本要求本课程包括高分子的链结构和聚集态机构、高分子的溶液性质、高分子的运动和高分子力学性能和电性能四大部分。

通过学习,要使学生对教学内容达到“了解”、“认识和理解”、“掌握”和“熟练掌握”层次要求。

即通过学习要求学生对基本分析方法、各种测试方法、各种实验的基本原理、高分子尺寸表示方法及其推导要全面了解。

对高聚物的结晶结构模型、非晶态结构、液晶结构、织态结构有明确的认识和理解。

掌握高聚物的各种力学状态、力学行为、各种性能曲线的详细分析和典型推导。

熟练掌握高聚物结构、性能及两者之间相互关系的基本概念、必要的知识。

熟练掌握高聚物的各种特征温度、测定方法。

三、讲授内容1 高分子链的结构1.1 概论1.1.1 高分子科学的诞生与发展1.I.2 高分子结构的特点I.1.3 高分子结构的内容1.2 高分子链的近程结构1.2.1 结构单元的化学组成1.2.2 键接结构1.2.3 支化与交联1.2.4 共聚物的结构1.2.5 高分子链的构型1.3 高分子链的远程结构1.3.1 高分子的大小1.3.2 高分子涟的内旋转构象1.3.3 高分子链的柔顺性1.4 高分子链的构象统计1.4.1 均方末端距的几何计算法1.4.2 均方末端距的统计计算法.1.4.3 高分子链柔顺性的表征.1.4.4 高分子链的均方旋转半径.2 高分子的聚集态结构2.1 高聚物分子间的作用2.1.1 范德华力与氢链.2.1.2 内聚能密度2.2 高聚物结晶的形态和结构2.2.1 高聚物结晶的形态学2.2.2 高分子在结晶中的构象和晶胞., 2.3 高分子的聚集态结构模型2.3.I 高聚物的晶态结构模型2.3.2 高聚物的非晶态结构模型.2.4 高聚物的结晶过程2.4.1 高分子结构与结晶能力.2.4.2 结晶速度及其测定方法2.4.3 Avrami方程用于高聚物的结晶过程..2.4.4 结晶速度与温度的关系2.4.5 影响结晶速度的其他因素2.5 结晶对高聚物物理机械性能的影响“2.5.1 结晶度概念及其测定方法2.5.2 结晶度大小对高聚物性能的影响2.5.3 结晶高聚物的加工条件—结构—性质的互相作用 2.5.4 分子量等因素对结晶高聚物的聚集态结核2.6 结晶热力学...”2.6.1 结晶高聚物的熔融与熔点2.6.2 结晶温度对熔点的影响2.6.3 晶片厚度与熔点的关系2.6.4 拉伸对高聚物熔点的影响2.7 高聚物的取向态结构2.7.1 高聚物的取向现象2.7.2 高聚物的取向机理2.7.3 取向度及其测定方法2.7.4 取向研究的应用2.8 高聚物的液晶态结构2.8.1 液晶态的结构2.8.2 高分子液晶的结构和性质2.8.3 高分子液晶的应用2.9 高分子合金的形态结构2.9.1 高分子混合物的溉念2.9.2 高分子的相容性2.9.3 共混高聚物聚集态的主要特点2.9.4 非均相多组分聚合物的织态结构2.9.5 共混高聚物的聚集态结构对性能的影响’.3 高分子的溶液性质3.1 高聚物的溶解3.1.1 高聚物溶解过程的特点3.1.2 高聚物溶解过程的热力学解释 3.1.3 溶剂的选择3.2 高分子溶液的热力学性质.3.2.1 Flory-Huggins高分子溶液理论 3.2.2 Flory温区(θ温度)的提出3.3 高分子浓溶液3.3.1 高聚物的增塑3.3.2 纺丝液3.3.3 凝胶和冻胶3.4 共混聚合物的溶混性3.5 高分子溶液的流体力学性质3.5.1 高分子在溶液中的扩散3.5.2 高分子在溶液中的粘性流动4 高聚物的分子量4.1 高聚物分子量的统计意义4.1.1 平均分子量4.1.2 平均分子量与分布函数4.1.3 分子量分布宽度4.2 高聚物分子量的测定.4.2.1 端基分析4.2.2 沸点升高和冰点降低.‘4.2.3 膜渗透压4.2.5 光散射4.2.6 小角激光光散射(LALLS)4.2.7 超速离心沉降4.2.8 粘度4.2.9 凝胶色谱5 高聚物的分子量分布5.1 分子量分布的表示方法5.1.1 图解表示5.1.2 分布函数5.2 基于相平衡的分级方法5.2.I 高分子溶液的相分离5.2.3 分级实验方法5.2.4 数据处理5.3 凝胶色谱法5.3.1 基本原理5.3.2 仪器5.3.3 载体和色谱柱5.3.4 高效凝胶色谱5.4 凝胶色谱的特殊应用5.4.1 凝胶色谱与小角激光光散射联用5.4.2 高聚物长链支化度的测定5.4.3 共聚构组成分布与分子量分布的测定6 高聚物的分子运动6.1 高聚物的分子热运动6.1.1 高分子热运动的主要特点6.1.2 高聚物的力学状态和热转变6.1.3 高聚物的次级松弛6.2 高聚物的玻璃化转变6.2.1 玻璃化转变现象和玻璃化温度的测量 6.2.2 玻璃化转变理论6.2.3 玻璃化温度的影响因素及调节途径6.2.4 玻璃化转变的多维性6.3 高聚物的粘性流动6.3.1 高聚物粘性流动的特点6.3.2 影响粘流温度的因素6.3.3 聚合物熔体的切粘度6.3.4 剪切粘度的测量方法6.3.5 高聚物熔体的流动曲线6.3.6 加工条件对高聚物熔体剪切粘度的影响6.3.7 高聚物分子结构因素对剪切粘度的影响6.3.8 剪切流动的法向应力和高聚物熔体的弹性效应6.3.9 拉伸粘度7 高聚物的力学性质7.1 玻璃态和结晶态高聚物的力学性质7.1.2 描述力学性质的基本物理量7.1.2 几种常用的力学性能指标7.1.3 几类高聚物的拉伸行为7.1.4 高聚物的屈服7.1.5 高聚物的破坏和理论强度7.1.6 影响高聚物实际强度的因素7.2 高弹态高聚物的力学件质7.2.1 橡胶的使用温度范围..7.2.2 高弹性的特点7.2.3 橡胶弹性的热力学分析7.2.4 橡胶弹性的统计理论7.2.5 内能对橡胶弹性的贡献7.2.6 橡胶弹性与交联网结构的关系7.2.7 橡胶的极限性质7.3 高聚物的力学松弛7.3.1 高聚物的力学松弛现象7.3.2 粘弹性的力学模型7.3.3 粘弹性与时间、温度的关系——时温等效原理7.3.4 Boltzmann叠加原理7.3.5 测定高聚物粘弹性的实验方法7.3.6 高聚物的松弛转变及其分子机理8 聚合物的电学性质8.1 高聚物的极化及介电常数8.2 高聚物的介电损耗8.3 高聚物的导电性8.4 高聚物的介电击穿8.5 高聚物的静电现象四、实践性环节1.作业:讲授完两部分教学内容后,进行一次习题课,讲授完每一章的教学内容后,留一次作业题。

