《量子与高科技》PPT课件

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1、量子與高科技雷射超導磁浮運輸系統奈米科技生化與醫學方面的應用雷射什麼是雷射？雷射的基本運作原理雷射的發展電射的應用各式雷射什麼是雷射?一座產生光子的「量子工廠」一種能輸出高強度、高方向性、窄頻寬單色光束的裝置又稱為「激光器」使用適當的方法將雷射介質充分激發，將能量儲存於介質的特定激發態中；同時，由雷射腔內往返共振的光引起「受激輻射」，產生光放大作用，使儲存在介質中的能量以光的形式釋放出來雷射的基本運作原理雷射的基本運作原理雷射的發展19世紀中葉：電磁理論20世紀初期：量子論1916年：「受激輻射」概念1954年：受激輻射微波放大器1960年：紅寶石雷射雷射的應用工業上鑽孔、切割

2、、銲接材料、打標籤半導體的製造醫學上手術刀、視力矯正、血管瘤治療、光動力療法生活中條碼標籤掃讀、光資訊存取、印表機…其他電漿、X光雷射、雷射核融合…各式雷射氦氖雷射半導體雷射二極體雷射微米雷射奈米雷射雷射種類繁多，可略分為氣體雷射、液態雷射、固態雷射、及化學雷射。例如：淡江大學使用之氦氖雷射二極體雷射微米雷射超導超導的發展超導的特徵超導的應用超導的發展1911年：翁尼斯的發現1957年：超導機制的理論解釋1986年：鑭鋇銅氧陶瓷開創了超導材料的新方向1987年：吳茂昆和朱經武教授　令人震撼的研究成果~高溫超導體超導的特徵電阻為零完全抗磁性可減低功率損失或容許極大的電流變化以

3、提供強大磁場可以應用在磁屏蔽上，減低雜訊和干擾超導的應用電子科技方面製作靈敏的磁場感測元件行動電話與國防科技核磁共振成像與核磁共振譜儀解決電腦散熱問題超導在國防上的應用超導的應用電力工業方面船舶推進與電解工業大容量變壓器穩定工廠與醫院的電壓電能的輸送超導的應用交通運輸方面磁浮列車電磁推進船其它方面促進粒子加速器和核融合反應器的快速發展德國的磁浮列車磁浮運輸系統高鐵磁浮列車法國TGV日本和德國磁浮車剖面圖磁浮運輸系統高鐵主要的三個系統:德國ICE、法國TGV、日本新幹線原理:利用車輪與鐵軌間的摩擦力行駛缺點:爬坡度有限，需考慮惡劣氣候、噪音、維修繁複高鐵電腦模擬測試磁浮運輸系統磁

4、浮列車原理：利用磁場相斥或相吸的現象來昇起和推進火車發展：日本和德國優缺點：速度快、爬坡強、平穩、環保、維護費低但造價高其它運用：半導體工業生化科技產業高溫超導的磁懸浮展示奈米科技奈米科技的發展背景奈米科技的介紹何謂奈米？什麼是奈米科技？奈米材料的定義奈米科技的發展歷史奈米科技的應用奈米科技的發展背景積體電路朝高速、高記憶體容量及元件微小化發展微電子量產技術已經逼近次微米的極限，低於此極限即跨入「奈米」尺度奈米科技的介紹何謂奈米？奈米為一長度單位「奈」為十億分之一一奈米=十億分之一公尺1,000,000,0001M奈米科技的介紹什麼是奈米科技？以奈米材料為基礎，在奈米尺度下控制

5、物質創造有用的材料且製造出更好的元件和系統奈米科技的介紹奈米材料的定義材料的顆粒大小或三維之中至少有一維的尺寸介於1至100奈米之間奈米科技的發展歷史1959年：費曼的假想1970年代：使用分子束磊晶製造奈米薄膜研究量子效應1981年：掃描穿隧顯微鏡(STM)的發明1989年：人類首次操縱原子STM掃描成像STM針狀探針奈米科技的發展歷史1985年：足球狀碳六十分子1990年：中空碳奈米管奈米科技的應用材料方面:研發各種性能特殊的材料或元件發展新製程以得到結構與功能可控的奈米結構奈米電子技術方面:碳奈米管、DNA分子染色、兆赫級電晶體奈米科技的應用生物技術方面:奈米生物晶片的研

6、發生物感應器及傳感器特殊功能的生物分子機器的研發環境與能源科技方面:提高能源的效率開發多孔材料、儲氫材料、觸媒材料生化與醫學方面的應用1895:侖琴發現X光侖琴夫人手掌光X侖琴1953:華生、克里克發現DNA雙螺旋結構揭開基因時代的序幕生化與醫學方面的應用生化方面的應用:雷射光鑷子與雷射光剪刀促進生物體的研究雷射光鑷子和剪刀的運作示意圖醫學方面的應用:核磁共振提高診斷率核磁共振儀核磁共振成像生化與醫學方面的應用生化與醫學方面的應用淡江大學使用之場發射電子顯微鏡醫學方面的應用:2.電子顯微鏡可用來檢查病毒和細菌的結構率醫學方面的應用:3.正電子射出(電腦斷層)攝影術可以評估生化活

7、性、細胞新陳代謝、各種器官及組織的生理與病理生化與醫學方面的應用雷射與醫學診斷