了解这100项知识,你的技术创新能力能够

了解这项知识，你的技术创新能力能够得到几何级提升！

C1：X射线

X射线是波长介于紫外线和γ射线间的电磁辐射，由德国物理学家伦琴于年发现，故又称伦琴射线。波长小于0.1A的射线称超硬X射线，在0.1~1A范围内的射线称为硬X射线，1~10A范围内的射线称为软X射线。

X射线的特征是波长非常短，频率很高，其波长为（0.06~20）×10-8cm。X射线是不带电的粒子流，因此能发生干涉、衍射现象。

X射线具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光，使照相底片感光、空气电离等。波长越短的X射线能量越大（硬X射线）；反之，波长长的X射线能量较低（软X射线）。当在真空中，高速运动的电子轰击金属靶时，靶就放出X射线，这就是X射线管的结构原理。

医学上常利用X射线的强穿透力做透视检查，工业中用来探伤。长期受X射线辐射对人体有伤害。X射线可激发荧光、使气体电离、使感光乳胶感光，故X射线可用作电离计、闪烁计数器和检测感光乳胶片等。晶体的点阵结构对X射线可产生显著的衍射效应，X射线衍射法已成为研究晶体结构、形貌和各种缺陷的重要手段。

C2：安培力

安培力是电流在磁场中受到的磁场的作用力，其本质是，在洛伦兹力的作用下，导体中做定向运动的电子与金属导体中晶格上的正离子不断地碰撞，把动量传给导体，因而使载流导体在磁场中受到磁力的作用。

安培力的方向由左手定则判定：伸出左手，四指指向电流方向，让磁力线穿过手心，大拇指的方向就是安培力的方向。当电流方向与磁场方向相同或相反时，电流不受磁场力作用。当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大。

C3：巴克豪森效应

巴克豪森效应亦称巴克豪森跳变，是指在磁化过程中畴壁发生跳跃式的不可逆位移过程，由巴克豪森首先从实验中发现这一现象。由于这种畴壁的跳跃式位移而造成试样中磁通的不连续变化，因此可以通过实验测定出来。

当铁受到逐渐增强的磁场作用时，它的磁化强度不是均匀的，而是以微小跳跃的方式增大的。发生跳跃时，有噪声伴随着出现。如果通过扩音器把它们放大，就会听到一连串的“咔嗒”声。这就是“巴克豪森效应”。后来，在人们认识到铁是由一系列小区域组成，而在每个小区域内，所有的微小原子磁体都是同向排列的之后，巴克豪森效应才最后得到说明。每个独立的小区域，都是一个很强的磁体，但由于各个磁畴的磁性彼此抵消，所以普通的铁显示不出磁性。但是当这些磁畴受到一个强磁场作用时，它们会同向排列起来，于是，铁便成为磁体。在同向排列的过程中，相邻的两个磁畴彼此振动并发生摩擦，噪声就是这样产生的。只有所谓的“铁磁物质”具有这种磁畴结构，也就是说，这些物质具有形成强磁体的能力，其中以铁表现得最为显著。如一个铁磁棒在一个线圈里，当线圈电流增加时，线圈磁场也会增大，此时铁中的磁力线会猛增，然后趋向于饱和，这种现象也称为巴克豪森效应。

C4：包辛格效应

包辛格效应是塑性力学中的一个效应，是指原先经过变形，然后在反向加载时，弹性极限或屈服强度降低的现象，特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零，这说明在反向加载时塑性变形立即开始了。此效应是德国的包辛格于年发现的，故名包辛格效应。由于在金属单晶体材料中不出现包辛格效应，所以一般认为它是由多晶体材料晶界间的残余应力引起的。包辛格效应使材料具有各向异性性质。若一个方向屈服极限提高的值和相反方向降低的值相等，则称为理想包辛格效应。有反向塑性变形的问题须考虑包辛格效应，而其他问题，为了简化常忽略这一效应。

包辛格效应在理论上和实际上都有其重要意义。在理论上由于它是金属变形时长程内应力的度量，包辛格效应可用来研究材料加工硬化的机制。在工程应用上，首先是材料加工成型工艺需要考虑包辛格效应。其次，包辛格效应大的材料，内应力较大。

C5：爆炸

爆炸是某一物质系统在发生迅速的物理变化或化学反应时，系统本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为对周围介质做的机械功，同时伴随有强烈放热、发光和声响的效应。由于急剧的化学反应在被一定限制的环境内导致气体剧烈膨胀，这能使密闭环境的外壁损坏甚至破裂、粉碎，造成爆炸的效果。

爆炸可分为物理性爆炸和化学性爆炸。物理性爆炸是由物理变化而引起的，是物质因状态或压力发生突变而形成的爆炸。例如，容器内液体过热气化引起的爆炸，锅炉的爆炸，压缩气体、液化气体超压引起的爆炸等。物理性爆炸前后物质的性质及化学成分均不改变。化学性爆炸是由于物质发生极迅速的化学反应，由产生高温、高压引起的爆炸。化学爆炸前后物质的性质和成分均发生了根本的变化。

C6：标记物

在材料中引入标记物，可以简化混合物中包含成分的辨别工作，而且使有标记物的运动和过程的追踪更加容易，可当作标记物的物质类型有：铁磁物质、普通的和发光的油漆、有强烈气味的物质等。

C7：表面

物体的表面：用面积和状态来描述物体的外表的性质和特性。表面状态确定了物体的大量特性及其他物体交互作用时所呈现的本性。

C8：表面粗糙度

表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度是衡量零件表面加工精度的一项重要指标，零件表面粗糙度的高低将影响到两配合零件接触表面的摩擦、运动面的磨损、贴合面的密封、配面的工作精度、旋转件的疲劳强度、零件的美观等，甚至对零件表面的抗腐蚀性都有影响。最常见的表面粗糙度参数是“轮廓算术平均偏差”，记作Ra。

C9：波的干涉

频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互间隔。这种现象叫做波的干涉。波的干涉所形成的图样叫做干涉图样。

产生干涉的一个必要条件是，两列波的频率必须有相同或者有固定的相位差。如果两列波的频率不同或者两个波源没有固定的相位差（相差），相互叠加时波上各个质点的振幅是随时间变化的，不存在振动总是加强或减弱的区域，因而不能产生稳定的干涉现象，不能形成干涉图样。两列波的相干条件是：频率相同、振动方向相同、相位相同或相位差恒定。满足上述三个条件的两波源称为相干波源。

波的干涉分为相长干涉和相消干涉。日常生活中最常见的是水波的干涉，而利用电磁波的无涉，可作定向发射天线；利用光的干涉，可精确地进行长度测量等。

C10：伯努利定律

丹尼尔伯努利在年首先提出“伯努利定律”。这是在流体力学的连续介质理论方程建立之前，水力学所采用的基本原理，其实质是理想液体做稳定流动时能量守恒。即动能＋重力势能＋压力势能=常数。其最为著名的推论为：等高流动时，流速大，压力就小。

当流体的速度加快时，物体与流体接触的接口上的压力会减小，反之，压力会增加。

C11：超导热开关

超导热开关是一个用于低温（接近0K）下的装置，用于断开被冷却物体和冷源之间的连接。当工作温度远低于临界温度的时候，此装置充分发挥了超导体从常态到超导状态转化过程中热电导率显著减少的特性（高达00倍）。

C12：超导性

超导性是在温度和磁场都小于一定数值的条件下，导电材料的电阻和导体内磁感应强度都突然变为零的性质。具有超导性的物质称为超导体。许多金属（如铟、锡、铝、铅、钽、铌等）、合金（如铌锆合金、铌钛合金）和化合物（如铌锡超导材料等）都可成为超导体。从正常态过渡到超导态的温度称为该超导体的转变温度（或临界温度）。现有材料仅在很低的温度下才具有超导性。当磁场达到一定强度时，超导性将被破坏，这个磁场限值称为临界磁场。

目前发现的超导体有两类。第一类只有一个临界磁场（如电汞、纯铅等）；第二类有下临界磁场和上临界磁场。当外磁场达到下临界磁场时，第二类超导体内出现正常态和超导态的混合状态；只有磁场增大到上临界磁场时，才完全转化到正常导体。

超导体已逐步用于加感器、电机、电缆、储能器和交通运输设备等方面。

C13：磁场

对放入其中的小磁针有磁力作用的物质叫做磁场。磁场是一种看不见摸不着的特殊物质，是电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。物理学中，磁场是空间中的一种闭合螺线矢量场，环绕在移动中的电荷以及磁偶极周围。所有的物质材料或多或少对磁场有反应，可能是与磁场产生斥力，或者是受到磁场的吸引。

磁场的方向可以透过磁偶极来表示，磁场中的磁偶极会沿着场线（或力线）平行排列，其中的一个显著例子就是磁铁周围的铁屑分布。与电场不同，磁场对一带电粒子所施的力垂直于磁场本身，也垂直于粒子的速度方向。磁场的能量密度与场强度的平方呈比例关系。在国际单位制中，磁场强度的单位是特斯拉。

