I te tau 1887, ko William Thomson te tohunga ahupūngao Scottish i whakatakoto i tana tauira ahuahanga o te hanganga o te ether, e kiia ana ko te reo e kapi katoa ana, ko nga wiri e whakaatu ana ki a tatou he ngaru hiko, tae atu ki te marama. Ahakoa te kore rawa o te ariā ether, i mau tonu te tauira geometric, a, i te tau 1993, i kii a Denis Ware raua ko Robert Phelan i tetahi tauira matatau ake o te hanganga ka taea te whakakii i nga waahi ka taea. Mai i tera wa, ko tenei tauira kua tino aro nui ki te hunga pangarau, ki nga tohunga toi ranei, engari kua kitea e nga rangahau o mua tata nei ka noho hei turanga mo nga hangarau a meake nei ka whakamahia te rama hei utu mo te hiko. He aha te pahuka a Ware-Phelan, he aha te mea rerekee, me pehea te whakamahi ki te hopu marama? Ka kitea nga whakautu mo enei me etahi atu patai i roto i te ripoata a te roopu rangahau. Haere.
Kaupapa rangahau
I te kotahi rau tau ki muri i roto i te hapori pūtaiao he ariā tino pai mo tetahi take o nga mea katoa huri noa. Ko tenei ariā he whakamarama i te ahua o nga ngaru hiko. I whakaponohia ko te ether e karapoti ana i nga mea katoa ko te puna o enei ngaru. Ko nga kitenga pūtaiao i whai i te ariā ether i whakangaro rawa atu.
Wiremu Thomson
Heoi, i te tau 1887, i te wa i ki tonu ai te ariā o te ether i te kaha me te rongonui, he maha nga kaiputaiao i whakapuaki i o raatau whakaaro mo te pehea e taea ai e te ether te whakakii i nga waahi katoa. Ko William Thomson, e mohiotia ana ko Lord Kelvin, he mea rereke. E rapu ana ia i tetahi hanganga e tino whakakiia ai te waahi kia kore ai he waahi kore. I muri mai ka kiia tenei rapu ko te raruraru Kelvin.
He tauira tuatahi: whakaaroa he pouaka kei roto nga kene cola. I waenganui i a raatau, na te ahua o te porotakaroa, ka puta nga kohao, i.e. wāhi kore whakamahia.
I tua atu i te whakapono a Thomson, kaore i neke ake i te 40 miriona tau te pakeke o te whenua, ka whakatakotohia he hangahanga ahuahanga hou, i whakapaia e Denis Ware raua ko Robert Phelan, na reira i tapaina ai ki a raua.
Ko te hangahanga Ware-Phelan kei runga i te honikoma ka whakakiia te mokowhiti me te polyhedra wehe, kaore e waiho he waahi kau. Ko te honikoma, e kiia ana he hexagons na te honikoma, he maha nga ahuatanga ka puta mai. He pūtoru, octahedral, tetrahedral, rhombic dodecahedral, etc.
Hangahanga Ware-Phelan
Ko te mea rereke mo nga honikoma Ware-Phelan he rereke nga ahua me nga huānga. I tona uho, he pahuka pai o nga mirumiru rite te rahi.
Ko te tipuna o tenei pahuka i tohia e te Ariki Kelvin, kua mohio tatou. Heoi, ko tana putanga he honikoma kubiki poto. Ko te hanganga Kelvin he honikoma riterite i hangaia e te porowhita kua tapahia, he polyhedron (tetradecahedron) te wha-kanohi, whakakī mokowhiti, e 6 nga mata tapawha me te 8 nga mata hex.
Ko tenei waahanga mo te whakanui ake i te whakakii waahi i whakaarohia he pai mo te tata ki te rau tau, tae noa ki te whakatuwheratanga a Ware me Phelan i to raatau hanganga i te tau 1993.
Pentagondodecahedron me te decahedron
Ko te rereketanga nui i waenga i te honikoma Ware-Phelan me tona o mua ko te whakamahi i nga momo huānga e rua, heoi, he rite tonu te rōrahi: he pentagondodecahedron (he dodecahedron me te hangarite tetrahedral) me te XNUMXhedron me te hangarite hurihuri.
I roto i nga mahi e whakaarohia ana i tenei ra, i whakatau nga kaiputaiao mai i te Whare Wananga o Princeton ki te whakamahi i te pahuka a Ware-Phelan ki nga whakaahua. Tuatahi, he mea tika ki te kimi mehemea kei aua momo pahuka he aputa peera photonic (PBG), e aukati ana i te toronga o te marama ki nga taha katoa me nga polarizations katoa i runga i te whānuitanga o nga iarere.