高分子物理知识点

高分子物理知识点

高分子物理知识点高分子物理是研究聚合物分子在物理场中的行为和性质的学科。

聚合物是由一些单体分子通过化学键结合而成的巨大分子,其分子量多数达到百万或以上。

高分子物理的研究范围主要包括聚合物的物理结构、热力学性质、电学性质、机械性质、输运性质、光学性质等方面。

一、聚合物的物理结构聚合物的物理结构是指聚合物高分子链的构象状态。

聚合物高分子链的构象状态受到其化学结构、聚合反应的条件、处理温度等多种因素的影响。

根据高分子链形态的不同,可将聚合物的物理结构分为直线型、支化型和交联型。

1. 直线型聚合物物理结构直线型聚合物是高分子链结构较为简单、规则的聚合物。

它通常由一根直线型链构成,其中的结构单元重复出现,链端没有分支或交联结构。

高分子的线密度、分子量和分子结构对其物理性质有很大的影响。

2. 支化型聚合物物理结构支化型聚合物指非直线型、分子链有分支结构的聚合物。

分支结构对于聚合物的物理性质有很大的影响,由于支化结构的存在,使得聚合物高分子链的平均距离更大,聚合物的分子间距离变大,导致其性能发生变化。

支化型聚合物化学结构和分支类型的不同,会对聚合物的物理性质产生巨大的影响。

3. 交联型聚合物物理结构交联型聚合物是由互相交联的高分子链构成的聚合物。

它们通常具有三维结构,分子间有交联点连接。

交联型聚合物的物理性质比支化型聚合物更为复杂。

不同交联密度、交联桥、交联方式等会对其物理性质产生很大的影响。

二、热力学性质聚合物的热力学性质主要包括相变、热力学函数、相平衡、玻璃化转变等方面。

1. 相变相变是指物质从一个物理状态到另一个物理状态的变化。

聚合物相变通常指聚合物高分子间和高分子和外界环境间的相变。

聚合物的相变通常与聚合物的物理结构、温度和压强等相关。

2. 热力学函数热力学函数是描述物质宏观性质的基本物理量,它包括熵、焓、自由能等,具体热力学函数的选择取决于所研究的问题和体系。

3. 相平衡聚合物在不同温度和压强下处于不同的相态平衡中,可以通过研究相平衡来揭示聚合物的热力学性质。

物理学专业英语

物理学专业英语

华中师范大学物理学院物理学专业英语仅供内部学习参考!2014一、课程的任务和教学目的通过学习《物理学专业英语》,学生将掌握物理学领域使用频率较高的专业词汇和表达方法,进而具备基本的阅读理解物理学专业文献的能力。

通过分析《物理学专业英语》课程教材中的范文,学生还将从英语角度理解物理学中个学科的研究内容和主要思想,提高学生的专业英语能力和了解物理学研究前沿的能力。

培养专业英语阅读能力,了解科技英语的特点,提高专业外语的阅读质量和阅读速度;掌握一定量的本专业英文词汇,基本达到能够独立完成一般性本专业外文资料的阅读;达到一定的笔译水平。

要求译文通顺、准确和专业化。

要求译文通顺、准确和专业化。

二、课程内容课程内容包括以下章节:物理学、经典力学、热力学、电磁学、光学、原子物理、统计力学、量子力学和狭义相对论三、基本要求1.充分利用课内时间保证充足的阅读量(约1200~1500词/学时),要求正确理解原文。