由于磁体的磁性来源于电流，电流是电荷的运动，因而概括地说，磁场是由运动电荷或变化电场产生的。

磁场的基本特征是能对其中的运动电荷施加作用力，磁场对电流、对磁体的作用力或力矩皆源于此。而现代理论则说明，磁力是电场力的相对效应。

C14：磁弹性

磁弹性效应是指当弹性应力作用于铁磁性材料时，铁磁体不但会产生弹性应变，还会产生磁致伸缩性质的应变，从而引起磁畴壁的位移，改变其自发磁化的方向。

C15：磁力

磁场对放入其中的磁体、电流和运动电荷的作用力称为磁力。磁力是靠电磁场来传播的，电磁场的速度是光速，因此磁力作用的速度也是光速。电流在磁场中所受的力由安培定律确定。运动电荷在磁场中所受的力就是洛伦兹力。但实际上磁体的磁性由分子电流所引起，所以磁极所受的磁力归根结底仍是磁场对电流的作用力。这是磁力作用的本质。

C16：磁性材料

磁性材料主要是指由过渡元素铁、钴、镍及其合金等组成的能够直接或间接产生磁性的物质。

从材质和结构上讲，磁性材料分为“金属及合金磁性材料”和“铁氧体磁性材料”两大类，铁氧体磁性材料又分为多晶结构和单晶结构材料。从应用功能上讲，磁性材料分为：软磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料、旋磁材料等种类。软磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料中既有金属材料又有铁氧体材料，而旋磁材料和高频软磁材料就只能是铁氧体材料。因为金属在高频和微波频率下将产生巨大的涡流效应，导致金属磁性材料无法使用，而铁氧体的电阻率非常高，能有效地克服这一问题而得到广泛应用。从形态上讲，磁性材料包括粉体材料、液体材料、块体材料、薄膜材料等。

磁性材料现在主要分两大类，软磁和硬磁，软磁包括硅钢片和软磁铁心，硬磁包括铝镍钴、钐钴、铁氧体和钕铁硼。其中，最贵的是钐钴磁钢，最便宜的是铁氧体磁钢，性能最高的是钕铁硼磁钢，但是性能最稳定，温度系数最好的是铝镍钴磁钢。可以根据不同的需求选择不同的硬磁产品。

磁性材料的应用很广泛，可用于电声、电信、电表、电机中，还可作记忆元件、微波元件等。如记录语言、音乐、图像信息的磁带；计算机的磁性存储设备；乘客乘车的凭证和票价结算的磁性卡等。

C17：磁性液体

磁性液体又称磁液、磁流体、磁性流体或铁磁流体，是由强磁性粒子、基液以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状溶液。该流体在静态时无磁性吸引力，当外加磁场作用时才表现出磁性，它既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性，正因如此，它才在实际中有着广泛的应用，在理论上具有很高的研究价值。

磁性液体具有以下特殊性质：超顺磁性，本征矫顽力为零，没有制磁；光通过稀释的磁性液体时，会产生光的双折射效应与双向色效应；超声波在其中传播时，其速度及衰减与外磁场有关，呈各向异性。

磁性液体在电子仪表、机械、化工、环境、医疗等方面都具有独特而广泛的应用，根据用途不同，可以选用不同的基液的产品。

C18：单相系统分离

单相系统的分离是建立在混合物中各成分的物理-化学特性不同的基础上，例如，尺寸、电荷、分子活性、挥发性等。分离可通过热场作用（蒸馏、精馏、升华、结晶、区域熔化）来获得，也可通过电场作用（电渗、电泳）来获得，或通过与物质一起的多相系统的生成来促进分离，比如溶剂，吸附剂和其他的分离法（抽出、分割、色谱法、使用半透膜和分子筛的分离法）。

C19：弹性波

弹性介质中物质粒子间有弹性相互作用，当某处物质粒子离开平衡位置，即发生应变时，该粒子在弹性力的作用下发生振动，同时又引起周围粒子的应变和振动，这样形成的振动在弹性介质中的传播过程称为“弹性波”。在液体和气体内部只能由压缩或膨胀引起应力，所以液体和气体只能传递横波。而固体内部能产生切应力，所以固体既能传播横波也能传播纵波。

C20：弹性形变

若当外力撤消后，物体能恢复原状，则这样的形变叫做弹性形变，如弹簧的形变等。当外力撤去后，物体不能恢复原状，则称这样的形变称为塑性形变。因物体受力情况不同，在弹性限度内，弹性形变有4种基本类型：拉伸、压缩形变，切变，弯曲形变和扭转形变。可从原子间结合力的角度来了解弹性形变的物理本质。

C21：低摩阻

研究者发现，在高度真空状态及暴露在高能量粒子发射下，摩擦力会下降趋近于零。这种摩擦力趋近于零的性质称为低摩阻。当关掉发射时，摩擦力会逐渐地增加。当发射再一次被打开的时候，摩擦力又消失了。这个现象一直困扰着科学家们，直至找到了一种解释才结束。

这个解释是：放射能量引起了固体表面的分子更自由地运动，从而减少了摩擦力。此解释引起了另一个既不需要放发射也不需要真空而减少摩擦力的方案，这就是研究如何改变物体表面的成分以减少摩擦力。

C22：电场

电场是存在于电荷周围能传递电荷与电荷之间相互作用的物理场。在电荷周围总有电场存在；同时电场对场中其他电荷发生力的作用。静止电荷在其周围空间产生的电场，称为静电场；随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场称为有旋电场（也称感应电场或涡旋电场）。静电场是有源无旋场，电荷是场源；有旋电场是无源有旋场。普遍意义的电场则是静电场和有旋电场两者之和。变化的磁场引起电场，所以运动电荷或电流之间的作用要通过电磁场来传递。电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。电场这种物质与通常的实物不同，它不是由分子、原子所组成，但它是客观存在的。电场具有通常物质所具有的动力和能量等客观属性。电场力的性质表现为电场对放入其中的电荷有作用力，这种力称为电场力。电场的能的性质表现为：当电荷在电场中移动时，电场力对电荷做功（这说明电场具有能量）。

电场是一个矢量场，其方向为正电荷的受力方向。电场的力的性质用电场强度来描述。

C23：电磁场

电磁场是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称。随时间变化的电场产生磁场，随时间变化的磁场产生电场，两者互为因果，形成电磁场。可以说电与磁是一体两面，变动的电会产生磁，变动的磁则会产生电，变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，电磁场可由变速运动的带电粒子引起，也可由强弱变化的电流引起，不论原因如何，电磁场总是以光速向四周传播，形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒递物，具有能量和动量，是物质存在的一种形式。电磁场的性质、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。

C24：电磁感应

电磁感应是指因磁通量变化产生感应电动势的现象。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象。产生的电流称为感应电流。

年奥斯特发现电流磁效应后，许多物理学家便试图寻找它的逆效应，提出了磁能否产生电，磁能否对电产生作用的问题，年阿喇戈和洪堡在测量地磁强度时，偶然发现金属对附近磁针的振荡有阻尼作用。年，阿喇戈根据这个现象做了铜盘实验，发现转动的铜盘会带动上方自由悬挂的磁针旋转，但磁针的旋转与铜盘不同步，稍滞后。电磁阻尼和电磁驱动是最早发现的电磁感应现象，但由于没有直接表现为感应电流，因而当时未能予以说明。

年8月，法拉第在软铁环两侧分别绕两个线圈，其一为闭合回路，在导线下端附近平行放置一枚小磁针，另一个线圈与电池组相连，接开关，形成有电源的闭合回路。实验发现，合上开关，磁针偏转；切断开关，磁针反向偏转，这表明在无电池组的线圈中出现了感应电流。法拉第立即意识到，这是一种非恒定的暂态效应。紧接着他做了几十个实验，把产生感应电流的情形概括为5类：变化的电流，变化的磁场，运动的恒定电流，运动的磁铁，在磁场中运动的导体，并把这些现象正式定名为电磁感应。进而，法拉第发现，在相同条件下不同金属导体回路中产生的感应电流与导体的导电能力成正比，他由此认识到，感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的，即使没有回路、没有感应电流，感应电动势依然存在。

后来，法拉第给出了确定感应电流方向的楞次定律以及描述电磁感应定量规律的法拉第电磁感应定律。并按产生原因的不同，把感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种，前者起源于洛伦兹力，后者起源于变化磁场产生的有旋电场。

电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，具有重大的实用意义。

C25：电弧

由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体放电现象叫电弧。电弧是高温高电率导的游离气体，它不仅对触头有很大的破坏作用，而且使断开电路的时间延长。

C26：电介质

电工中一般认为电阻率超过0.1Ω·m的物质便归于电介质。电介质的带电粒子是被原子、分子的内力或分子间的力紧密束缚着的，因此，这些粒子的电荷为束缚电荷。在外电场作用下，这些电荷也只能在微观范围内移动，产生极化。在静电场中，电介质内部可以存在电场，这是电介质与导体的基本区别。电介质包括气态、液态和固态等范围广泛的物质。固态电介质包括晶态电介质和非晶态电介质两大类，后者包括玻璃、树脂和高分子聚合物等，是良好的绝缘材料。凡在外电场作用下产生宏观上不等于零的电偶极矩，因而形成宏观束缚电荷的现象称为电极化，能产生电极化现象的物质统称为电介质。电介质的电阻率一般都很高，被称为绝缘体。有些电介质的电阻率并不很高，不能称为绝缘体，但由于能发生极化过程，也归入电介质。通常情形下电介质中的正、负电荷互相抵消，宏观上不表现出电性。