I a raatau rangahau, i whakaatuhia e nga kaiputaiao ko te whatunga whakaahua 16,9D i runga i te pahuka o Ware-Phelan ka arahi ki te PBG nui (XNUMX%) me te tohu teitei isotropi*, he taonga nui mo nga iahiko whakaahua.
Isotropy* — riterite nga ahuatanga o te tinana ki nga taha katoa.
He pai hoki te mahi o te pahuka Kelvin me te pahuka C15 i runga i te PBG, engari he iti iho i te hangahanga o Ware-Phelan mo tenei kaupapa.
He rite nga rangahau i whakahaerehia i mua, engari i aro ki te pahukahu maroke ahua-rua. I reira ka kitea e rua-ahu amorphous pahuka i whakaatu PBG anake mo te polarization hiko whakawhiti. Ko te raruraru e rua nga polarizations i roto i te pahukahu XNUMXD.
Ahakoa nga uauatanga pea, ka taea te kii ko te pahuka 30D he taonga whaihua i roto i te mara o te whakaahua, e ai ki nga kairangahau. He take mo tenei: Ko nga ture a Plateau e whakarite ana ko nga tapa he poutoko tetrahedral anake. A he taapiri nui tenei mo nga whatunga whakaahua. Ko tetahi tauira whakamiharo o tenei ko te taimana me te PBG o te XNUMX%.
Ko te pahuka i te taonga tetrahedral o te taimana kupenga taimana, engari he rereke i te mea he kopikopiko ona tapa me te paku rereke te roa o te here. Ka noho tonu ki te rapu pehea me te nui o nga rereketanga ka pa ki nga taonga whakaahua.
Mēnā kua mātotoru ake ngā rara o te pahukahu maroke 17D, ka taea te hanga whatunga whakaahua (whakaahua kei raro nei) e whakaatu ana i nga PBG photonic ki runga ki te XNUMX%, he rite ki era o nga tauira angamaheni o nga tioata whakaahua-whaiaro.
Atahanga #1: Ko nga whatunga pahuka i whiwhihia ma te whakamatotoru i nga tapa o te hanga Ware-Phelan (taha maui), hanganga Kelvin (pokapū) me te pahuka C15 (matau).
Hei whakatinana i te tauira penei i roto i te mahi, me whakamaarama te pahuka i te tuatahi, katahi ka whakakikoruatia ki te papanga dielectric. Ko te tikanga, ka iti ake te PBG o te pahuka i tera o te karaihe whakaahua, engari ka taea e tenei ngoikoretanga te wikitoria e te maha o nga painga. Tuatahi, ka taea e te whakahaere-whaiaro o te pahuka te hanga tere o nga tauira nui. Tuarua, he maha ake pea te whānuitanga o nga tono mo nga hanganga rerekee o te pahuka whakaahua, i runga i nga rangahau o mua.
Nga hua rangahau
Tuatahi, he mea tika ki te ako i te pahukawe maroke, e kiia ana ko te iti o te rohe o te rohe atanga tessellation* i raro i nga herenga oro, kia whai te ahuahanga whakamutunga ki nga ture a Plateau.
Tessellation* - te wehewehe i te rererangi ki nga waahanga ka kapi katoa te rererangi me te kore e waiho he waahi.
Ki te hanga i nga pahuka o Ware-Phelan, Kelvin, me C15, i timata nga kaiputaiao ki nga tohu Voronoi taumaha mo nga tioata BCC, A15, C15 ranei.
Hoahoa Voronoi
I whiriwhiria nga tawhā kia rite tonu te rōrahi o ngā pūtau wehenga katoa.
I rangahauhia nga whatunga i hanga mai i nga tapa kopiko o te pahuka me nga tapa tessellation tika o o mua. Hei arotake i te topology o nga momo pahuka katoa, tatauranga mowhiti*.
Tatauranga mowhiti (tatauranga mowhiti)*Ko te tātaritanga o nga ahuatanga topological o nga rawa whatunga (wai, tioata, amorphous ranei nga punaha) ka ahu mai i te ariā kauwhata e whakamahi ana i nga pona mo nga ngota me nga here mo nga hononga ngota. Ko te kore, te noho hononga ranei i waenga i nga pona e rua ka whakatauhia ma te tātari i nga mahi o te tohatoha radial katoa me te wahanga o te punaha. I roto i nga rauemi whatunga, ko te raupapa o nga pona me nga hononga hono i roto i nga raupapa karekau he inaki ka kiia he ara. I muri i tenei whakamaramatanga, he ara kati noa te mowhiti. Mena ka ata tirohia e koe tetahi node whatunga motuhake, ka kite koe ka taea e tenei node te uru ki nga mowhiti maha. Ko enei mowhiti e tohuhia ana e ona ake ahua ka taea te whakarōpū i runga i nga hononga i waenga i nga pona me nga hononga e hanga ana.