2.泛读适量课外相关英文读物,要求基本理解原文主要内容。

3.掌握基本专业词汇(不少于200词)。

4.应具有流利阅读、翻译及赏析专业英语文献,并能简单地进行写作的能力。

四、参考书目录1 Physics 物理学 (1)Introduction to physics (1)Classical and modern physics (2)Research fields (4)V ocabulary (7)2 Classical mechanics 经典力学 (10)Introduction (10)Description of classical mechanics (10)Momentum and collisions (14)Angular momentum (15)V ocabulary (16)3 Thermodynamics 热力学 (18)Introduction (18)Laws of thermodynamics (21)System models (22)Thermodynamic processes (27)Scope of thermodynamics (29)V ocabulary (30)4 Electromagnetism 电磁学 (33)Introduction (33)Electrostatics (33)Magnetostatics (35)Electromagnetic induction (40)V ocabulary (43)5 Optics 光学 (45)Introduction (45)Geometrical optics (45)Physical optics (47)Polarization (50)V ocabulary (51)6 Atomic physics 原子物理 (52)Introduction (52)Electronic configuration (52)Excitation and ionization (56)V ocabulary (59)7 Statistical mechanics 统计力学 (60)Overview (60)Fundamentals (60)Statistical ensembles (63)V ocabulary (65)8 Quantum mechanics 量子力学 (67)Introduction (67)Mathematical formulations (68)Quantization (71)Wave-particle duality (72)Quantum entanglement (75)V ocabulary (77)9 Special relativity 狭义相对论 (79)Introduction (79)Relativity of simultaneity (80)Lorentz transformations (80)Time dilation and length contraction (81)Mass-energy equivalence (82)Relativistic energy-momentum relation (86)V ocabulary (89)正文标记说明:蓝色Arial字体(例如energy):已知的专业词汇蓝色Arial字体加下划线(例如electromagnetism):新学的专业词汇黑色Times New Roman字体加下划线(例如postulate):新学的普通词汇1 Physics 物理学1 Physics 物理学Introduction to physicsPhysics is a part of natural philosophy and a natural science that involves the study of matter and its motion through space and time, along with related concepts such as energy and force. More broadly, it is the general analysis of nature, conducted in order to understand how the universe behaves.Physics is one of the oldest academic disciplines, perhaps the oldest through its inclusion of astronomy. Over the last two millennia, physics was a part of natural philosophy along with chemistry, certain branches of mathematics, and biology, but during the Scientific Revolution in the 17th century, the natural sciences emerged as unique research programs in their own right. Physics intersects with many interdisciplinary areas of research, such as biophysics and quantum chemistry,and the boundaries of physics are not rigidly defined. New ideas in physics often explain the fundamental mechanisms of other sciences, while opening new avenues of research in areas such as mathematics and philosophy.Physics also makes significant contributions through advances in new technologies that arise from theoretical breakthroughs. For example, advances in the understanding of electromagnetism or nuclear physics led directly to the development of new products which have dramatically transformed modern-day society, such as television, computers, domestic appliances, and nuclear weapons; advances in thermodynamics led to the development of industrialization; and advances in mechanics inspired the development of calculus.Core theoriesThough physics deals with a wide variety of systems, certain theories are used by all physicists. Each of these theories were experimentally tested numerous times and found correct as an approximation of nature (within a certain domain of validity).For instance, the theory of classical mechanics accurately describes the motion of objects, provided they are much larger than atoms and moving at much less than the speed of light. These theories continue to be areas of active research, and a remarkable aspect of classical mechanics known as chaos was discovered in the 20th century, three centuries after the original formulation of classical mechanics by Isaac Newton (1642–1727) 【艾萨克·牛顿】.University PhysicsThese central theories are important tools for research into more specialized topics, and any physicist, regardless of his or her specialization, is expected to be literate in them. These include classical mechanics, quantum mechanics, thermodynamics and statistical mechanics, electromagnetism, and special relativity.Classical and modern physicsClassical mechanicsClassical physics includes the traditional branches and topics that were recognized and well-developed before the beginning of the 20th century—classical mechanics, acoustics, optics, thermodynamics, and electromagnetism.Classical mechanics is concerned with bodies acted on by forces and bodies in motion and may be divided into statics (study of the forces on a body or bodies at rest), kinematics (study of motion without regard to its causes), and dynamics (study of motion and the forces that affect it); mechanics may also be divided into solid mechanics and fluid mechanics (known together as continuum mechanics), the latter including such branches as hydrostatics, hydrodynamics, aerodynamics, and pneumatics.Acoustics is the study of how sound is produced, controlled, transmitted and received. Important modern branches of acoustics include ultrasonics, the study of sound waves of very high frequency beyond the range of human hearing; bioacoustics the physics of animal calls and hearing, and electroacoustics, the manipulation of audible sound waves using electronics.Optics, the study of light, is concerned not only with visible light but also with infrared and ultraviolet radiation, which exhibit all of the phenomena of visible light except visibility, e.g., reflection, refraction, interference, diffraction, dispersion, and polarization of light.Heat is a form of energy, the internal energy possessed by the particles of which a substance is composed; thermodynamics deals with the relationships between heat and other forms of energy.Electricity and magnetism have been studied as a single branch of physics since the intimate connection between them was discovered in the early 19th century; an electric current gives rise to a magnetic field and a changing magnetic field induces an electric current. Electrostatics deals with electric charges at rest, electrodynamics with moving charges, and magnetostatics with magnetic poles at rest.Modern PhysicsClassical physics is generally concerned with matter and energy on the normal scale of1 Physics 物理学observation, while much of modern physics is concerned with the behavior of matter and energy under extreme conditions or on the very large or very small scale.For example, atomic and nuclear physics studies matter on the smallest scale at which chemical elements can be identified.The physics of elementary particles is on an even smaller scale, as it is concerned with the most basic units of matter; this branch of physics is also known as high-energy physics because of the extremely high energies necessary to produce many types of particles in large particle accelerators. On this scale, ordinary, commonsense notions of space, time, matter, and energy are no longer valid.The two chief theories of modern physics present a different picture of the concepts of space, time, and matter from that presented by classical physics.Quantum theory is concerned with the discrete, rather than continuous, nature of many phenomena at the atomic and subatomic level, and with the complementary aspects of particles and waves in the description of such phenomena.The theory of relativity is concerned with the description of phenomena that take place in a frame of reference that is in motion with respect to an observer; the special theory of relativity is concerned with relative uniform motion in a straight line and the general theory of relativity with accelerated motion and its connection with gravitation.Both quantum theory and the theory of relativity find applications in all areas of modern physics.Difference between classical and modern physicsWhile physics aims to discover universal laws, its theories lie in explicit domains of applicability. Loosely speaking, the laws of classical physics accurately describe systems whose important length scales are greater than the atomic scale and whose motions are much slower than the speed of light. Outside of this domain, observations do not match their predictions.Albert Einstein【阿尔伯特·爱因斯坦】contributed the framework of special relativity, which replaced notions of absolute time and space with space-time and allowed an accurate description of systems whose components have speeds approaching the speed of light.Max Planck【普朗克】, Erwin Schrödinger【薛定谔】, and others introduced quantum mechanics, a probabilistic notion of particles and interactions that allowed an accurate description of atomic and subatomic scales.Later, quantum field theory unified quantum mechanics and special relativity.General relativity allowed for a dynamical, curved space-time, with which highly massiveUniversity Physicssystems and the large-scale structure of the universe can be well-described. General relativity has not yet been unified with the other fundamental descriptions; several candidate theories of quantum gravity are being developed.Research fieldsContemporary research in physics can be broadly divided into condensed matter physics; atomic, molecular, and optical physics; particle physics; astrophysics; geophysics and biophysics. Some physics departments also support research in Physics education.Since the 20th century, the individual fields of physics have become increasingly specialized, and today most physicists work in a single field for their entire careers. "Universalists" such as Albert Einstein (1879–1955) and Lev Landau (1908–1968)【列夫·朗道】, who worked in multiple fields of physics, are now very rare.Condensed matter physicsCondensed matter physics is the field of physics that deals with the macroscopic physical properties of matter. In particular, it is concerned with the "condensed" phases that appear whenever the number of particles in a system is extremely large and the interactions between them are strong.The most familiar examples of condensed phases are solids and liquids, which arise from the bonding by way of the electromagnetic force between atoms. More exotic condensed phases include the super-fluid and the Bose–Einstein condensate found in certain atomic systems at very low temperature, the superconducting phase exhibited by conduction electrons in certain materials,and the ferromagnetic and antiferromagnetic phases of spins on atomic lattices.Condensed matter physics is by far the largest field of contemporary physics.Historically, condensed matter physics grew out of solid-state physics, which is now considered one of its main subfields. The term condensed matter physics was apparently coined by Philip Anderson when he renamed his research group—previously solid-state theory—in 1967. In 1978, the Division of Solid State Physics of the American Physical Society was renamed as the Division of Condensed Matter Physics.Condensed matter physics has a large overlap with chemistry, materials science, nanotechnology and engineering.Atomic, molecular and optical physicsAtomic, molecular, and optical physics (AMO) is the study of matter–matter and light–matter interactions on the scale of single atoms and molecules.1 Physics 物理学The three areas are grouped together because of their interrelationships, the similarity of methods used, and the commonality of the energy scales that are relevant. All three areas include both classical, semi-classical and quantum treatments; they can treat their subject from a microscopic view (in contrast to a macroscopic view).Atomic physics studies the electron shells of atoms. Current research focuses on activities in quantum control, cooling and trapping of atoms and ions, low-temperature collision dynamics and the effects of electron correlation on structure and dynamics. Atomic physics is influenced by the nucleus (see, e.g., hyperfine splitting), but intra-nuclear phenomena such as fission and fusion are considered part of high-energy physics.Molecular physics focuses on multi-atomic structures and their internal and external interactions with matter and light.Optical physics is distinct from optics in that it tends to focus not on the control of classical light fields by macroscopic objects, but on the fundamental properties of optical fields and their interactions with matter in the microscopic realm.High-energy physics (particle physics) and nuclear physicsParticle physics is the study of the elementary constituents of matter and energy, and the interactions between them.In addition, particle physicists design and develop the high energy accelerators,detectors, and computer programs necessary for this research. The field is also called "high-energy physics" because many elementary particles do not occur naturally, but are created only during high-energy collisions of other particles.Currently, the interactions of elementary particles and fields are described by the Standard Model.●The model accounts for the 12 known particles of matter (quarks and leptons) thatinteract via the strong, weak, and electromagnetic fundamental forces.●Dynamics are described in terms of matter particles exchanging gauge bosons (gluons,W and Z bosons, and photons, respectively).