بیرته په 1887 کې، سکاټلینډ فزیک پوه ویلیم تامسن د ایتر د جوړښت خپل جیومیټریک ماډل وړاندیز وکړ، کوم چې انګیرل یو هر اړخیزه وسیله وه، کوم چې د رڼا په ګډون د بریښنایی مقناطیسي څپو په توګه موږ ته څرګندیږي. د ایتر تیورۍ د بشپړې ناکامۍ سره سره، جیومیټریک ماډل شتون ته دوام ورکړ، او په 1993 کې، ډینس ویر او رابرټ فیلان د جوړښت یو ډیر پرمختللی ماډل وړاندیز وکړ چې د امکان تر حده د ځای ډکولو توان لري. له هغه وخت راهیسې، دا ماډل تر ډیره د ریاضي پوهانو یا هنرمندانو لپاره په زړه پورې دی، مګر وروستیو څیړنو ښودلې چې دا کولی شي د راتلونکي ټیکنالوژیو اساس جوړ کړي چې د بریښنا پرځای رڼا کاروي. د Ware-Phelan فوم څه شی دی، څه شی غیر معمولي کوي، او دا څنګه د رڼا نیولو لپاره کارول کیدی شي؟ د دې او نورو پوښتنو ځوابونه به د څیړنې ډلې په راپور کې ومومئ. لاړ شه.
د مطالعې اساس
په لفظي توګه سل کاله دمخه په ساینسي ټولنه کې د شاوخوا هر څه د یوې ځانګړې موضوع په اړه خورا په زړه پورې تیوري وه. د دې تیورۍ موخه د برقی مقناطیسي څپو د ماهیت تشریح کول وو. داسې انګیرل کیده چې آسمان هر څه محاصره کوي او د دې څپو سرچینه ده. هغه ساینسي کشفونه چې د ایتر تیوري تعقیبوي دا په بشپړه توګه له منځه یوړل.
ویلیام تومسن
په هرصورت، په 1887 کې، کله چې د ایتر تیوري د ځواک او شهرت څخه ډکه وه، ډیری ساینس پوهانو خپل نظرونه په دې اړه څرګند کړل چې څنګه ایتر کولی شي ټول ځای ډک کړي. ویلیم تومسن، چې د لارډ کیلوین په نوم هم پیژندل کیږي، هیڅ استثنا نه وه. هغه د داسې جوړښت په لټه کې و چې په بشپړ ډول ځای ډک کړي ترڅو خالي ځایونه شتون ونلري. دا لټون وروسته د کیلوین ستونزه وبلل شو.
یو ابتدايي مثال: یو بکس تصور کړئ چې د کولا کین لري. د دوی په منځ کې، د سلنډر شکل له امله، voids رامنځته کیږي، د بیلګې په توګه. نه کارول شوی ځای.
تامسن سربیره پردې چې پدې باور وو چې ځمکه له 40 ملیون کلونو څخه زیاته نه وه، د نوي هندسي جوړښت وړاندیز وکړ چې د ډینس ویر او رابرټ فیلان لخوا ښه شوی و چې په پایله کې یې د دوی په نوم نومول شوی و.
د Ware-Phelan جوړښت د شاتو پر بنسټ ولاړ دی چې ځای د جلا شوي پولی هیدرا سره ډکوي، هیڅ خالي ځای نه پریږدي. د شاتو چت، چې موږ یې معمولا د شاتو د شاتو له امله د مسدس په توګه فکر کوو، په حقیقت کې په مختلفو شکلونو کې راځي. کیوبیک، اوکټاهیډرل، ټیټراهیدرال، رومبیک ډوډیکایډرل او داسې نور شتون لري.
Ware-Phelan جوړښت
د Ware-Phelan honeycombs په اړه غیر معمولي شی دا دی چې دوی مختلف جیومیټریک شکلونه او عناصر لري. په اصل کې، دا د مساوي اندازې بلبلونو یو مثالی فوم دی.
د دې فوم پلار هغه څوک و چې د لارډ کیلوین لخوا وړاندیز شوی و ، چې دمخه موږ ته پیژندل شوی و. په هرصورت، د هغه نسخه د لنډو کیوبیک شاتو څخه جوړه شوې وه. د کیلوین جوړښت یو محدب یونیفورم شاتو لرونکی و چې د کټ شوي اوکټایډرون لخوا رامینځته شوی ، کوم چې څلور مخی ، د خلا ډکونکی پولی هیډرون (ټیټراډیکاهډرون) دی ، د 6 مربع مخونو او 8 هیکس مخونو سره.