C27：古登-波尔

实验证实，一个恒定或交流的强电场，会影响在紫外线激发下的发光物质（磷光体）的特性，这一种现象也可在随着紫外线移开后的一段衰减期中观察到。用电场激发晶体磷而生成闪光正是古登-波尔效应的结果，也可在使用电场从金属电极进行磷光体的分解中观察到这种现象。

C28：电离

原子是由带正电的原子核及其周围带负电的电子所组成的。由于原子核的正电荷数与电子的负电荷数相等，所以原子对外呈中性。原子最外层的电子称为价电子。所谓电离，就是原子受到外界的作用，如加速的电子或离子与原子碰撞时，使原子中的外层电子特别是价电子摆脱原子核的束缚而脱离，原子成为带一个或几个正电荷的离子，这就是正离子。如果在碰撞中原子得到了电子，则就成为负离子。

C29：电液压冲压，电水压振扰

高压放电下液体的压力产生急剧升高的现象。

C30：电泳现象

处于物质表面的那些原子、分子或离子跟处于物质内部的原子、分子或离子不一样。处于物质表面的原子、分子或离子只受到旁侧和底下其他粒子的吸引。因此物质表面的粒子有剩余的吸附力，使物质的表面产生了吸附作用。当物质被细分到胶粒大小时，暴露在周围介质中的表面积与体积比变得十分巨大。所以，在胶体分散系中，胶粒往往能从介质中吸附离子，使分散的胶粒带上电荷。

不同的胶粒其表面的组成情况不同。它们有的能吸附正电荷，有的能吸附负电荷。因此有的胶粒带正电荷，如氢氧化铝胶体；有的胶粒带负电荷，如三硫化二砷胶体等。如果在胶体中通以直流电，它们或者向阳极迁移，或者向阴极迁移。这就是所谓的电泳现象。

影响电泳迁移的因素：

1）电场强度。是指单位长度的电位降，也称电势梯度。

2）溶液的pH值。它决定被分离物质的解离程度和质点的带电性质及所带净电荷量。

3）溶液的离子强度。电泳液中的离子增加时会引起质点迁移率的降低。

4）电渗。在电场作用下液体对于固体支持物的相对移动称为电渗。

C31：电晕放电

电晕放电是气体介质在不均匀电场中的局部自持放电，是最常见的一种气体放电形式。在曲率半径很小的尖端电极附近，由于局部电场强度超过气体的电离场强，这使气体发生电离和激励，因而出现电晕放电。发生电晕放电时在电极周围可以看到光亮，并伴有咝咝声。电晕放电可以是相对稳定的放电形式，也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段。

电晕放电在工程技术领域中有多种影响。电力系统中的高压及超高压输电线路导线上发生电晕，会引起电晕功率损失、无线电干扰、电视干扰以及噪声干扰。进行线路设计时，应选择足够截面面积的导线，或采用分裂导线降低导线表面电场的方式，以避免发生电晕。对于高电压电气设备，发生电晕放电会逐渐破坏设备绝缘性能。电晕放电的空间电荷在一定条件下又有提高间隙击穿强度的作用。当线路出现雷电或操作过电压时，因电晕损失而能削弱过电压幅值。利用电晕放电可以进行静电除尘、污水处理、空气净化等。地面上的树木等尖端物体在大地电场作用下的电晕放电是参与大气静电平衡的重要环节。海洋表面溅射水滴上出现的电晕放电可促进海洋中有机物的生成，还可能是地球远古大气中生物前合成氨基酸的有效放电形式之一。针对不同应用目的研究电晕放电，电晕放电是具有重要意义的技术课题。

C32：电子力

按照电场强度的定义，电场中任一点的场强大小等于单位正电荷在该点所受的电场力的大小。电场力的方向取决于电荷的正、负。不难判断，正电荷所受的电场力，其方向与场强方向一致；负电荷所受的电场力乡其方向与场强方向相反。

磁场对运动电荷的作用力、运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力都属于电子力。

C33：电阻

物理学中，用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质，取决于导体的长度、横截面面积、材料和温度，即使它两端没有电压，没有电流通过，它的阻值也是一个定值（这个定值在一般情况下，可以看作是不变的，因为对于光敏电阻和热敏电阻来说，电阻值是不定的）。电阻的单位为欧姆（Ω）简称欧。1Ω定义为：当导体两端电势差为1V，通过的电流是1A时，它的电阻为1Ω。

电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种材料制成的长1m、横截面面积是1mm2的导线在常温下（20℃时）的电阻，叫做这种材料的电阻率。国际单位制中，电阻率的单位是欧姆米（Ω·m），常用单位是欧姆平方毫米米。电阻率不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。在温度变化不大的范围内，几乎所有金属的电阻率随温度做线性变化。

由于电阻率随温度改变而改变，所以对于某些电器的电阻，必须说明它们所处的物理状态。电阻率和电阻是两个不同的概念。电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性，电阻是反映物体对电流的阻碍作用。

C34：对流

对流是液相或气相中各部分的相对运动，是流体（气体或液体）通过自身各部分的宏观流动实现热量传递的过程。对流是流体的主要传热方式，可分为自然对流和强迫对流。因为浓差或温差引起密度变化而产生的对流，称自然对流；由于外力推动（如搅拌）而产生的对流，称强制对流。对于电解液来说，溶质将随液相的对流而移动，是电化学中物质传递过程的一种类型。冬天室内取暖就是借助于室内空气的自然对流来传热的，大气及海洋中也存在自然对流。靠外来作用使流体循环流动，从而传热的是强迫对流。

C35：多相系统分离

多相系统的分离是以混合成分的聚合状态的不同为基础的，最常使用连续相的聚合状态进行判定。成分间具有不同分散度的多相固态系统通过沉积作用或筛分分离法来进行分解，具有连续液体或气体相位的系统通过沉积作用、过滤或离心分离机来进行分离。通过烘干将固态相中的易沸液体排除。

C36：二级相变

在发生相变时，体积不变化的情况下，也不伴随热量的吸收和释放，只是比热容、热膨胀系数和等温压缩系数等的物理量发生变化，这一类变化称为二级相变。如正常液态氦（氦I）与超流氦（氦II）之间的转变，正常导体与超导体之间的转变，顺磁体与铁磁体之间的转变，合金的有序态与无序态之间的转变等都是典型的二级相变的例子。

二极相变大多是发生在极低温度时的相变。例如，在居里点铁磁体转变为顺磁体；在零磁场下超导体转变为正常导体；液态氦II与液态氦I之间的λ相变等。二级相变的特点是，两相的化学势和化学势的一级偏微商相等，但化学势的二级偏微商不相等。因此在相变时没有体积变化和潜热（即相变热）。在相变点，两相的体积、烩和嫡的变化是连续的，故这种相变也称为连续相变。

C37：发光

自发光：是一种“冷光”，可以在正常温度和低温下发出这种光。在自发光中，一些能量促使原子中的电子从“基态”（低能量状态）跃进到“激发态”。在这种状态下，它会回复到“基态”并以光这种能量形式释放出来。

光学促进的自发光：指的是可见光或红外光促发的磷光。在这其中，可见光或红外光仅是先前储备能量释放的促发剂。

白热光：是指光从热能中来。当一个物体加热到足够高的温度时，它就开始发出光辉。如炼炉中的金属或灯泡中发出的光、太阳和星星发出的光都是这种光。

荧光和光致发光：当处于“基态”的分子吸收紫外线或可见光后，分子获得了能量，其价电子就会发生能级跃迁，从基态跃迁到激发单重态的各个不同振动能级，并很快以振动弛豫的方式放出小部分能量达到同一电子激发态的最低振动能级，然后以辐射形式发射光子跃迁到基态的任一振动能级上，这时发射的光子称为荧光。它们的能量是由电磁辐射提供的（如射线光）。一般光致发光是指任何由电磁辐射引起的发光；而荧光通常是指由紫外线引起的，有时也用于其他类型的光致发光。

磷光：如果受激发分子的电子在激发态发生自旋反转，当它所处单重态的较低振动能级与激发三重态的较高能级重叠时，就会发生系间窜跃，到达激发三重态，经过振动弛豫达到最低振动能级，然后以辐射形式发射光子跃迁到基态的任一振动能级上，这时发射的光子称为磷光。

磷光是一种缓慢发光的光致冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光（通常是紫外线或X射线）照射，吸收光能后进入激发态（通常具有和基态不同的自旋多重度），然后缓慢地退激发并发出比入射光的波长长的出射光（通常波长在可见光波段内），而且当入射光停止后，发光现象持续存在。发出磷光的退激发过程是被量子力学的跃迁选择规则禁戒的，因此这个过程很缓慢。所谓的“在黑暗中发光”的材料通常都是磷光性材料，如夜明珠。

化学发光：是物质在进行化学反应过程中伴随的一种光辐射现象，可以分为直接发光和间接发光。直接发光是最简单的化学发光反应，由两个关键步骤组成，即激发和辐射。如A、B两种物质发生化学反应生成C物质，反应释放的能量被C物质的分子吸收并跃迁至激发态C，处于激发的C在回到基态的过程中产生光辐射。这里C是发光体，此过程中由于C直接参与反应，故称直接化学发光。

间接发光又称能量转移化学发光，它主要由三个步骤组成，首先反应物A和B反应生成激发态中间体C（能量给予体）；接着，当C分解时释放出能量转移给F（能量接受体），使F被激发而跃迁至激发态F；最后，当F跃迁回基态时，产生光辐射。