●The Standard Model also predicts a particle known as the Higgs boson. In July 2012CERN, the European laboratory for particle physics, announced the detection of a particle consistent with the Higgs boson.Nuclear Physics is the field of physics that studies the constituents and interactions of atomic nuclei. The most commonly known applications of nuclear physics are nuclear power generation and nuclear weapons technology, but the research has provided application in many fields, including those in nuclear medicine and magnetic resonance imaging, ion implantation in materials engineering, and radiocarbon dating in geology and archaeology.University PhysicsAstrophysics and Physical CosmologyAstrophysics and astronomy are the application of the theories and methods of physics to the study of stellar structure, stellar evolution, the origin of the solar system, and related problems of cosmology. Because astrophysics is a broad subject, astrophysicists typically apply many disciplines of physics, including mechanics, electromagnetism, statistical mechanics, thermodynamics, quantum mechanics, relativity, nuclear and particle physics, and atomic and molecular physics.The discovery by Karl Jansky in 1931 that radio signals were emitted by celestial bodies initiated the science of radio astronomy. Most recently, the frontiers of astronomy have been expanded by space exploration. Perturbations and interference from the earth's atmosphere make space-based observations necessary for infrared, ultraviolet, gamma-ray, and X-ray astronomy.Physical cosmology is the study of the formation and evolution of the universe on its largest scales. Albert Einstein's theory of relativity plays a central role in all modern cosmological theories. In the early 20th century, Hubble's discovery that the universe was expanding, as shown by the Hubble diagram, prompted rival explanations known as the steady state universe and the Big Bang.The Big Bang was confirmed by the success of Big Bang nucleo-synthesis and the discovery of the cosmic microwave background in 1964. The Big Bang model rests on two theoretical pillars: Albert Einstein's general relativity and the cosmological principle (On a sufficiently large scale, the properties of the Universe are the same for all observers). Cosmologists have recently established the ΛCDM model (the standard model of Big Bang cosmology) of the evolution of the universe, which includes cosmic inflation, dark energy and dark matter.Current research frontiersIn condensed matter physics, an important unsolved theoretical problem is that of high-temperature superconductivity. Many condensed matter experiments are aiming to fabricate workable spintronics and quantum computers.In particle physics, the first pieces of experimental evidence for physics beyond the Standard Model have begun to appear. Foremost among these are indications that neutrinos have non-zero mass. These experimental results appear to have solved the long-standing solar neutrino problem, and the physics of massive neutrinos remains an area of active theoretical and experimental research. Particle accelerators have begun probing energy scales in the TeV range, in which experimentalists are hoping to find evidence for the super-symmetric particles, after discovery of the Higgs boson.Theoretical attempts to unify quantum mechanics and general relativity into a single theory1 Physics 物理学of quantum gravity, a program ongoing for over half a century, have not yet been decisively resolved. The current leading candidates are M-theory, superstring theory and loop quantum gravity.Many astronomical and cosmological phenomena have yet to be satisfactorily explained, including the existence of ultra-high energy cosmic rays, the baryon asymmetry, the acceleration of the universe and the anomalous rotation rates of galaxies.Although much progress has been made in high-energy, quantum, and astronomical physics, many everyday phenomena involving complexity, chaos, or turbulence are still poorly understood. Complex problems that seem like they could be solved by a clever application of dynamics and mechanics remain unsolved; examples include the formation of sand-piles, nodes in trickling water, the shape of water droplets, mechanisms of surface tension catastrophes, and self-sorting in shaken heterogeneous collections.These complex phenomena have received growing attention since the 1970s for several reasons, including the availability of modern mathematical methods and computers, which enabled complex systems to be modeled in new ways. Complex physics has become part of increasingly interdisciplinary research, as exemplified by the study of turbulence in aerodynamics and the observation of pattern formation in biological systems.Vocabulary★natural science 自然科学academic disciplines 学科astronomy 天文学in their own right 凭他们本身的实力intersects相交,交叉interdisciplinary交叉学科的,跨学科的★quantum 量子的theoretical breakthroughs 理论突破★electromagnetism 电磁学dramatically显著地★thermodynamics热力学★calculus微积分validity★classical mechanics 经典力学chaos 混沌literate 学者★quantum mechanics量子力学★thermodynamics and statistical mechanics热力学与统计物理★special relativity狭义相对论is concerned with 关注,讨论,考虑acoustics 声学★optics 光学statics静力学at rest 静息kinematics运动学★dynamics动力学ultrasonics超声学manipulation 操作,处理,使用University Physicsinfrared红外ultraviolet紫外radiation辐射reflection 反射refraction 折射★interference 干涉★diffraction 衍射dispersion散射★polarization 极化,偏振internal energy 内能Electricity电性Magnetism 磁性intimate 亲密的induces 诱导,感应scale尺度★elementary particles基本粒子★high-energy physics 高能物理particle accelerators 粒子加速器valid 有效的,正当的★discrete离散的continuous 连续的complementary 互补的★frame of reference 参照系★the special theory of relativity 狭义相对论★general theory of relativity 广义相对论gravitation 重力,万有引力explicit 详细的,清楚的★quantum field theory 量子场论★condensed matter physics凝聚态物理astrophysics天体物理geophysics地球物理Universalist博学多才者★Macroscopic宏观Exotic奇异的★Superconducting 超导Ferromagnetic铁磁质Antiferromagnetic 反铁磁质★Spin自旋Lattice 晶格,点阵,网格★Society社会,学会★microscopic微观的hyperfine splitting超精细分裂fission分裂,裂变fusion熔合,聚变constituents成分,组分accelerators加速器detectors 检测器★quarks夸克lepton 轻子gauge bosons规范玻色子gluons胶子★Higgs boson希格斯玻色子CERN欧洲核子研究中心★Magnetic Resonance Imaging磁共振成像,核磁共振ion implantation 离子注入radiocarbon dating放射性碳年代测定法geology地质学archaeology考古学stellar 恒星cosmology宇宙论celestial bodies 天体Hubble diagram 哈勃图Rival竞争的★Big Bang大爆炸nucleo-synthesis核聚合,核合成pillar支柱cosmological principle宇宙学原理ΛCDM modelΛ-冷暗物质模型cosmic inflation宇宙膨胀1 Physics 物理学fabricate制造,建造spintronics自旋电子元件,自旋电子学★neutrinos 中微子superstring 超弦baryon重子turbulence湍流,扰动,骚动catastrophes突变,灾变,灾难heterogeneous collections异质性集合pattern formation模式形成University Physics2 Classical mechanics 经典力学IntroductionIn physics, classical mechanics is one of the two major sub-fields of mechanics, which is concerned with the set of physical laws describing the motion of bodies under the action of a system of forces. The study of the motion of bodies is an ancient one, making classical mechanics one of the oldest and largest subjects in science, engineering and technology.Classical mechanics describes the motion of macroscopic objects, from projectiles to parts of machinery, as well as astronomical objects, such as spacecraft, planets, stars, and galaxies. Besides this, many specializations within the subject deal with gases, liquids, solids, and other specific sub-topics.Classical mechanics provides extremely accurate results as long as the domain of study is restricted to large objects and the speeds involved do not approach the speed of light. When the objects being dealt with become sufficiently small, it becomes necessary to introduce the other major sub-field of mechanics, quantum mechanics, which reconciles the macroscopic laws of physics with the atomic nature of matter and handles the wave–particle duality of atoms and molecules. In the case of high velocity objects approaching the speed of light, classical mechanics is enhanced by special relativity. General relativity unifies special relativity with Newton's law of universal gravitation, allowing physicists to handle gravitation at a deeper level.The initial stage in the development of classical mechanics is often referred to as Newtonian mechanics, and is associated with the physical concepts employed by and the mathematical methods invented by Newton himself, in parallel with Leibniz【莱布尼兹】, and others.Later, more abstract and general methods were developed, leading to reformulations of classical mechanics known as Lagrangian mechanics and Hamiltonian mechanics. These advances were largely made in the 18th and 19th centuries, and they extend substantially beyond Newton's work, particularly through their use of analytical mechanics. Ultimately, the mathematics developed for these were central to the creation of quantum mechanics.Description of classical mechanicsThe following introduces the basic concepts of classical mechanics. For simplicity, it often2 Classical mechanics 经典力学models real-world objects as point particles, objects with negligible size. The motion of a point particle is characterized by a small number of parameters: its position, mass, and the forces applied to it.In reality, the kind of objects that classical mechanics can describe always have a non-zero size. (The physics of very small particles, such as the electron, is more accurately described by quantum mechanics). Objects with non-zero size have more complicated behavior than hypothetical point particles, because of the additional degrees of freedom—for example, a baseball can spin while it is moving. However, the results for point particles can be used to study such objects by treating them as composite objects, made up of a large number of interacting point particles. The center of mass of a composite object behaves like a point particle.Classical mechanics uses common-sense notions of how matter and forces exist and interact. It assumes that matter and energy have definite, knowable attributes such as where an object is in space and its speed. It also assumes that objects may be directly influenced only by their immediate surroundings, known as the principle of locality.In quantum mechanics objects may have unknowable position or velocity, or instantaneously interact with other objects at a distance.Position and its derivativesThe position of a point particle is defined with respect to an arbitrary fixed reference point, O, in space, usually accompanied by a coordinate system, with the reference point located at the origin of the coordinate system. It is defined as the vector r from O to the particle.In general, the point particle need not be stationary relative to O, so r is a function of t, the time elapsed since an arbitrary initial time.In pre-Einstein relativity (known as Galilean relativity), time is considered an absolute, i.e., the time interval between any given pair of events is the same for all observers. In addition to relying on absolute time, classical mechanics assumes Euclidean geometry for the structure of space.Velocity and speedThe velocity, or the rate of change of position with time, is defined as the derivative of the position with respect to time. In classical mechanics, velocities are directly additive and subtractive as vector quantities; they must be dealt with using vector analysis.When both objects are moving in the same direction, the difference can be given in terms of speed only by ignoring direction.University PhysicsAccelerationThe acceleration , or rate of change of velocity, is the derivative of the velocity with respect to time (the second derivative of the position with respect to time).Acceleration can arise from a change with time of the magnitude of the velocity or of the direction of the velocity or both . If only the magnitude v of the velocity decreases, this is sometimes referred to as deceleration , but generally any change in the velocity with time, including deceleration, is simply referred to as acceleration.Inertial frames of referenceWhile the position and velocity and acceleration of a particle can be referred to any observer in any state of motion, classical mechanics assumes the existence of a special family of reference frames in terms of which the mechanical laws of nature take a comparatively simple form. These special reference frames are called inertial frames .An inertial frame is such that when an object without any force interactions (an idealized situation) is viewed from it, it appears either to be at rest or in a state of uniform motion in a straight line. This is the fundamental definition of an inertial frame. They are characterized by the requirement that all forces entering the observer's physical laws originate in identifiable sources (charges, gravitational bodies, and so forth).A non-inertial reference frame is one accelerating with respect to an inertial one, and in such a non-inertial frame a particle is subject to acceleration by fictitious forces that enter the equations of motion solely as a result of its accelerated motion, and do not originate in identifiable sources. These fictitious forces are in addition to the real forces recognized in an inertial frame.A key concept of inertial frames is the method for identifying them. For practical purposes, reference frames that are un-accelerated with respect to the distant stars are regarded as good approximations to inertial frames.Forces; Newton's second lawNewton was the first to mathematically express the relationship between force and momentum . Some physicists interpret Newton's second law of motion as a definition of force and mass, while others consider it a fundamental postulate, a law of nature. Either interpretation has the same mathematical consequences, historically known as "Newton's Second Law":a m t v m t p F ===d )(d d dThe quantity m v is called the (canonical ) momentum . The net force on a particle is thus equal to rate of change of momentum of the particle with time.So long as the force acting on a particle is known, Newton's second law is sufficient to。