د ځای ډکولو اعظمي کولو لپاره دا اختیار د نږدې سل کلونو لپاره مثالی و ، تر هغه چې ویر او فیلان په 1993 کې خپل جوړښت خلاص کړ.
Pentagondodecahedron او decahedron
د Ware-Phelan honeycomb او د هغې د مخکینۍ تر مینځ اصلي توپیر د دوه ډوله اجزاو عناصرو کارول دي، کوم چې په هرصورت، ورته حجم لري: یو پینټاګونډوډیکاهډرون (د تیتراهیدرال سمیټري سره یو ډوډیکایډرون) او یو XNUMX هایډرون د گردش توازن سره.
په هغه کار کې چې موږ نن ورځ په پام کې نیسو، د پرنسټن پوهنتون ساینس پوهانو پریکړه وکړه چې په فوتونیک کې د Ware-Phelan فوم وکاروي. لومړی، دا اړینه وه چې معلومه کړو چې آیا دا ډول فومونه د فوټونک بانډ تشې (PBGs) لري، کوم چې په ټولو لارښوونو کې د رڼا د خپریدو مخه نیسي او په پراخه فریکونسۍ کې د ټولو قطبي کولو لپاره.
د دوی په څیړنه کې، ساینس پوهانو ښودلې چې د Ware-Phelan فوم پر بنسټ د 16,9D فوټونک شبکه د پام وړ PBG (XNUMX٪) ته د لوړې درجې سره مخ کوي. isotropy*، کوم چې د فوټونک سرکیټونو لپاره یو مهم ملکیت دی.
اسوټروپی* - په ټولو لارښوونو کې ورته فزیکي ملکیتونه.
د کیلوین فوم او C15 فوم هم د PBG شرایطو کې ښه فعالیت کړی ، مګر دوی پدې برخه کې د Ware-Phelan جوړښت څخه ټیټ وو.
ورته مطالعات مخکې ترسره شوي، مګر دوی په دوه اړخیزه وچو فوم تمرکز کوي. بیا دا وموندل شوه چې دوه اړخیزه امورفوس وچ فوم PBG یوازې د ټرانسورس بریښنایی قطبي کولو لپاره نندارې ته وړاندې کوي. ستونزه دا ده چې په XNUMXD فوم کې دوه قطبي کول شتون لري.
د احتمالي ستونزو سره سره، د څیړونکو په وینا، د 30D فوم د فوتونیک په ساحه کې د پام وړ مواد ګڼل کیدی شي. د دې لپاره یو دلیل شتون لري: د پلوټو قوانین دا یقیني کوي چې څنډې په ځانګړې توګه د تیتراهیدرال عمودی جوړوي. او دا د فوتونیک شبکو لپاره لوی پلس دی. د دې یوه ښه بیلګه یو الماس دی چې د PBG XNUMX٪ لري.
فوم د الماس جالی همغږي tetrahedral ملکیت لري، مګر په دې کې توپیر لري چې دا منحني څنډې او یو څه غیر مساوي اوږدوالی لري. دا یوازې د موندلو لپاره پاتې دي چې څنګه او تر کومې کچې دا ډول توپیرونه د فوتونیک ملکیت اغیزه کوي.
که چیرې د 17D وچ فوم ریبونه ضعیف شي ، نو دا ممکنه ده چې د فوټونک شبکې رامینځته کړئ (لاندې عکسونه) چې تر XNUMX٪ پورې څرګند فوټونک PBGs نندارې ته وړاندې کوي ، د ځان سره راټول شوي فوټونک کرسټالونو نمونو مثالونو سره پرتله یا غوره.
انځور #1: د فوټونیک فوم شبکې د Ware-Phelan جوړښت (کیڼ اړخ)، کیلوین جوړښت (مرکز) او C15 فوم (ښي لوري) د څنډو په ګنډلو سره ترلاسه شوي.
په عمل کې د داسې ماډل پلي کولو لپاره، وچ فوم باید لومړی کرسټال شي او بیا د ډایالټریک موادو سره پوښل شي. په طبیعي توګه، د فوم PBG به د فوټونیک کرسټال په پرتله ټیټ وي، مګر دا نیمګړتیا د یو شمیر ګټو له لارې لرې کیدی شي. لومړی، د فوم ځان تنظیم کولی شي د لویو نمونو چټک تولید ته اجازه ورکړي. دوهم، photonic فوم heterostructures، د پخوانيو څيړنو پر بنسټ، ښايي د غوښتنلیکونو پراخه لړۍ ولري.