一个化学反应要产生化学发光现象，必须满足以下条件：第一是该反应必须提供足够的激发能，并由某一步骤单独提供，因为前一步反应释放的能量将因振动弛豫消失在溶液中而不能发光；第二是要有有利的反应过程，使化学反应的能量至少能被一种物质所接受并生成激发态；第三是激发态分子必须具有一定的化学发光量子效率释放出光子，或者能够转移它的能量给另一个分子使之进入激发态并释放出光子。

化学发光反应的发光类型通常分为闪光型和辉光型两种。闪光型发光时间很短，只有零点几秒到几秒。辉光型又称持续型，发光时间从几分钟到几十分钟，或几小时至更久。闪光型的样品必须立即测量，必须配以全自动化的加样及测量仪器。辉光型样品的测量可以使用通用型仪器，也可以配以全自动化仪器。

阴极发光：电子束激发发光材料引起的发光。电子束的电子能量通常在几千至几万电子伏特，入射到发光材料中产生大量次级电子，离化和激发发光中心而产生光辐射。主要用于雷达、电视、示波器和飞点扫描等方面。

辐射发光：α、β、γ及X射线激发物体引起的发光。α射线是带正电（氦核）的粒子流，而β射线是电子流，虽然它们都是带电粒子，不过，它们比一般带电粒子，例如，阴极射线，能量大得多。γ射线和X射线是电磁辐射，都是光子流，不过，比可见光、紫外线的光子能量大得多。因此，相对地说，辐射发光又可称为高能粒子发光。物体的辐射发光谱与其他方式激发的发光谱基本相同，但从激发过程来看，它们之间有很大的差别。

摩擦发光：指某些固体受机械研磨、振动或应力时产生的发光现象。例如，蔗糖、酒石酸等晶体受挤压时发出闪光；合成的磷光体用指甲划痕，可观察到很强的发光等。摩擦发光还包括物体在高频声波作用下产生的发光现象，称为声致发光。例如，液体受超声波作用产生类似旋涡中的空腔，使连续性的液体断裂，因此，也可看成是物体因断裂引起的一种摩擦发光。

电致发光：又称电场发光，是通过加在两电极的电压产生电场，被电场激发的电子撞击发光中心，而引致电子解级的跃进、变化、复合导致发光的一种物理现象。电致发光物料的例子包括掺杂了铜和银的硫化锌和蓝色钻石。目前电致发光的研究方向主要为有机材料的应用。电致发光板是以电致发光为原理工作的。电致发光板是一种发光器件，简称EL灯、EL片或EL灯光片，它由背面电极层、绝缘层、发光层、透明电极层和表面保护膜组成，利用发光材料在电场作用下产生光的特性，将电能转换为光能。

声致发光：20世纪30年代，德国科学家发现，当声波穿过液体的时候，如果声音足够强，而且频率也合适，那么会产生一种“声空化”现象——在液体中会产生细小的气泡。气泡随即坍塌到一个非常小的体积，内部的温度超过1×10℃，在这一过程中会发出瞬间的闪光。这种现象被称为“声致发光”。科学家认为，如果产生的气泡越大，那么它坍塌后的温度就越高，甚至可能高达0万度，这个温度足以引发核聚变反应。

声致发光的物理机制可归纳为两大类，即电学机制与热学机制。电学机制的理论模型认为，在声空化过程中产生的电荷在一定条件下通过微放电而发光。热学机制主要包括黑体辐射模型及化学发光模型。

热发光：处于次稳定状态固定的能量，随着温度的上升而活化变成电子的激发能，进而再以光子的形式释放，称此物理现象为热发光。植物的叶或叶绿体在低温下用光照射后，当温度上升时便可观察到热发光。其光谱与叶绿素a的荧光光谱类似。

生物发光：是指生物体发出的光辐射，是生物体释放能量的一种形式，这种发光现象广泛地分散在生物界中。它不依赖于有机体对光的吸收，而是一种特殊类型的化学发光，也是氧化发光的一种。生物发光的一般机制是：由细胞合成的化学物质，在一种特殊酶的作用下，使化学能转化为光能。自然界具有发光能力的有机体种类繁多，一些细菌和高等真菌有发光现象。动物的发光，除其自身发光即一次的发光以外，由寄生或共生而产生二次发光的例子也不少。不同生物体的发光颜色也不尽相同，多数发射蓝光或绿光，少数发射黄光或红光。

C38：发光体

发光体在物理学上指能发出一定波长范围的电磁波（包括可见光与紫外线，红外线和X光线等不可见光）的物体。通常指能发出可见光的发光体，凡物体自身能发光者，称做光源，又称发光体，如太阳、灯以及燃烧着的物质等。但像月亮表面、桌面等依靠它们反射外来光才能使人们看到它们，这样的反射物体不能称为光源。在我们的日常生活中离不开可见光的光源，可见光以及不可见光的光源还被广泛地应用到工农业、医学和国防现代化等方面。

光源可分为3种：第1种是热效应产生的光，例如太阳光、蜡烛光等，此类光随着温度的变化会改变颜色。第2种是原子发光，荧光灯灯管内壁涂抹的荧光物质被电磁波能量激发而产生光，此外霓虹灯的原理也是一样。原子发光具有独自的基本色彩，所以彩色拍摄时需要进行相应的补正。第3种是synchrotron发光（辐射光源），这种发光过程同时携带有强大的能量，原子炉发的光就是这种，但是日常生活中几乎没有接触到这种光的机会。

C39：发射聚焦

控制一束光或粒子流使其尽可能会聚于一点的过程称为聚焦。例如凸透镜能使平行光线聚焦于透镜的焦点；在电子显微镜中利用磁场和电场可使电子流聚焦；雷达利用凹面镜使甚高频聚焦。聚焦是成像的必要条件。聚焦方式分为发射聚焦和接收聚焦。其中，发射聚焦是接收源阵列利用目标处的探测源信息做物理时反，将信号聚焦在目标处。

C40：法拉第效应

法拉第效应于年由法拉第发现。当线偏振光在介质中传播时，若在平行于光的传播方向上加一强磁场，则光振动方向将发生偏转，偏转角度与磁感应强度和光穿越介质的长度的乘积成正比，偏转方向取决于介质性质和磁场方向。上述现象称为法拉第效应或磁致旋光效应。

法拉第效应可用于混合碳水化合物成分分析和分子结构研究。近年来，这一效应被利用在激光技术中制作光隔离器和红外调制器。

该效应可用来分析碳氢化合物，因每种碳氢化合物有各自的磁致旋光特性。在光谱研究中，可借以得到关于激发能级的有关知识。在激光技术中可用来隔离反射光，也可作为调制光波的手段。

C41：反射

反射是一种物理现象，是指波从一种介质进入另一种介质时，在界面传播方向突然改变，而回到其来源介质的现象。波被反射时会遵从反射定律，即反射角等于其入射角。

光的反射：光遇到物体或遇到不同介质的交界面（如从空气射入水面）时，光的一部分或全部被表面反射回去，这种现象称为光的反射。由于反射面的平坦程度不同，有镜面反射和漫反射之分。人们能看到物体正是由于物体能把光“反射”到人的眼睛里，没有光照明物体，人也就无法看到它。

光的反射定律：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；反射光线，入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。可归纳为“三线共面，两线分居，两角相等”。在同一条件下，如果光沿着原来的反射线的逆方向射到界面上，这时的反射线一定沿原来的入射线的反方向射出，这就是“光的可逆性”。

C42：放电

放电就是使带电的物体不带电。放电并不是消灭了电荷，而是引起了电荷的转移，正负电荷抵消，使物体不显电性。

放电的方法主要有接地放电、尖端放电、火花放电、中和放电等。

C43：放射现象

年法国物理学家贝克勒耳发现铀和含铀的矿物能发出某种看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。在贝克勒耳的建议下，居里夫妇对铀和含铀的各种矿石进行了深入研究，并发现了两种放射性更强的新元素，即钋和镭。其中，“钋”是居里夫人为了纪念她的祖国波兰而命名的。由于发现放射性现象和对放射现象的研究，年贝克勒耳和居里夫妇一起获得诺贝尔物理学奖。

物质发射这种射线的性质，叫做放射性。具有放射性的元素，叫做放射性元素。许多元素都有放射性，原子序数大于83的所有天然存在的元素都具有放射性。这种能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。

α射线是由氦核构成，速度可达光速的，穿透能力很弱，电离作用很强；β射线是高速电子流，速度可达0.9倍光速，穿透能力较强，电离作用较弱；γ射线是波长极短的电磁波，穿透能力很强，电离作用很弱。

C44：浮力

浮力指的是漂浮于流体表面或浸没于流体之中的物体，受到各方向流体静压力产生的向上合力。其大小等于被物体排开流体的重力。在液体内，不同深度处的压强不同。物体上、下面浸没在液体中的深度不同，物体下部受到液体向上的压强较大，压力也较大，可以证明，浮力等于物体所受液体向上、向下的压力之差。