高分子物理

高分子物理

一.名词解释1. 链段:高分子链上能独立运动(或自由取向)最小单元。

2. 溶胀:高聚物溶解前吸收溶剂而体积增大的现象。

3. 蠕变:在恒温下施加一定的恒定外力时,材料的形变随时间而逐渐增大的力学现象。

4. 介电损耗:在交变电场的作用下,电介质由于极化而消耗的电能。

5. 构象:由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化叫构象。

6. 分子量分布宽度指数:描述聚合物分子量分布宽度的常用参数之一,是实验中各个分子量与平均分子量之间差值的平方平均值,可简明地描述聚合物试样分子量的多分散性。

有重均和数均之分。

其数值越大,表明其分子量分布越宽。

7. 时温等效原理:指升高温度和延长观察时间对于聚合物的分子运动是等效的,对于聚合物的粘弹行为也是等效的。

8. 高分子链:单体通过聚合反应连接而成的链状分子,称为高分子链,高分子中的重复结构单元的数目称为聚合度。

9. 构型:指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列,或指分子中原子的键接方式。

这种排列是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。

构型不同的异构体有旋光、几何、键接三种。

10. 链段:由于分子内旋受阻而在高分子链中能够自由旋转的单元长度,称为链段。

作为一个独立运动的单元,是描述柔性的尺度。

11. 内聚能密度:把1mol 的液体或固体分子移到其分子引力范围之外所需要的能量为内聚能。

单位体积的内聚能称为内聚能密度,一般用CED 表示。

12. 溶解度参数:内聚能密度的平方根称为溶解度参数,一般用δ 表示。

13. 等规度:等规度是高聚物中含有全同立构和间同立构总的百分数。

14. 结晶度:结晶度即高聚物试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度)或者体积分数(体积结晶度)。

15. 介电性:包括介电系数、介电损耗、介电击穿等,介电性的本质是物质在外场(电场、力、温度等)作用下的极化。

16. 海岛结构:两种高聚物相容性差,共混后形成非均相体系,分散相分散在连续相中,像小岛分散在海洋中一样,称为海岛结构。

世界材料科学领域TOP100科学家

世界材料科学领域TOP100科学家

世界材料科学领域TOP100科学家依据2000-2010年间所发表研究论文的引用率,汤森路透集团在上月初发布了全球顶尖100位材料学家榜单。

共有15位华人科学家入选,其中榜单前6位均为华人。

本期报告以表格的形式,对这100位科学家的研究方向做了一个简单的介绍。

基于ESI统计数据,汤森路透集团于3月2日发布了2000-2010年全球顶尖100位材料学家榜单。

依据过去10年中在材料科学领域(基于汤森路透集团ESI的学科分类体系)所发表研究论文(包括Article和Review)的篇均被引次数,这一榜单选出了全球最具影响力的100名材料学家(入选者文章数不低于25篇)。

共有15位华人科学家入选这一榜单,其中榜单前6位均为华人,美国加州大学伯克利分校的杨培东教授位居第一。

按国别分布,这100位材料科学领域的科学家有48位来自美国,11位来自德国,8位来自英国,4位来自法国、荷兰,来自澳大利亚、中国、韩国和瑞士的有3位,来自比利时、俄罗斯、瑞典的有2位,奥地利、加拿大、丹麦、爱尔兰、以色列、日本、葡萄牙、中国台湾各1位。

从所属机构看,加州大学圣巴巴拉分校有5人、帝国理工学院4人、麻省理工学院4人、宾夕法尼亚州立大学3人、斯坦福大学3人、剑桥大学3人、荷兰格罗宁根大学3人、马尔堡大学3人、密歇根大学3人。