Ko te huarahi tuatahi ki te tautuhi i te mowhiti na Shirley W. King. Hei ako i te hononga o te SiO2 karaihe, ka whakatauhia e ia he mowhiti hei ara poto rawa atu i waenga i nga hoa tata e rua o tetahi pona.
I roto i te take o te rangahau e whakaarohia ana, i whakatauhia te maha o nga mowhiti poto rawa atu mo ia poutokomanawa i roto i te pūtau wae.
Kotahi te pūtau i roto i te tauira Kelvin e 2 tapawhā me te 4 hexagons mo ia poutokomanawa, engari ko te TCP (tetrahedrally close-packed) te pahuka he mata hexagonal me te mata onoono noa (tauwaenga: 5.2 me te 0.78 i te pahuka o Ware-Phelan; 5.3 me te 0.71 i te pahuka C15). Ko te Voronoi tessellations A15 me C15 he hanganga TCP me te nui me te iti rawa o nga tapa (f) ia 1 pūtau. No reira, ko te hanga Ware-Phelan te nui rawa o nga kanohi (f = 13 + 1/2), ko C15 te iti rawa o nga mata (f = 13 + 1/3).
I te otinga o ta raatau whakaritenga ariā, ka timata nga kaiputaiao ki te whakatauira i te whatunga whakaahua i runga i nga riu pahuka maroke, ara. whatunga pahuka-whakaahua. I kitea i te uara PBG o te 20% ka nui ake te mahinga o te punaha, engari i te 15% ka kore e tau te pahuka o Ware-Phelan. Mo konei, karekau nga kaiputaiao i whakaaro ki te pahuka i te makuku, kei reira nga rohenga o te Plateau he wahanga-whakawhitinga tricuspid. Engari, ko te arotahi ko nga hanganga pahuka i maroke, ka taea e nga kaiputaiao te whakanui haere i te matotoru o nga rara.
I tua atu, ko ia taha te tuaka waenga o te spherocylinder (capsule), kei reira te radius he tawhā whakatika.
Ka whakamaumahara nga kairangahau ko enei momo kupenga pahuka ehara i te pahuka i roto i te tikanga, engari mo te ngawari o ta raatau purongo ka kiia ko "foam" he "whatunga pahuka" ranei.
I te wa o te whaihanga, i whakaarohia te tawhā ɛ (te rerekee hiko) - te owehenga o nga taarua dielectric o nga rawa whai uara whakamaara teitei me te iti. Ko te rereketanga o te dielectric e kiia ana kei waenganui i te 13 me te 1, e whakamahia nuitia ana i roto i nga tuhinga hei paerewa ina whakatairitehia te mahinga o nga hoahoa papanga whakaahua rereke.
Mo ia whatunga, ka arotauhia te radius o nga tapa (spherocylinders) mo te ōwehenga mōrahi o te āputa ropu me tona waenganui: ∆ω/ωm, kei hea ∆ω ko te whanui roopu auau, a ωm — auau i roto i te rohe.
Atahanga #2: Hangahanga roherohe whakaahua o Ware-Phelan pahuka (whero), pahuka Kelvin (puru), me C15 pahuka (matomato).
I muri mai, i inehia nga rahi PBG ka kitea: 7.7% mo te pahuka Kelvin, 13.0% mo te pahuka C15 me te 16.9% mo te pahuka a Ware-Phelan. Ko te whakaiti i te waahi ka piki te rahi o te PBG ma te 0.7%, 0.3, 1.3%.
I te maaramatanga mai i te tātaritanga, he nui ake nga rahinga PBG o nga whatunga TCP i nga whatunga Kelvin. I roto i nga whatunga TCP e rua, ko te pahuka o Ware-Phelan te rahi rawa o te mokowhiti, na te iti ake o te huringa o te roa hono. E whakapono ana nga kaiputaiao ko nga rereketanga o te roa o te here ko te tino take i roto i to raatau punaha, i.e. i roto i te pahuka i Ware-Phelan, he iti ake te PBG i te taimana (31.6%), i roto ranei i te punaha Laves (28.3%).
Ko tetahi ahuatanga nui i roto i nga whakaahua ko te isotropy o te PBG, ka taea te hanga i nga kaiarahi ngaru o te ahua o te ahua. Ko te quasicrystals Photonic, tae atu ki nga whatunga whakaahua amorphous, he nui ake te haupapa atu i nga tioata whakaahua matarohia.