浸在液体里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。这就是著名的“阿基米德定律”。

C45：感光材料

感光材料是指一种具有光射特性的半导体材料，因此又称之为光导材料或是光敏半导体。它的特点就是在无光的状态下呈绝缘性，在有光的状态下呈导电性。复印机的工作原理正是利用了这种特性。目前，复印机上常用的感光材料有：有机感光鼓（OPC）、无定形硅感光鼓、硫化镉感光鼓和硒感光鼓。在复印机中，感光材料被涂敷于底基之上，制成进行复印所需要使用的印板（印鼓），所以也把印板称之为感光板（感光鼓），感光板是复印机的基础核心部件。复印机上普遍应用的感光材料有硒、氧化锌、硫化镉、有机光导体等，这些都是较理想的光电导材料。

C46：耿氏效应

当电压高到某一值时，半导体电流便以很高频率振荡，该效应称为耿氏效应，是年由耿氏（Gunn）发现的一种效应。当高于临界值的恒定直流电压加到一小块N型砷化镓相对面的接触电极上时，便产生微波振荡。在N型砷化镓薄片的两端制作良好的欧姆接触电极，并加上直流电压使产生的电场超过3kVcm时，由于砷化镓的特殊性质就会产生电流振荡，其频率可达Hz，这就是耿氏二极管。这种在半导体本体内产生高频电流的现象称为耿氏效应。

耿氏效应的原理如下：砷化镓的能带结构中，导带有两个能谷，两能谷的能隙为0.36eV。把砷化镓材料置于外电场中时，外电场的作用使体内电子在能谷之间跃迁，导致其电导率随电场的增加时而增加，时而减小，从而形成了体内的高频振荡现象。

C47：共振

系统受外界激励，做强迫振动时，若外界激励的频率接近于系统频率时，强迫振动的振幅可能达到非常大的值，这种现象叫共振。自然中有许多地方有共振的现象，人类也在其技术中利用或者试图避免共振现象。一些共振的例子有乐器的音响共振、太阳系一些类木行星的卫星之间的轨道共振、动物耳中基底膜的共振、电路的共振等。

固有频率：它是系统本身所具有的一种振动性质。当系统作固有振动时，它的振动频率就是“固有频率”。一个力学体系的固有频率由系统的质量分布、内部的弹性以及其他的力学性质决定。

很多情况下要利用共振现象，例如，收音机的调谐就是利用共振来接收某一频率的电台广播，又如弦乐器的琴身和琴筒，就是用来增强声音的共鸣器。但在不少情况下要防止共振的发生，例如，机器在运转中可能会因共振而降低精密度。20世纪中叶，法国里昂市附近一座长米的桥，因一队士兵在桥上齐步走的步伐频率与桥的固有频率相近，引起桥梁共振，振幅超过桥身的安全限度，而造成桥塌人亡事故。

C48：固体发光

固体发光是电磁波、带电粒子、电能、机械能及化学能等作用到固体上而被转化为光能的现象。外界能量可来源于电磁波（可见光、紫外线、X射线和γ射线等）或带电粒子束，也可来自电场、机械作用或化学反应。当外界激发源的作用停止后，固体发光仍能维持一段时间，称为余辉。历史上曾根据发光持续时间的长短把固体发光区分为荧光和磷光两种，发光持续时间小于10-8秒的称荧光，大于10-8秒的称磷光，相应的发光体分别称为荧光体和磷光体。

根据激发方式的不同，固体发光主要分为以下几种。

光致发光：发光材料在可见光、紫外线或X射线照射下产生的发光。发光波长比所吸收的光波波长要长。这种发光材料常用来使看不见的紫外线或X射线转变为可见光，例如，日光灯管内壁的荧光物质把紫外线转换为可见光，对X射线或γ射线也常借助于荧光物质进行探测。另一种具有电子陷阱（由杂质或缺陷形成的类似亚稳态的能级，位于禁带上方）的发光材料在被激发后，只有在受热或红外线照射下才能发光，可利用来制造红外探测仪。

场致发光：又称电致发光，是利用直流或交流电场能量来激发发光。场致发光实际上包括几种不同类型的电子过程，一种是物质中的电子从外电场吸收能量，与晶格相碰时使晶格电离化，产生电子一空穴对，复合时产生辐射。也可以是外电场使发光中心激发，回到基态时发光，这种发光称为本征场致发光。还有一种类型是在半导体的PN结上加正向电压，P区中的空穴和N区中的电子分别向对方区域迁移后成为少数载流子，复合时产生光辐射，称为载流子注入发光，亦称结型场致发光。用电磁辐射调制场致发光称为光控场致发光。把ZnS、Mn、C1等发光材料制成薄膜，加直流或交流电场，再用紫外线或X射线照射时可产生显著的光放大。利用场致发光现象可提供特殊照明、制造发光管、用来实现光放大和储存影像等。

阴极射线致发光：以电子束使磷光物质激发发光，普遍用于示波管和显像管，前者用来显示交流电的波形，后者用来显示影像。

C49：惯性力

惯性力是指当物体加速时，惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向，若是以该物体为坐标原点，看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在该物体上，因此，称之为惯性力。因为惯性力实际上并不存在，实际存在的只有原本将该物体加速的力，因此，惯性力又称为假想力。当系统存在一加速度a时，则惯性力的大小遵从公式：F=-ma（m为物体质量）。

牛顿定律只适用于惯性系，在非惯性系中，应用牛顿定律要引入惯性力，在处于非惯性系中的物体上人为地加上一个与该非惯性系数值相等，方向相反的加速度，因为这个“加速度”是由于惯性引起的，所以将引起这个“加速度”的力称为惯性力。这只是为了能在非惯性系里面运用牛顿运动定律研究问题，事实上惯性是物体本身的性质，而不是力。例如，当公共汽车刹车时，车上的人因为惯性而向前倾，在车上的人看来仿佛有一股力量将他们向前推，即为惯性力。然而只有作用在公交车的刹车以及轮胎上的摩擦力使车减速，实际上并不存在将乘客往前推的力，这只是惯性在不同参照系下的现象。

C50：光谱

光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，全称为光学频谱。例如，太阳光经过三棱镜后形成按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫次序连续分布的彩色光谱。红色到紫色，相应于波长由为～埃的区域，是能被人眼感觉的可见部分。红端之外为波长更长的红外光，紫端之外则为波长更短的紫外光，都不能为肉眼所觉察，但能用仪器记录。光谱中最大的一部分可见光谱是电磁波谱中人眼可见的一部分，在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光。按波长区域不同，光谱可分为红外光谱、可见光谱和紫外光谱；按产生的本质不同，可分为原子光谱、分子光谱；按产生的方式不同，可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱；按光谱表观形态不同，可分为线光谱、带光谱和连续光谱。光谱的研究已成为一门专门的学科，即光谱学。

C51：光生伏打效应

光生伏打效应是指物体由于吸收光子而产生电动势的现象，即是当物体受光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。严格来讲，包括两种类型：一类是发生在均匀半导体材料内部；一类是发生在半导体的界面。虽然它们之间有一定相似的地方，但产生这两个效应的具体机制是不相同的。通常称前一类为丹倍效应，而光生伏打效应的涵义只局限于后一类情形。

当两种不同材料所形成的结受到光辐射时，结上产生电动势。它的过程先是材料吸收光子的能量，产生数量相等的正、负电荷，随后这些电荷分别迁移到结的两侧，形成偶电层。光生伏打效应虽然不是瞬时产生的，但其响应时间是相当短的。

年，法国物理学家贝克勒尔意外地发现，用两片金属浸入溶液构成的伏打电池，受到阳光照射时会产生额外的伏打电势，他把这种现象称为光生伏打效应。年，有人在半导体硒和金属接触处发现了固体光伏效应。后来就把能够产生光生伏打效应的器件称为光伏器件。

当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会产生光生伏打效应。光生伏打效应使得PN结两边出现电压，叫做光生电压。使PN结短路，就会产生电流。

光生伏打效应的应用之一是把太阳能直接转换成电能，称为太阳电池。目前，用硅单晶材料制造的太阳电池，已经广泛地应用于很多技术领域，特别是航天技术。但是单晶硅太阳电池造价比较高。此外，利用光生伏打效应制成的光电探测器件也得到广泛的应用。当前，光生伏打效应主要是应用在半导体的PN结上，把辐射能转换成电能。大量研究集中在太阳能的转换效率上。理论预期的效率为24％。

C52：混合物分离

混合物分离是指把混合物中的几种成分分开得到几种纯净物，其原则和方法与混合物的提纯（即除杂质）基本相似，不同之处是除杂质只需把杂质除去恢复所需物质原来的状态即可，而混合物分离则要求被分离的每种纯净物都要恢复原来状态。

混合物分离的常用方法有：蒸发、过滤、结晶、重结晶、分步结晶、蒸馏、分馏、萃取、分液、渗析、升华，根据氧化还原原理进行分步沉淀等。分离混合物，往往不只是使用单独一种方法，而是几种方法交替使用，例如，粗盐的提纯就用到过滤、蒸发、结晶三种方法，这些都是物理方法，也就是说在过滤、蒸发、结晶的过程中都没有新物质生成，没有发生化学变化。有些混合物的分离则需用化学方法。

C53：火花放电

火花放电是当高压电源的功率不太大时，高电压电极间的气体被击穿，出现闪光和爆裂声的气体放电现象。在通常气压下，当在曲率半径不太大的冷电极间加高电压时，若电源供给的功率不太大，就会出现火花放电。火花放电时，碰撞电离并不发生在电极间的整个区域内，只是沿着狭窄曲折的发光通道进行，并伴随爆裂声。由于气体被击穿后突然由绝缘体变为良导体，电流猛增，而电源功率不够，因此电压下降，放电暂时熄灭，待电压恢复再次放电。所以火花放电具有间隙性。雷电就是自然界中大规模的火花放电。火花放电可用于金属加工，钻细孔，还可用于胶接表面的处理，以提高胶接强度，多用于难粘塑料和金属等材料表面的处理。火花间隙可用来保护电器设备，使之在受雷击时不会被破坏。