表1对这100位材料科学领域科学家的研究方向做了简单介绍。

表1材料科学领域TOP 100科学家的研究方向排名科学家(所在单位)文章数总被引次数研究方向1 杨培东(加州大学伯克利分校)36 13900 半导体纳米线、纳米线光子学、纳米线基太阳电池、太阳能转换为燃料用纳米线、纳米线热电学、纳米线电池、碳纳米管纳米流体、等离子体、低维纳米结构组装、新兴材料和纳米结构合成和操控、材料化学、无机化学,以及低维纳米结构在光电等能源领域中的应用等2 殷亚东(加州大学河滨分校)32 6387 纳米结构功能材料、纳米器件、无机纳米胶体合成与表面改性、自组装方法、纳米电子和光子器件、复合纳米材料、生物医用纳米结构材料、纳米催化剂、胶体与界面化学、纳米加工利用方法、光子晶体结构磁响应、可回收的复合纳米催化剂、生物相容性纳米晶制备、生物分离用纳米团簇等3 黃暄益(台湾清华大学)34 5439 无机纳米结构控制合成、金纳米粒子、氧化物纳米线、氮化镓空心球、金属氮化物纳米棒、有机硅薄膜、新型金属氧化物和硫化物纳米结构、核壳型纳米复合材料、纳米结构自组装等4 夏幼南(华盛顿大学圣路易斯分校)83 11936 纳米材料合成化学与物理、纳米材料在电学、光学催化剂、信息存储、光纤传感器中的应用;纳米材料在生物医学研究中的应用:光学成像用金纳米笼造影剂、纳米材料集成与智能聚合物、空间/时间分辨率控释相变材料纳米胶囊、静电纤维在神经组织工程、药物释放、干细胞、肌腱、现场修复插入骨中的应用;纳米材料在提高太阳电池、燃料电池、催化转换器和水分离设备中的应用5 孙玉刚(阿贡国家实验37 5231 由金属、半导体、氧化物和复合材料组成的功能性纳米室)结构设计和合成;燃料转换用低成本稳定等离子光学催化剂和非负载型催化剂设计和合成;低成本高性能光伏器件用铜铟镓硒纳米粒子设计与合成;太阳能、薄膜和高容量电池、柔性电子产品和传感器、新一代锂电池中非常规技术开发等6 吴屹影(俄亥俄州立大学)74 9590 染料敏化太阳电池、锂离子电池、太阳燃料电催化剂7 Jan C. HUMMELEN(荷兰格罗宁根大学)38 4643 富勒烯化学、光化学、分子材料在光伏技术中应用8 Alan J. HEEGER(加州大学圣巴巴拉分校)49 5788 半导体和金属聚合物,主要关注聚合物场效应管中的栅诱导绝缘体-金属相变,以及低成本塑料太阳电池。

材料科学与工程专业介绍

材料科学与工程专业介绍

材料科学与工程专业介绍篇一:材料科学与工程专业介绍材料科学与工程专业材料科学与工程即材料科学与工程专业。

材料科学与工程(英文名:Materials Science and Engineering,缩写MSE)。

在国务院学位委员会学科评议组制定和颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中,材料科学与工程属于工学学科门类之中的其中一个一级学科,下设3个二级学科,分别是:材料物理与化学、材料学、材料加工工程。

材料科学与工程专业是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。

在现代科学技术中,材料科学是国民经济发展的三大支柱之一。

主要专业方向有金属材料、无机非金属材料、耐磨材料、表面强化、材料加工等。

1专业特色材料科学与工程专业以材料学、化学、物理学为基础,系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能,并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。

2培养目标材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识,能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作,适应社会主义市场经济发展的高层次、材料科学研究者高素质全面发展的科学研究与工程技术人才。

培养要求材料科学与工程专业学生主要学习材料科学与工程的基础理论,学习与掌握材料的制备、组成、组织结构与性能之间关系的基本规律。

受到金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料以及各种先进材料的制备、性能分析与检测技能的基本训练。

掌握材料设计和制备工艺设计、提高材料的性能和产品的质量、开发分析与检测技能的基本训练。

掌握材料设计和制备工艺设计、提高材料的性能和产品的质量、开发研究新材料和新工艺方面的基本能力。

[2]3知识领域1.掌握金属材料、无机非金属材料、高分子材料、防腐专业以及其它高新技术材料科学的基础理论和材料合成与制备、材料复合、材料设计等专业基础知识;2.掌握材料性能检测和产品质量控制的基本知识,具有研究和开发新材料、新工艺的初步能力;3.掌握材料加工的基本知识,具有正确选择设备进行材料研究、材料设计、材料研制的初步能力;4.具有本专业必需的机械设计、电工与电子技术、计算机应用的基本知识和技能;5.熟悉技术经济管理知识;6.掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有初步的科学研究和实际工作能力。

美国高分子材料与工程专业介绍及牛校推荐

美国高分子材料与工程专业介绍及牛校推荐

美国高分子材料与工程专业是近年来申请愈来愈热的专业,下面就给大家分析一下关于美国高分子材料与工程专业的申请介绍及可以选择的名校推荐。

什么是高分子材料与工程?
高分子材料是当今世界发展最迅速的产业之一,高分子材料已广泛应用到电子信息、生物医药、航天航空、汽车工业、包装、建筑等各个领域。

研究内容包括活性聚合、新材料的合成与开发、聚合物结构与性能、反应性加工、先进复合材料及应用、超细材料及纳米材料、生物材料、新型功能材料、化学建材和化学纤维等。

美国高分子材料与工程专业的平均录取要求是多少?
一般来说申请者需要物理或者化学以及跟高分子交叉的专业背景,GPA至少达到3.4以上,G平均分:Q>760 ,T平均分>88,美国牛校的要求会比平均分更高。

如果是本科生申请高分子材料PHD学位,则要在保证硬件条件很好的情况下,尽可能多地去做项目,多进实验室,为自己的CV,PS积累素材,如果在这个过程中,能为自己的申请找到牛推就更好。

如果已经拿到MASTER 学位,那么在申请中,美国大学将更看重研究经历和实习经历,而非单单是申请者的硬件条件,所以硬件条件一般的学生可以在研究经历和实习经历以及PAPER上多下功夫。

至于奖学金,PHD的拿奖率大于MASTER,但是学习时间会比较长,不过这个专业的回报率还是比较高的。

美国高分子材料与工程专业“圣殿”介绍。

高分子物理模拟试题与参考答案

高分子物理模拟试题与参考答案

高分子物理模拟试题与参考答案一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1、以下哪个专业术语是“Poisson’s ratio”的中文解释。

()A、玻璃态B、泊松比C、强度D、脆化温度正确答案:B2、以下哪个专业术语是“liquid crystal”的中文解释。

()A、液晶基元B、液晶C、热致液晶D、溶致性液晶正确答案:B3、以下哪个专业术语是“rubbery state”的中文解释。

()A、高弹态B、玻璃态C、内聚能密度D、黎流态正确答案:A4、一般地说,哪种材料需要较高程度的取向。

()A、塑料B、橡胶C、纤维正确答案:C5、以下哪个专业术语是“polarization”的中文解释。

()A、极化B、强度C、应力D、诱导力正确答案:A6、以下哪个专业术语是“electrostatic effect”的中文解释。

()A、诱导力B、静电现象C、玻璃态D、伸直链晶体正确答案:B7、“在某种外力的作用下,分子链或者其他结构单元沿着外力作用方向择优排列的结构。

”是下列选项中哪一个名词的解释。

()A、玻璃化温度B、零切黏度C、取向D、双轴取向正确答案:C8、“在某一温度下聚合物溶于某一溶剂中,其分子链段间的相互吸引力与溶剂化以及排斥体积效应所表现出的相斥力相等,无远程相互作用,高分子处于无扰状态,排斥体积为0,该溶液的行为符合A、取向B、θ温度C、内聚能密度D、θ溶剂正确答案:B9、“高聚物的力学性质随温度变化的特征状态;”是下列选项中哪一个名词的解释。

()A、脆性断裂B、力学状态C、键接异构D、双轴取向正确答案:B10、以下哪个专业术语是“relaxation process”的中文解释。

()A、应力松弛B、抗冲击强度C、松弛过程D、应力-应变力曲正确答案:C11、以下哪个专业术语是“reduced viscosity”的中文解释。

()A、相对黏度B、增比黏度C、比浓黏度D、特性黏度正确答案:C12、采用Tg为参考温度进行时温转换叠加时,温度高于Tg的曲线,lgαT()。

麻省理工学院有哪些本科和研究生课程?

麻省理工学院有哪些本科和研究生课程?