د مطالعې پایلې
له هرڅه دمخه ، دا اړینه وه چې وچ فوم مطالعه کړئ ، کوم چې د انٹرفیسیل سیمې ځایی مینیما په توګه تعریف شوی. ټیسلیلیشن* د حجم محدودیتونو تابع دی، نو د دې لپاره چې وروستی جیومیټری د پلوټو قوانینو اطاعت کوي.
ټیسلیشن* - الوتکه په برخو برخو ویشل چې پرته له تشو پرته ټوله الوتکه په بشپړ ډول پوښي.
د Ware-Phelan، Kelvin، او C15 فومونو د جوړولو لپاره، ساینس پوهانو په ترتیب سره د BCC، A15، یا C15 کرسټالونو لپاره د وزن لرونکي Voronoi tessellations سره پیل وکړ.
د Voronoi ډیاګرام
پیرامیټونه په داسې ډول غوره شوي چې د جلا کولو ټولې حجرې ورته حجم لري.
هغه شبکې چې د فومونو د منحني څنډو څخه رامینځته شوي او د دوی د مخکینیو مستقیم ټیسلیشن څنډو څخه مطالعه شوي. د فوم د ټولو ډولونو د ټوپولوژي ارزولو لپاره، د حلقې احصایې*.
د حلقې احصایې (د حلقې احصایې)*د شبکې موادو (مایعات، کریسټالین یا امورفوس سیسټمونو) د اوپرولوژیکي ځانګړتیاو تحلیل اکثرا د ګراف تیوري پراساس دی چې د اتومونو لپاره نوډونه او د انټراټومیک ارتباط لپاره بانډونه کاروي. د دوه نوډونو تر مینځ د ارتباط نشتوالی یا شتون د سیسټم د بشپړ او جزوي ریډیل ویش د دندو تحلیل کولو سره ټاکل کیږي. د شبکې په موادو کې، د نوډونو او لینکونو سلسله چې په سلسله کې پرته له اوور لیپ سره وصل وي د لارې په نوم یادیږي. د دې تعریف په تعقیب، یوه حلقه په ساده ډول تړل شوې لار ده. که تاسو د یو ځانګړي شبکې نوډ په احتیاط سره معاینه کړئ، تاسو کولی شئ وګورئ چې دا نوډ کولی شي په ډیری حلقو کې برخه واخلي. د دې حلقو څخه هر یو د خپلو ابعادو لخوا مشخص شوی او د نوډونو او لینکونو ترمینځ د اړیکو پراساس طبقه بندي کیدی شي چې دا رامینځته کوي.
د حلقې تعریف کولو لومړۍ لاره د شیرلي ډبلیو کنگ لخوا ورکړل شوې وه. د شیشې SiO2 ارتباط مطالعه کولو لپاره، هغې یوه حلقه د ورکړل شوي نوډ د دوو نږدې ګاونډیو ترمنځ د لنډې لارې په توګه تعریف کړه.
د مطالعې په صورت کې چې په نظر کې نیول شوي، محاسبه د یو واحد په حجره کې د هر عمودی لنډو حلقو شمیره جوړه شوې وه.
د کیلوین ماډل کې یو حجره په هر عمودی کې 2 مربع او 4 هیکساگون لري، مګر TCP (ټیتراهایډریلي نږدې بسته شوي) فوم یوازې پنټاګونال او مسدس مخونه لري (اوسط: 5.2 او 0.78 په Ware-Phelan فوم کې؛ 5.3 او 0.71 په C15am کې). Voronoi tessellations A15 او C15 د TCP جوړښتونه دي چې تر ټولو لوی او کوچني شمیر څنډې لري (f) په هر 1 حجره کې. په دې توګه، د Ware-Phelan جوړښت د مخونو ترټولو لوی شمیر لري (f = 13 + 1/2)، او C15 د مخونو ترټولو کوچنی شمیر دی (f = 13 + 1/3).
د خپل نظري تیاری بشپړولو سره، ساینس پوهانو د وچو فوم ریبونو پر بنسټ د فوټونک شبکې ماډل کول پیل کړل، د بیلګې په توګه. د فوم فوټون شبکه. دا وموندل شوه چې د PBG ارزښت کې د 20٪ سیسټم فعالیت اعظمي کیږي ، مګر په 15٪ کې د Ware-Phelan فوم بې ثباته کیږي. د دې دلیل لپاره، ساینس پوهانو لوند فوم په پام کې نه نیولی، چیرې چې د پلوټو سرحدونه د ټرایکوسپډ کراس برخې لري. پرځای یې، تمرکز د وچ فوم جوړښتونو باندې و، چیرې چې ساینس پوهان کولی شي په تدریجي ډول د ریښو ضخامت زیات کړي.