C54：霍耳效应

霍耳效应是电磁效应的一种，这一现象是美国物理学家霍耳（Hall,~）于年在研究金属的导电机构时发现的。当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象便是霍耳效应。这个电势差也被称为霍耳电势差。

下面列举霍耳效应的一些应用：

1）根据霍耳电压的极性可判定半导体的载流子的类型，即是N型半导体，还是P型半导体。

2）半导体内载流子的浓度受温度、杂质及其他影响较大。根据实验测得的霍耳系数k可计算出载流子的浓度。这为研究和测试半导体提供了有效的方法。

3）利用半导体材料制成的霍耳元件还可测量强电流和功率。此外，还可以把直流和交流信号放大以及对它们进行调制。

C55：霍普金森效应

霍普金森效应由霍普金森于年发现。霍普金森效应可在铁和镍的单品、多品样本中观察到，也可在很多铁磁合金中观察到，由以下3点组成。

1）将铁磁物质放入弱磁场，导磁性会在居里点附近出现急剧增大。

2）磁导率对温度的最大依赖关系，是由于处于居里点附近的铁磁物质的磁各向异性的戏剧性减少而导致的。

3）在居里点附近，因为铁磁物质自然磁化的消失，将使导磁性减小。

C56：加热

加热是热源将热能传给较冷物体而使其变热的过程。

根据热能的获得，可分为直接加热和间接加热两类。直接热源加热是将热能直接施加于物料，如烟道气加热、电流加热和太阳辐射能加热等。间接热源加热是将上述直接热源的热能施加于一中间载热体，然后由中间载热体将热能再传给物料，如蒸汽加热、热水加热、矿物油加热等。

C57：焦耳-楞次定律

焦耳-楞次定律又称“焦耳定律”，用来定量确定电流热效应的定律。当电流经过导体时，导体所放出的热量跟导体的电阻、电流强度的平方和电流在导体中所经历的时间成正比。它是焦耳和楞次两人各自独立从实验中得出的结论，故称为焦耳-楞次定律。

C58：焦耳-汤姆孙效应

当气体在管道中流动时，由于局部阻力（如遇到缩口和调节阀门时），其压力显著下降，这种现象叫做节流。工程上由于气体经过阀门等流阻元件时，流速大时间短，来不及与外界进行热交换，可近似地作为绝热过程来处理，称为绝热节流。

实验发现，实际气体节流前后的温度一般将发生变化。气体经过绝热节流过程后温度发生变化的现象称为焦耳-汤姆孙效应（简称焦-汤效应）。造成这种现象的原因是因为实际气体的焓值不仅是温度的函数，而且也是压力的函数。大多数实际气体在室温下的节流过程中都有冷却效应，即通过节流元件后温度降低，这种温度变化称为正焦耳-汤姆孙效应。少数气体在室温下节流后温度升高，这种温度变化称为负焦耳-汤姆孙效应。

C59：金属覆层滑润剂

金属有机化合物中的金属会在高温下获得释放。金属覆层滑润剂中含有金属有机化合物，这种润滑剂是依靠零件间的摩擦力来进行加热的。然后，金属有机化合物将产生分解，释放出金属，释放的金属会填充到零件表面的不平整部位，以此来减少零件间的摩擦力。

C60：居里效应

法国物理学家比埃尔居里（~）早期的主要贡献为确定磁性物质的转变温度（居里点），铁磁物质由于存在磁畴，在外加的交变磁场的作用下将产生磁滞现象。如果将铁磁物质加热到一定的温度，由于金属点阵的热运动的加剧，磁畴遭到破坏时，铁磁物质将转变为顺磁物质，磁滞现象消失，铁磁物质这一转变温度称为居里点温度。

不同的铁磁质，居里点不同。铁的居里点为℃；钴是℃；镍的居里点较低，为℃。锰锌铁氧体的居里点只有℃，比较低。磁通密度、磁导率和损耗都随温度发生变化，除正常温度25℃而外，还要给出60℃，80℃，℃时的各种参数数据。因此，锰锌铁氧体磁芯的工作温度一般限制在℃以下。钴基非晶合金的居里点为℃，也低，使用温度也限制在℃以下。铁基非晶合金的居里点为℃，其可以在~℃以下使用。高磁导坡莫合金的居里点为~℃，其可以在~℃以下使用。微晶纳米晶合金的居里点为℃，硅钢居里点为℃，它们可以在~℃以下使用。

C61：克尔效应

克尔效应指与电场二次方成正比的电感应双折射现象。放在电场中的物质，由于其分子受到电力的作用而发生取向（偏转），呈现各向异性，结果产生双折射，即沿两个不同方向物质对光的折射能力有所不同。这一现象是年克尔发现的。后人称它为克尔电光效应，或简称克尔效应。

观察克尔效应（图F-10）：内盛某种液体（如硝基苯）的玻璃盒子称为克尔盒，盒内装有平行板电容器，加电压后产生横向电场。克尔盒放置在两正交偏振片之间。无电场时液体为各向同性，光不能通过P2。存在电场时液体具有单轴晶体的性质，光轴沿电场方向，此时有光通过P2。实验表明，在电场作用下，主折射率之差与电场强度的平方成正比。电场改变时，通过P2的光强跟着变化，故克尔效应可用来对光波进行调制。液体在电场作用下产生极化，这是产生双折射的原因。电场的极化作用非常迅速，在加电场后不到10-9秒内就可完成极化过程，撤去电场后在同样短的时间内重新变为各向同性。克尔效应的这种迅速动作的性质可用来制造几乎无惯性的光的开关——光闸，它在高速摄影、光速测量和激光技术中获得了重要应用。

图F-10克尔效应

C62：扩散

物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象，称为扩散。扩散的速率与物质的浓度梯度成正比。

由于分子（原子等）的热运动而产生的物质迁移现象。一般可发生在一种或几种物质与同一物态或不同物态之间，由不同区域之间的浓度差或温度差所引起，而前者居多。一般从浓度较高的区域向较低的区域进行扩散，直到同一物态内各部分各种物质的浓度达到均匀或两种物态间各种物质的浓度达到平衡为止。显然，由于分子的热运动，这种“均匀”、“平衡”都属于“动态平衡”，即在同一时间内，界面两侧交换的粒子数相等，如红棕色的二氧化氮气体在静止的空气中的散播，蓝色的硫酸铜溶液与静止的水相互渗入，钢制零件表面的渗碳以及使纯净半导体材料成为N型或P型半导体掺杂工艺等都是扩散现象的具体体现。在电学中半导体PN结的形成过程中，自由电子和空穴的扩散运动是基本依据。

扩散速度在气体中最大，在液体中其次，在固体中最小，而且浓度差越大、温度越高、参与的粒子质量越小，扩散速度也越大。

C63：冷却

使物体温度降低的过程，称为冷却。例如，受辐照的材料长时间被摆在一边不动以便冷却。

冷却的方法通常有直接冷却法和间接冷却法两种。直接冷却法直接将冰或冷水加入被冷却的物料中。该方法最简便有效，也最迅速。但只能在不影响被冷却物料的品质或不致引起化学变化时才能使用。也可将热物料置于敞槽中或喷洒于空气中，使在表面自动蒸发而达到冷却的目的。间接冷却法将物料放在容器中，其热能经过器壁向周围介质自然散热。被冷却物料如果是液体或气体，则冷却可在间壁冷却器中进行。夹套、蛇管、套管、列管等式的热交换器都适用。冷却剂一般是冷水和空气，或根据生产实际情况来确定。

C64：洛伦兹力

运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力，即磁场对运动电荷的作用力。荷兰物理学家洛伦兹（~）首先提出了运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有作用力的观点，为纪念他，人们称这种力为洛伦兹力。在国际单位制中，洛伦兹力的单位是牛顿。

洛伦兹力的方向遵循左手定则（左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内；把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心（手心对准N极，手背对准S极），四指指向电流方向（即正电荷运动的方向），则拇指的方向就是导体或正电荷受力方向。由于洛伦兹力始终垂直于电荷的运动方向，所以它对电荷不做功，不改变运动电荷的速率和动能，只能改变电荷的运动方向使之偏转。

洛伦兹力既适用于宏观电荷，也适用于微观荷电粒子。电流元在磁场中所受安培力就是其中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。导体回路在恒定磁场中运动，使其中磁通量变化而产生的动生电动势也是洛伦兹力的结果，洛伦兹力是产生动生电动势的非静电力。

如果电场和磁场并存，则运动点电荷受力为电场力和磁场力之和。洛伦兹力在许多科学仪器和工业设备，例如，俘谱仪、质谱仪、粒子加速器、电子显微镜、磁镜装置、霍耳器件中都有广泛应用。

C65：毛细现象

毛细管：凡内径很细的管子叫“毛细管”。通常指的是内径等于或小于1毫米的细管，管子因管径有的细如毛发故称毛细管。例如，水银温度计、钢笔尖部的狭缝、毛巾和吸墨纸纤维间的缝隙、土壤结构中的缝隙以及植物的根、茎、叶的脉络等，都可认为是毛细管。