麻省理工学院有哪些本科和研究生课程?麻省理工学院的本质是我们对问题的兴趣,特别是那些大而棘手,复杂的问题,这些问题的解决方案会产生永久性的影响,那么这所大学是否有你感兴趣的专业呢?跟着来了解一下详情吧。

一、重要信息英文名:麻省理工大学(MIT)区域:北美洲国家:美国找到年份:1861年地址:77 Massachusetts Avenue网站:入学总人数:10264国际学生:2726(27%)本科入学人数:4199国际学生:383(9%)研究生入学人数:6065国际学生:2343(39%)二、本科课程介绍航空航天工程、航空航天工程与信息技术、人类学、考古与材料、艺术与设计、生物工程、生物学、脑与认知科学、化学工程、化学,生物工程、化学、土木与环境工程、土木工程、比较媒体研究、计算机科学与工程、地球,大气和行星科学、经济学、电气工程与计算机科学、电气科学与工程、工程、环境工程科学、外国语言与文学、历史、人文、科学人文与工程、人文与科学、语言学与哲学、文献、管理科学、材料科学与工程、数学、数学与计算机科学、机械与海洋工程、机械工程、机械工程、音乐、核科学与工程、哲学、物理、规划、治学、科学技术与社会、写作。

三、研究生课程航空航天、航空航天计算工程、航空运输系统、空气呼吸推进、飞机系统工程、应用生物科学、考古材料、建筑研究、建筑:建筑技术、架构:设计与计算、架构:建筑历史与理论、架构:历史与艺术理论、大气化学、大气科学、自主系统、生物与高分子材料、生物化学、生物工程、生物化学、生物工程、生物海洋学(与WHOI共同提供)、生物海洋学、生物学、生物医学工程、生物物理化学和分子结构、建筑技术、细胞生物学、化学工程、化学工程实践、化学海洋学(与伍兹霍尔海洋研究所共同提供)、化学海洋学(与伍兹霍尔海洋研究所联合)、城市规划、土木与环境工程、土木与环境系统、土木工程、气候物理与化学、海岸工程、认知科学、通讯和网络、比较媒体研究、设计和优化、计算计算和系统生物学、计算和系统生物学(与工程学院联合)、计算和系统生物学(与科学学院联合)、计算机科学、计算机科学与工程、建筑工程和管理、控制、发展生物学、地球和行星科学、经济学、电气工程师、电子工程和计算机科学、电子,光子和磁性材料、新兴,基本和计算研究的材料科学、工程和管理、工程与管理,共同通过系统设计和管理方案与斯隆管理学院提供、工程系统、工程系统、技术/管理,双学位与领导的全球运营计划、、全球运营的领导者、环境生物学、环境化学、环境工程、环境流体力学、遗传学、地球化学、地质学、地球物理学、岩土工程和地球环境工程、历史、人类航空航天、水文学、免疫学、信息技术、无机化学、语言学、物流、管理、管理、技术、管理研究管理、制造、海洋地质和地球物理学(与WHOI共同提供)、金融硕士、材料与结构、材料科学与工程、数学、机械工程、媒体艺术与科学、媒体技术、微生物学、微生物学微生物学、分子生物学、海军建筑与海洋工程、神经生物学神经、科学、核科学与工程、海洋工程、海洋学工程(与WHOI合作)、运筹学、有机化学、哲学、物理化学、物理海洋学(与WHOI联合)、物理学、行星科学、政治科学、高分子科学与技术、房地产开发、科学写作、空间推进、空间系统、结构与环境材料、结构与材料、技术与政策、技术,管理与政策、毒理学、交通、城市与区域规划、城市与区域研究、城市研究与规划、视觉研究。

应用化学,化学工程与工艺,高分子材料与工程,材料化学,最好专业排名

应用化学,化学工程与工艺,高分子材料与工程,材料化学,最好专业排名

应用化学,化学工程与工艺,高分子材料与工程,材料化学,最好专业排名标题:综述:应用化学、化学工程与工艺、高分子材料与工程、材料化学的专业排名应用化学、化学工程与工艺、高分子材料与工程以及材料化学是当今世界上重要的学科领域,它们在化学和材料领域的研究和应用方面扮演着重要角色。

本文将对这些学科进行综述,并基于专业排名进行分析和比较。

一、应用化学:应用化学是一门研究化学理论在实际应用中的运用的学科。

它主要涉及化学分析、合成化学以及应用化学技术的研发与应用。

在全球范围内,一些以化学为主要研究内容的大学在应用化学方面享有盛誉。

美国麻省理工学院(MIT)的化学系、德国马普学会(Max Planck Institute)的应用化学研究机构以及英国牛津大学的化学系在应用化学领域都表现出色。

二、化学工程与工艺:化学工程与工艺是将物质变化原理与工程技术相结合,设计和操作化学过程的学科。

在化学工程与工艺领域,美国的麻省理工学院、斯坦福大学以及爱荷华州立大学等被广泛认为是顶尖学府。

这些大学在化工设备设计、过程工程优化和可持续化学生产等方面积累了丰富的经验和知识。

三、高分子材料与工程:高分子材料与工程是研究高分子合成、改性和加工工艺的学科。

该学科与化学工程、材料科学紧密相关。

在世界范围内,由于高分子材料在各个领域的广泛应用,大学和研究机构纷纷加大了对高分子材料与工程专业的投入。

例如,美国加州大学伯克利分校的高分子科学与工程系、荷兰代尔夫特理工大学的高分子科学与工程专业以及中国科学技术大学的高分子材料与工程学科在相应领域具有较高知名度。

四、材料化学:材料化学是研究材料结构、性质和性能之间关系的学科。

它与化学、物理学和材料科学等学科密切相关。

在材料化学领域,全球范围内有一些备受推崇的大学与研究机构。

例如,美国加州大学圣巴巴拉分校的材料学科、瑞士联邦理工学院的材料科学与工程研究所以及日本东京大学的材料工学和生命工学等专业均享有一定的声誉。

高分子物理第四版(华幼卿)第1章链结构习题答案

高分子物理第四版(华幼卿)第1章链结构习题答案

第1章链结构习题答案2. 什么叫构型和构造?写出聚氯丁二烯的各种可能构型,举例说明高分子链的构造。

答:(1)构型:分子中由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排布。

(2)构造:聚合物分子的各种几何形状。

(3)聚氯丁二烯的各种可能构型:氯丁二烯可以通过不同的聚合方式聚合,得到构造不同的线型聚合物, 即可以有1,2-加聚、1,4-加聚、3,4-加聚三种不同的加成聚合方式,其结构式如下:1,2-加聚全同立构: 1,2-加聚间同立构:H 2C C Cl CH CH 2H 2C C Cl CH CH 2H 2CC Cl CH CH 21,2-加聚无规立构:结构式略1,4-加聚顺式:CH 2CH 2CClH CH 2C CClCH 2H1,4-加聚反式:C CH 2CH 2ClHCH 2C CClCH 2H3,4-加聚全同立构: 3,4-加聚间同立构:CH 2C Cl CH CH 21234HCCClCH2 CH2HCCClCH2CH2HCCClCH2CH2HCCClCH2CH2CHCClCH2CH2HCCClCH2CH2CHCClCH2CH23,4-加聚无规立构:结构式略(4)高分子链的构造实例:线性高分子,支化高分子,交联或网状高分子,星型高分,环状高分子,树枝状高分子等等。

3. 构象与构型有什么区别?聚丙烯分子链中碳-碳单键是可以旋转的,通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯?为什么?答:构型是对分子中的最近邻原子间的相对位置的表征,也可以说,构型是分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