Ko te hanga pahuka-whakaahua i raro i te rangahau he nui ano te isotropy. Kei raro ko te tauira mo te whakatau i te taunga anisotropy (arā, te tohu o te rereketanga o nga ahuatanga o tetahi taiao) PBG (А):
A: = (√Var[ωHDB]+Var[ωLAB]) / ωm
I kitea ko te pahuka C15 te iti rawa o te anisotropy (1.0%), whai muri ko te Weir-Phelan foam (1.2%). No reira, he tino isotropic enei hanganga.
Engari ko te hanganga Kelvin e whakaatu ana i te whakarea anisotropy o 3.5%, he tino tata ki tera o te punaha Laves (3.4%) me te taimana (4.2%). Heoi, ahakoa ko enei tohu ehara i te mea kino rawa atu, na te mea he punaha putorino ngawari me te whakarea anisotropy 8.8% me nga whatunga taimana hexagonal me te 9.7%.
I roto i te mahi, i te wa e tika ana ki te whakatutuki i te uara PBG teitei, i etahi wa ka tika te whakarereke i etahi waahanga tinana o te hanganga. I tenei keehi, ko tenei tawhā ko te radius o nga spherocylinders. I mahia e nga kaiputaiao nga tatauranga pangarau i whakatauhia ai e ratou te hononga i waenga i te aputa roopu whakaahua me tona whanui hei mahi. ɛ. Mo ia uara kua whiwhi, i arotauhia te radius ki te whakanui i te ∆ω/ωm.
Whakaahua Nama 3: te whakatairite o te ∆ω/ωm o nga whatunga pahuka i akohia (C15, Kelvin, Weir-Phelan) me etahi atu hanganga (taimana, taimana hexagonal, Laves, SC - pūtoru auau).
Ko te pahuka Weir-Phelan e mau tonu ana te rahi PBG e 8% tae atu ki te rerekee hiko ɛ≈9, a i whakanuia te radius ki te whakatutuki i te uara PBG teitei o te 15%. Ka ngaro nga PBG ina ɛ <6.5. I te mea e tumanakohia ana, ko te hanganga taimana te PBG nui rawa atu i roto i nga hanganga katoa i akohia.
Mo te mohiotanga atu ki nga ahuatanga o te ako, ka tūtohu ahau ki te titiro и ki a ia.
Epilogue
Ko te tino hihiri mo te whakahaere i tenei rangahau ko te hiahia ki te whakautu i te patai mehemea ka taea e nga whatunga pahuka te whakaatu i te PBG katoa. Ko te huri i nga taha o nga hanganga pahuka i maroke ki roto i nga whatunga whakaahua kua whakaatu ka taea.
I tenei wa, ehara te pahuka i te hanganga tino ako. Ae ra, he rangahau e whai hua pai ana mo nga hononga amorphous, engari i mahia ki runga i nga mea iti rawa. Ka pehea te mahi a te punaha i te pikinga o ona inenga kaore i te maarama.
E ai ki nga kaituhi o te rangahau, ko ta raatau mahi ka whakatuwhera i nga huarahi maha mo nga mahi a meake nei. He tino noa te pahuka i roto i te ahua me te ngawari ki te hanga, he mea tino ataahua tenei hanganga mo nga tono mahi.
Ka kii nga kaiputaiao ko te Ipurangi tetahi o nga tono whakahirahira o a raatau rangahau. E ai ki nga kairangahau ake, ehara i te mea hou te tuku raraunga i runga i te muka whatu, engari kei te huri tonu te marama ki te hiko i tona haerenga. Ka taea e nga rauemi atanga-a-whakaahua te arahi i te rama kia tino tika atu i nga taura muka whatu tikanga ka taea te mahi hei transistors whatu e mahi ana i nga tatauranga ma te marama.
Ahakoa te whakahirahira o nga mahere, he nui tonu nga mahi hei mahi. Heoi ano, e kore e taea e te uaua o te whakahaere rangahau, te uaua ranei o te whakatinana i nga mahi whakamatautau, i te hikaka o nga kaiputaiao me to ratou hiahia ki te whakapai ake i te ao hangarau.
Nga mihi mo te panui, noho pakiki, kia pai te wiki e tama! 🙂
Mauruuru koe mo te noho ki a matou. He pai ki a koe a maatau tuhinga? Kei te hiahia koe ki te kite i etahi atu mea whakamere? Tautokohia matou ma te tuku ota me te tuku korero ki o hoa, , 30% hekenga mo nga kaiwhakamahi Habr i runga i te taapiri ahurei o nga kaitoro taumata-urunga, i hangaia e matou mo koe: (e waatea ana me te RAID1 me te RAID10, tae atu ki te 24 matua me te 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 nga wa iti ake? Anei i konei i roto i te Netherlands! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mai i te $99! Pānuihia mo
Source: will.com