毛细现象：插入液体中的毛细管，管内外的液面会出现高度差。当毛细管插入浸润液体中，管内液面上升，高于管外；毛细管插入不浸润液体中，管内液面下降，低于管外，这种现象称为“毛细现象”。

产生毛细现象原因之一是由于附着层中分子的附着力与内聚力的作用，造成浸润或不浸润，因而使毛细管中的液面呈现弯月形。原因之二是由于表面张力和重力的共同作用，从而使弯曲液面产生附加压强。由于弯月面的形成，这使得沿液面切面方向作用的表面张力的合力，在凸弯月面处指向液体内部，在凹弯月面处指向液体外部。由于合力的作用使弯月面下液体的压强发生了变化——对液体产生一个附加压强，凸弯月面下液体的压强大于水平液面下液体的压强，而凹弯月面下液体的压强小于水平液面下液体的压强。根据在盛着同一液体的连通器中，同一高度处各点的压强都相等的道理，当毛细管里的液面是凹弯月面时，液体不断地上升，直到上升液柱的静压强抵消了附加压强；同样，当液面呈凸月面时，毛细管里的液面也将下降。

C66：摩擦力

两个互相接触的物体，当它们发生相对运动或有相对运动趋势时，在两个物体的接触面之间会产生阻碍它们相对运动的作用力，这个力叫摩擦力。摩擦力在本质上是由电磁力引起的。

物体之间产生摩擦力必须要具备以下四个条件：两物体相互接触；两物体相互挤压，发生形变，有弹力；两物体发生相对运动或相对运动趋势；两物体间接触面粗糙。四个条件缺一不可。由此可见：有弹力的地方不一定有摩擦力，但有摩擦力的地方一定有弹力。摩擦力是一种接触力，还是一种被动力。摩擦力可分为静摩擦力和滑动摩擦力。

若两个相互接触，而又相对静止的物体，在外力作用下如只具有相对滑动趋势，而又未发生相对滑动，则它们接触面之间出现的阻碍发生相对滑动的力，叫做“静摩擦力”。静摩擦力很常见。例如，拿在手中的瓶子、毛笔不会滑落，就是静摩擦力作用的结果。静摩擦力在生产技术中的应用也很多。例如，皮带运输机是靠货物和传送皮带之间的静摩擦力把货物送往别处的。

两接触物体产生相对滑动时产生的摩擦力称为滑动摩擦力。大量实验表明，滑动摩擦力的大小只跟法向正压力的大小和接触面的性质（动摩擦因数）有关。接触面材料相同时，法向正压力越大，滑动摩擦力越大；法向正压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。在低速情况下，摩擦力的大小与物体的表观接触面积及物体运动的快慢都无关。滑动摩擦力是阻碍相互接触物体间相对运动的力，不一定是阻碍物体运动的力。即摩擦力不一定是阻力，它也可能是使物体运动的动力，要清楚阻碍“相对运动”是以相互接触的物体作为参照物的。“物体运动”可能是以其他物体作参照物的。

C67：珀尔帖效应

年法国科学家珀尔帖发现了热电致冷和致热现象，即温差电效应。由N、P型材料组成一对热电偶，当热电偶通入直流电流后，因直流电通入的方向不同，将在电偶结点处产生吸热和放热现象，称这种现象为珀尔帖效应。珀尔帖效应就是电流流过两种不同导体的界面时，将从外界吸收热量，或向外界放出热量。由珀尔帖效应产生的热流量称作珀尔帖热。对珀尔帖效应的物理解释是：电荷载体在导体中运动形成电流，由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级向低能级运动时，便释放出多余的能量；相反，从低能级向高能级运动时，从外界吸收能量。能量在两材料的交界面处以热的形式吸收或放出。

半导体致冷器，也叫热电致冷器或温差致冷器，它采用了珀尔贴效应，即组合不同种类的两种金属，通电时一方发热而另一方吸收热量的方式。

C68：起电

起电，就是使物体带电。起电并不是创造了电荷，而是引起了电荷的转移，使物体显电性。

起电的方法有三种：摩擦起电、感应起电、接触起电。

摩擦起电的原理是由于各种物质束缚电子的能力不一样，摩擦两个不同物体就会引起电子的转移，使得到电子的一个物体显负电，另一个显正电。两个被摩擦的物体带的是异种等量电荷。两个相同物质摩擦不能起电。

摩擦起电顺序表：空气、人手、石棉、兔毛、玻璃、云母、人发、尼龙、羊毛、铅、丝绸、铝、纸、棉花、钢铁、木、琥珀、蜡、硬橡胶、镍铜、黄铜银、金铂、硫磺、人造丝、聚酯、赛璐珞、奥纶、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、二氧化硅、聚四氟乙烯。上述物体中，距离越远，起电的效果越好。

感应起电：将一个带电体靠近一个不带电的物体，这个物体靠近带电体的一端产生了与带电体相反的电荷，而远离带电体的一端产生了同种电荷，而且两端电荷量相等。感应起电的原理是电荷间的相互作用力。带电的物体能吸引不带电的物体，就是因为感应起电。

接触起电：将一个带电体与另一个不带电的物体接触，就可以使不带电的物体带电。接触后，两个物体带同种电荷。接触起电的原理是感应起电和电中和。

C69：气穴现象

气穴来自拉丁文“cavitus”，是空虚、空处的意思。气穴现象是由于机械力，如由船用的旋转机械力产生的致使液体中突然形成低压气泡并破裂的现象。水的气穴现象指冲击波到达水面后，使水面快速上升，并在一定的水域内产生很多空泡层，最上层空泡层最厚，向下逐渐变薄。随着静水压力的增加，超过一定的深度后，便不再产生空泡。

声波的气穴现象研究，用20~40千赫的声波进行了实验，声波在浓硫酸液体中产生高密度与低密度两个快速交替的区域，使得压力在其间振荡，液体中的气泡在高压下收缩，低压下膨胀。压力的变化非常快，致使气泡向内炸裂，有足够的能量产生热，这一过程被称为声学的气穴现象。

气穴现象在水下武器中广泛应用，比如海底子弹，当子弹由特别的物体发射出去后，在它的前部会形成一种类似于气泡状的东西，它的形成，会让子弹的阻力减小，以增加威力。

C70：热传导

热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一个系统的现象叫热传导。热传导是热传递3种基本方式之一。它是固体中热传递的主要方式，在不流动的液体或气体层中层层传递，在流动情况下往往与对流同时发生。热传导实质是大量物质的分子热运动互相撞击，使能量从物体的高温部分传至低温部分，或由高温物体传给低温物体的过程。在固体中，热传导的微观过程是：在温度高的部分，晶体中结点上的微粒振动动能较大。在低温部分，微粒振动动能较小。因微粒的振动互相联系，所以在晶体内部就发生微粒的振动，动能由动能大的部分向动能小的部分传递。在固体中热的传导，就是能量的迁移。在金属物质中，因存在大量的自由电子，在不停地做无规则的热运动。

自由电子在金属晶体中对热的传导起主要作用。在液体中热传导表现为液体分子在温度高的区域热运动比较强，由于液体分子之间存在着相互作用，热运动的能量将逐渐向周围层层传递，引起了热传导现象。由于热传导系数小，传导得较慢，它与固体相似，因而不同于气体；气体依靠分子的无规则热运动以及分子间的碰撞，在气体内部发生能量迁移，从而形成宏观上的热量传递。

各种物质的热传导性能不同，一般金属都是热的良导体，玻璃、木材、棉毛制品、羽毛、毛皮以及液体和气体都是热的不良导体，石棉的热传导性能极差，常作为绝热材料。

C71：热电现象

温差电动势即热电动势：用两种金属接成回路，当两接头处温度不同时，回路中会产生电动势，称热电动势。热电动势的成因是自由电子扩散（汤姆孙电动势），自由电子浓度不同（珀尔帖电动势），珀尔帖效应（塞贝克效应）。

C72：热电子发射

热电子发射又称爱迪生效应，是爱迪生于年发现的，是指加热金属使其中的大量电子克服表面势垒而逸出的现象。与气体分子相似，金属中的自由电子做无规则的热运动，其速率有一定的分布、在金属表面存在着阻碍电子逃脱出去的作用力，电子逸出需克服阻力做功，称为逸出功。在室温下，只有极少量电子的动能超过逸出功，从金属表面逸出的电子微乎其微。一般当金属温度上升到0℃以上时，动能超过逸出功的电子数目急剧增多，大量电子从金属中逸出，这就是热电子发射。若无外电场，逸出的热电子在金属表面附近堆积，成为空间电荷，它将阻止热电子继续发射。通常以发射热电子的金属丝为阴极，另一金属板为阳极，其间加电压，使热电子在电场作用下从阴极到达阳极，这样不断发射，不断流动，形成电流。随着电压的升高，单位时间从阴极发射的电子全部到达阳极，于是电流饱和。

许多电真空器件的阴极是靠热电子发射工作的。由于热电子发射取决于材料的逸出功及其温度，因此应选用熔点高而逸出功低的材料来做阴极。除热电子发射外，靠电子流或离子流轰击金属表面产生的电子发射，称为二次电子发射，靠外加强电场引起的电子发射称为场效发射，靠光照射金属表面引起的电子发射称为光电发射。各种电子发射都有其特殊的应用。