برسېره پردې، هره څنډه د سپیروکلینډر (کیپسول) منځنی محور دی، چیرته چې ریډیس د تونګ کولو پیرامیټر دی.
څیړونکي موږ ته یادونه کوي چې دا ډول فوم شبکې په لفظي معنی کې فوم نه دي، مګر د دوی په راپور کې د سادگي لپاره به دوی ته د "فوم" یا "فوم شبکه" ویل کیږي.
د سمولو په جریان کې، پیرامیټر په پام کې ونیول شو ɛ (dielectric contrast) - د لوړ او ټیټ موصلیت ارزښتونو سره د موادو د ډایالټریک ثبات تناسب. د ډایالټریک برعکس د 13 او 1 ترمنځ فرض کیږي، کوم چې معمولا په ادبیاتو کې د یو معیار په توګه کارول کیږي کله چې د مختلف فوټونک موادو ډیزاینونو فعالیت پرتله کوي.
د هرې شبکې لپاره، د څنډو وړانګې (spherocylinders) د بانډ د خال او منځني حد د اعظمي تناسب لپاره مطلوب دي: ∆ω/ωم, چیرته ∆ω د فریکونسۍ بانډ پلنوالی دی، او ωم - د زون دننه فریکونسۍ.
انځور #2: د Ware-Phelan فوم (سور)، کیلوین فوم (نیلي)، او C15 فوم (شین) فوټونک زونل جوړښت.
بیا، د PBG اندازه اندازه شوه او وموندل شوه: 7.7٪ د کیلوین فوم لپاره، 13.0٪ د C15 فوم لپاره او 16.9٪ د Ware-Phelan فوم لپاره. د ساحې کمول د PBG اندازه د 0.7٪، 0.3 یا 1.3٪ لخوا زیاتوي.
لکه څنګه چې دا د تحلیل څخه روښانه شوه، د TCP شبکې د کیلوین شبکو په پرتله خورا لوی PBG اندازه لري. د دوه TCP شبکو څخه، د Ware-Phelan فوم ترټولو لوی بندګاپ اندازه لري، کوم چې احتمال د لینک په اوږدوالي کې د کوچني بدلون له امله وي. ساینس پوهان پدې باور دي چې د بانډ په اوږدوالي کې توپیر ممکن اصلي لامل وي چې ولې د دوی سیسټم کې ، i.e. په Ware-Phelan فوم کې، PBG د الماس (31.6٪) یا د لیویس سیسټم (28.3٪) څخه کم دی.
په فوټونیک کې یو مساوي مهم اړخ د PBG isotropy دی ، کوم چې د خپل سري شکل څپې لارښودونو رامینځته کولو ته اجازه ورکوي. فوټونیک کواسیک کریسټالونه، په بیله بیا بې مورفوس فوټونک شبکې، د کلاسیک فوتونیک کرسټال په پرتله ډیر اسوټروپیک دي.
د مطالعې لاندې د فوم فوټونک جوړښت هم د اسوټروپی لوړه کچه لري. لاندې د انیسوټروپی کوفیینټ ټاکلو فارمول دی (د بیلګې په توګه د یو ځانګړي چاپیریال په ملکیتونو کې د توپیر کچه) PBG (А):
مګر: = (√Var[ωHDB]+وار[ωLAB]) / ωm
د C15 فوم تر ټولو ټیټ انیسوتروپي (1.0%) وموندل شو، ورپسې د Weir-Phelan فوم (1.2%). په پایله کې، دا جوړښتونه خورا ډیر isotropic دي.
مګر د کیلوین جوړښت د 3.5٪ د انیسوټروپی کوفیشین ښیي، کوم چې د لیویس سیسټم (3.4٪) او الماس (4.2٪) ته نږدې دی. په هرصورت، حتی دا شاخصونه خورا خراب ندي، ځکه چې دلته ساده کیوبیک سیسټمونه هم شتون لري چې د 8.8٪ anisotropy coefficient سره او د 9.7٪ سره د هیکساگونال الماس شبکې لري.