这种排列是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。

构型不同的异构体有旋光异构和几何异构。

特点:稳定、可分离。

构象是由高分子链单键内旋转而造成分子在空间的各种不同形态。

由于热运动,分子的构象在时刻改变着,高分子链的构象是统计性的。

特点:不分离、不稳定;构象数很大,3N-3。

单键的内旋转不能将i-PP变成s-PP。

高分子学科简介

高分子学科简介
1920年,德国人Staudinger发表了“论聚合”,标 志着高分子学说的建立。但直到1930年,才真正被接 受。30年代末才 被大众接受。此后开始了合成高分子 材料时代,高分子化学得到迅速发展。 1953年获得诺贝尔奖。
1920年施陶丁格发表了“论聚合”的论文,他从研究甲醛 和丙二烯的聚合反应出发,认为聚合不同于缔合,分子靠正 常的化学键结合起来。这篇论文的发表,就像在一潭平静的 湖水扔进一块石头,触发了一场严肃而又激烈的学术论战。
美国人Carothers 1896-1937(杜邦公司) 风靡一时的尼龙袜
3)、Ziegler和Natta配位聚合反应
20世纪五十年代中期,等规PE、PP聚合反应成功 (诺贝尔化学奖)
Ziegler 德国人
基础研究 与工业化 的完美结 合
Natta 意大利
4)、Merrifield和功能高分子的发展
能源工业
输电工程 轻便、容易 运输、安装
高分子材料的消耗率
3. 高分子学科的发展简史
人们没有高分子的概念,但木材、棉、麻、丝、漆、橡胶、 皮革和各种树脂等天然高分子材料都已经在人们的生活和 生产中得到了广泛的应用
高分子学说是难产儿,经过50年的争论才诞 生。在其诞生以前,已开始了合成高分子材 料的生产。高分子学说创立以前,不能忘记 的几个人和事。 1)Goodyear和天然橡胶的硫化(1839)
1926年,瑞典化学家斯维德伯格用超高速离心机 成功地测量了血红蛋白的平衡沉降,由此证明了高分子 的分子量的确是从几万到几百万。而在美国,卡罗瑟斯 通过缩合反应得到了分子量在2万以上的聚合物,支持了 大分子学说。 1932年,施陶丁格总结了自己的大分子理论,出版了 《有机高分子化合物——橡胶和纤维素》,成为高分子 科学诞生的标志。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Polymer Blends
Good References on Polymer Blends: • O. Olasbisi, L.M. Robeson and M. Shaw, Polymer-Polymer Miscibility, Academic Press (1979). • D.R. Paul, S. Newman, Polymer Blends, Vol I, II, Academic Press (1978). Upper Critical Solution Temperature (UCST) Behavior Well accounted for by F-H theory with χ = a/T + b Lower Critical Solution Temperature (LCST) Behavior FH theory cannot predict LCST behavior. Experimentally find that blend systems displaying hydrogen bonding and/or large thermal expansion factor difference between the respective homopolymers often results in LCST formation. Why?
Sphere of pervaded volume
c2* ~
M / NA 4 2 3/2 π<r > 3
* c2 > c2
Volume of sphere
c2 ≈ c
* 2
Viscosity, η
• Basic information on chain dimensions in a particular solvent. v Shearing of a fluid
[η]θ
= Kθ M1/2
For other solvent conditions use α solvent quality factor
R g → α R gθ
Expt’l method for obtaining alpha
in general:
[η] = α 3 [η]θ
3 with K = α Kθ
2 Important Viscosities
• Specific viscosity
η sp = η − 1 = 2.5φhs ηo
3/2
(# sphere) ( vol.of sphere) ⎛ c 2 ⎞ 4 3 2 φhs = =⎜ ⎜ M/N ⎟ 3 πγ R g ⎟ ⎝ Total Volume AV ⎠
3
binodal spinodal
χN
3
A'
B'
2 Critical point 1 φ'A A One phase B φ"A Thigh 0.0 A 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 B hot
c by MIT OCW.
A polymer B polymer
RH is the hydrodynamic radius
coil / sphere / nondraining
• Case II: Penetrable Coil
Solvent passes through coil
so f ~ ξ x2
where ξ is the monomeric friction factor
velocity profile
y
Boundary Conditions - no slip
τ=
x
N viscous force = Pa = 2 area m
dγ τ= η dt
dγ dv cm/sec Ý = = = γ sec−1 dy cm dt shear stress η= = Pa ⋅ sec rate of shear
Overlap Concentration c2*
c2* is the so called overlap concentration; the polymer concentration at
which the coils of molecular weight M just begin to touch. Note: at and above c2* the solution is reasonably uniform in composition (i.e. mean field situation, no large regions of pure solvent)


Phase Diagram for UCST Polymer Blend
Predicted from FH Theory A χ = ; add a constan t B T
x1 = x2 = N
6 T Two phases 5 Equilibrium Stability 4
low
∂ΔGm =0 ∂φ ∂2ΔGm =0 2 ∂φ ∂ ΔGm =0 3 ∂φ
η (φhs ) = η0 (1 + 2.5φhs + L)
• choose θ condition and dilute solution ( φ 2 << 1), c 2 << c * 2 PS #1 • c2* = overlap concentration, note: φ2 ≠ φhs, indeed φ2 << φhs
Spinodal Decomposition of LCST Blend
Bicontinuous Structures LCST
By up-quenching into the unstable spinodal regime and then after a short hold, rapidly cooling, one can trap the bicontinuous spinodal structure. Over-annealing results in coarsening and droplet formation (figure d) just like in metal alloys.
2 Limiting Cases: I. Impenetrable Sphere II. Penetrable Coil
x2 segments/chain
2 Rg ≡ s 2 =
r2 6
Polymer Molecule in Shear Flow
• Case I: Impenetrable Sphere f = 6 π η0 RH RH ~ <Rg2>1/2 so f ~ x21/2
(1). (2). suspension of hard spheres -- (Stokes 1850, Einstein 1905) suspension of polymer coils
Stokes and Viscosity
η0 v
• sphere of size Rs falling through a fluid of viscosity η0 with velocity v. Fviscous= f v f is the friction factor of the solution f = 6 ρ η0 Rs Stokes’ Law • How to treat a polymer molecule?
coil / open mesh / free draining
The model that is most appropriate depends on the size of the polymer
Scaling Behavior of Friction Factor
a Condition
low MW coil or any rod θ condition (Gaussian coil: RW) good solvent (coil: SARW)
Nishi, Wang, Kwei Macromolecules, 8
Today - Measuring Polymer MW& Size
• c2* • Intrinsic Viscosity – alpha, Mv and more scaling exponents!
• Osmometry – chi and Mn
x1 segments x2 segments
v1 ≈ v2 & x1 ≈ x2
A χ= + B T
2 Principal Types of Phase Diagrams
T Single-phase region UCST Tc LCST Two-phase region Tc Single-phase region 1 0 φ2 1 T Two-phase region
[η]
= KM
a
Intrinsic Viscosity - Key Idea
• A simple method to quickly assess a sample’s molecular weight is to utilize the dependence of the viscosity of a polymer solution (in a good solvent) on the molecular weight of the polymer. The viscosity depends not only on molecular weight and on solvent quality, but also on polymer concentration, so one has to extrapolate to zero concentration to determine the “intrinsic” effect of the addition of the polymer to the increase in viscosity of the solution. Mv Viscosity-average molecular weight η sp [η]= kMa [η ]≡ lim v c2 → 0 c2 ⎛ ΣN M1+a ⎞1/a = Mv ⎜ i i ⎟ ⎝ ΣNi Mi ⎠ (See following page for derivation)
相关文档
最新文档