په عمل کې، کله چې د PBG اعظمي ارزښت ترلاسه کولو لپاره اړین وي، ځینې وختونه اړین وي چې د جوړښت ځینې فزیکي پیرامیټونه بدل کړي. په دې حالت کې، دا پیرامیټر د سپیروکلینډر وړانګې دي. ساینس پوهانو ریاضیاتي محاسبې ترسره کړې چې په هغه کې دوی د فوټونیک بانډ تشې او د هغې عرض تر مینځ اړیکه د فعالیت په توګه ټاکلې. ɛ. د هر ترلاسه شوي ارزښت لپاره، وړانګه د ∆ اعظمي کولو لپاره غوره شوې وهω/ωm
د انځور شمیره 3: د مطالعې شوي فوم شبکې ∆ω/ωm پرتله کول (C15, Kelvin, Weir-Phelan) او نور جوړښتونه (د الماس، مسدس الماس، Laves، SC - منظم مکعب).
Weir-Phelan فوم د منلو وړ PBG اندازه ساتي تر 8٪ پورې د ډایالټریک برعکس ɛ≈9، او وړانګه د 15٪ د اعظمي PBG ارزښت ترلاسه کولو لپاره لوړه شوې. PBGs کله چې ورک شي ɛ < 6.5 لکه څنګه چې تمه کیده، د الماس جوړښت د ټولو مطالعاتو په منځ کې ترټولو لوی PBG لري.
د مطالعې د باریکیو په اړه د لا زیاتو مفصلو پوهیدو لپاره ، زه وړاندیز کوم چې یو نظر وګورم и ورته
اییلیلوم
د دې مطالعې د ترسره کولو اصلي انګیزه د دې پوښتنې ځواب ته لیوالتیا ده چې ایا د فوم شبکې کولی شي بشپړ PBG وښیې. د وچ فوم جوړښتونو څنډې په فوټونک شبکو بدلول ښودلې چې دوی کولی شي.
په اوس وخت کې، فوم په ځانګړې توګه مطالعه شوی جوړښت ندی. البته، داسې مطالعات شتون لري چې د بې کیفیته شبکو په شرایطو کې ښه پایلې ورکوي، مګر دوی په خورا کوچنیو شیانو ترسره شوي. سیسټم به څنګه چلند وکړي لکه څنګه چې د هغې ابعاد زیاتیږي ناڅرګند پاتې دي.
د مطالعې لیکوالانو په وینا، د دوی کار د راتلونکي اختراعاتو لپاره ډیری امکانات پرانیزي. فوم په طبیعت کې خورا عام دی او تولید یې اسانه دی ، دا جوړښت د عملي غوښتنلیکونو لپاره خورا زړه راښکونکی کوي.
ساینس پوهان انټرنیټ د خپلو څیړنو یو له خورا هوښیار غوښتنلیکونو څخه بولي. لکه څنګه چې پخپله څیړونکي وايي، د نوري فایبر په واسطه د معلوماتو لیږدول کومه نوې خبره نه ده، مګر رڼا لاهم په خپل منزل کې په بریښنا بدلیږي. د فوټونیک بانډګاپ مواد کولی شي د دودیز فایبر آپټیک کیبلونو په پرتله خورا دقیقه رڼا مستقیمه کړي او کولی شي د آپټیکل ټرانزیسټرونو په توګه کار وکړي چې د رڼا په کارولو سره محاسبه ترسره کوي.
مهمه نده چې پلانونه څومره عالي دي ، لاهم ډیر کار باید ترسره شي. په هرصورت، نه د څیړنې ترسره کولو پیچلتیا او نه د تجربو پلي کولو پیچلتیا د ساینس پوهانو لیوالتیا او د ټیکنالوژۍ نړۍ ته وده ورکولو لپاره د دوی لیوالتیا له منځه وړي.
د لوستلو لپاره مننه ، لیواله اوسئ او د اونۍ پای هلکان ولرئ! 🙂
له موږ سره د پاتې کیدو لپاره مننه. ایا تاسو زموږ مقالې خوښوي؟ غواړئ نور په زړه پورې مینځپانګه وګورئ؟ د امر په ورکولو یا ملګرو ته وړاندیز کولو سره زموږ ملاتړ وکړئ ، , د ننوتلو کچې سرورونو ځانګړي انلاګ کې د هابر کاروونکو لپاره 30٪ تخفیف ، کوم چې زموږ لخوا ستاسو لپاره اختراع شوی و: (د RAID1 او RAID10 سره شتون لري، تر 24 کور پورې او تر 40GB DDR4 پورې).
Dell R730xd 2 ځله ارزانه؟ یوازې دلته په هالنډ کې! ډیل R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - له $ 99 څخه! په اړه ولولئ
سرچینه: www.habr.com