C73：热辐射

热辐射是热量传递的3种方式之一，是指物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。热辐射虽然也是热传递的一种方式，但它和热传导、对流不同。它能不依靠媒质把热量直接从一个系统传给另一系统。热辐射以电磁辐射的形式发出能量，温度越高，辐射越强。辐射的波长分布情况也随温度而变，温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在℃以至更高的温度时，则顺次发射可见光至紫外线辐射。热辐射是远距离传热的主要方式，如太阳的热量就是以热辐射的形式，经过宇宙空间再传给地球的。

热辐射的本质如下：发射辐射能是各类物质的固有特性。当原子内部的电子受温和振动时，产生交替变化的电场和磁场，发出电磁波向空间传播，这就是辐射。由于自身温度或热运动的原因而激发产生的电磁波传播，就称热辐射。显然，热辐射是电磁波，电磁波的波长范围可从几万分之一微米到数千米。通常把红外线、可见光和部分紫外线等电磁波称为热射线。热射线具有波动和量子特性。

一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射，温度愈高，辐射出的总能量就愈大，短波成分也愈多。热辐射的光谱是连续谱，波长覆盖范围理论上可从0直至无穷，一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线。由于电磁波的传播无需任何介质，所以热辐射是在真空中唯一的传热方式。

关于热辐射的重要规律有4个：基尔霍夫辐射定律、普朗克辐射分布定律、斯蒂藩-玻耳兹曼定律、维恩位移定律。有时将这4个定律统称为热辐射定律。

C74：热敏性物质

热敏性物质是受热时就会发生明显状态变化的物质，这些状态变化通常是相变、一级相变或二级相变。

由于热敏性物质可以在很窄温度范围内发生急速的转化，所以常用来显示温度，用来代替温度的测量。以下是可用的热敏性物质：可改变光学性能的液晶；改变颜色的热涂料；溶解合金，比如伍德合金；有沸点、凝固点和转化的临界状态点的水；有形状记忆能力的材料；在居里点可改变磁性的铁磁材料。

C75：热膨胀

物体因温度改变而发生的膨胀现象叫“热膨胀”。通常是指在外压强不变的情况下，大多数物质在温度升高时，其体积增大，温度降低时体积缩小。在相同条件下，气体膨胀最大，液体膨胀次之，固体膨胀最小。也有少数物质在一定的温度范围内，温度升高时，其体积反而减小，如0~4℃的水。因为物体温度升高时，分子运动的平均动能增大，分子间的距离也增大，物体的体积随之而扩大；温度降低，物体冷却时分子的平均动能变小，使分子间距离缩短，于是物体的体积就要缩小。又由于固体、液体和气体分子运动的平均动能大小不同，因而从热膨胀的宏观现象来看亦有显著的区别。

热膨胀系数：为表征物体受热时，其长度、面积、体积变化的程度，而引入的物理量。它是线膨胀系数、面膨胀系数和体膨胀系数的总称。

C76：热双金属片

热双金属片也称双金属片，是精密合金的一种，由两层（或多层）具有不同热膨胀系数的金属或合金作为组元层牢固结合而成。热双金属中的一组元层具有低的热膨胀系数，为被动层；另一组元层具有高的热膨胀系数，为主动层。有时，为了得到性能特殊的热双金属，还可以加入第三层或第四层金属或合金。通常，被动层材料都采用因瓦型合金；主动层材料则采用黄铜、镍等。通过主动层和被动层材料的不同组合，可以得到不同类型的热双金属，如高温型、中温型、低温型、高敏感型、耐蚀型、电阻型和速动型等。

热双金属片是由两种或多种具有合适性能的金属或其他材料所组成的一种复合材料构成的片材。由于各组元层的热膨胀系数不同，当温度变化时，这种复合材料的曲率将发生变化。但是随着双金属应用领域的扩大和结合技术的进步，近代已相继出现三层、四层、五层的双金属。事实上，凡是依赖温度改变而发生形状变化的组合材料，现今在习惯上仍称为热双金属。

由于金属膨胀系数的差异，在温度发生变化时，主动层的形变要大于被动层的形变，从而双金属片的整体就会向被动层一侧弯曲，产生形变。这一热敏特性广泛用于温度测量、温度控制、温度补偿和程序控制等。电气工业中的热继电器和断路器等，仪表工业中的气象仪表和电流计等，家用电器方面的电熨斗、电灶、电冰箱和空调装置等都广泛采用热双金属元件。另外还可以利用双金属片制成温度计，用来测量较高的温度。

C77：渗透

渗透是指水分子以及溶剂通过半透性膜的扩散。水的扩散同样是从自由能高的地方向自由能低的地方移动，如果考虑到溶质的话，水是从溶质浓度低的地方向溶质浓度高的地方流动。更准确一点说，是从蒸汽压高的地方扩散到蒸汽压低的地方。

被半透膜所隔开的两种液体，当处于相同的压强时，纯溶剂通过半透膜进入溶液的现象，称渗透。渗透作用不仅发生在纯溶剂和溶液之间，而且还可以在同种不同浓度溶液之间发生，低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度的溶液中。砂糖、食盐等结晶体的水溶液，易通过半透膜，而糊状、胶状等非结晶体则不能通过。

C78：塑性变形

塑性变形是金属零件在外力作用下产生不可恢复的永久变形。

通过塑性变形不仅可以把金属材料加工成所需要的各种形状和尺寸的制品，而且还可以改变金属的组织和性能。

一般使用的金属材料都是多晶体，金属的塑性变形可认为是由晶内变形和晶间变形两部分组成。

假若除去外力，金属中原子立即恢复到原来稳定平衡的位置，原子排列畸变消失和金属完全恢复了自己的原始形状和尺寸，则这样的变形称为弹性变形。增加外力，原子排列的畸变程度增加，移动距离有可能大于受力前的原子间距离，这时晶体中一部分原子相对于另一部分产生较大的错动。外力除去以后，原子间的距离虽然仍可恢复原状，但错动了的原子并不能再回到其原始位置，金属的形状和尺寸也都发生了永久改变。这种在外力作用下产生的不可恢复的永久变形称为塑性变形。

C79：Thoms效应

在管道中流体流动沿径向分为3部分：管道的中心为紊流核心，它包含了管道中的绝大部分流体；紧贴管壁的是层流底层；层流底层与紊流旋涡之间为缓冲区。层流的阻力要比紊流的阻力小。

年，英国科学家Thoms发现，在液体中添加聚合物可以将管内流动从紊流转变成层流，从而大大降低输送管道的阻力，这就是摩擦减阻技术。

1）减阻剂的减阻机理。管道中的流体流态大多为紊流，而减阻剂恰恰在紊流区起作用。最新的研究成果表明，缓冲区是紊流最先形成的地方。减阻高聚物主要在缓冲区起作用。减阻高聚物分子可以在流体中伸展，吸收薄间层的能量，干扰薄间层的液体分子从缓冲区进入紊流核心，阻止其形成紊流或减弱紊流的程度。

2）减阻剂的生产工艺。减阻剂生产的技术关键主要包括两个方面，一是超高分子量、非结晶性、烃类溶剂可溶的减阻聚合物的合成；二是减阻聚合物的后处理。

C80：汤姆孙效应

在介绍汤姆孙效应之前，先介绍一下前人所做的工作。

年，德国物理学家塞贝克发现，在两种不同的金属所组成的闭合回路中，当两接触处的温度不同时，回路中会产生一个电势，此所谓“塞贝克效应”。年，法国实验科学家珀尔帖发现了它的反效应：两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流时，两个接头之间将产生温差，此所谓“珀尔帖效应”。年，俄国物理学家楞次又发现，电流的方向决定了吸收还是产生热量，发热（制冷）量的多少与电流的大小成正比。

年，汤姆孙利用他所创立的热力学原理对塞贝克效应和珀尔帖效应进行了全面分析，并将本来互不相干的塞贝克系数和珀尔帖系数建立了联系。汤姆孙认为，在绝对零度时，珀尔帖系数与塞贝克系数之间存在简单的倍数关系。在此基础上，他又从理论上预言了一种新的温差电效应，即当电流在温度不均匀的导体中流过时，导体除产生不可逆的焦耳热之外，还要吸收或放出一定的热量（称为汤姆孙热）。或者反过来，当一根金属棒的两端温度不同时，金属棒两端会形成电势差。这一现象后叫汤姆孙效应（Thomsoneffect），成为继塞贝克效应和珀尔帖效应之后的第三个热电效应。

汤姆孙效应的物理学解释是：金属中温度不均匀时，温度高处的自由电子比温度低处的自由电子动能大。像气体一样，金属当温度不均匀时会产生热扩散，因此自由电子从温度高端向温度低端扩散，在低温端堆积起来，从而在导体内形成电场，在金属棒两端便引成一个电势差。这种自由电子的扩散作用一直进行到电场力对电子的作用与电子的热扩散平衡。

汤姆孙效应是导体两端有温差时产生电势的现象，珀尔帖效应是带电导体的两端产生温差（其中的一端产生热量，另一端吸收热量）的现象，两者结合起来就构成了塞贝克效应。

C81：韦森堡效应

当高聚物熔体或浓溶液在各种旋转黏度计中或容器中进行电动搅拌，受到旋转剪切作用，流体会沿着内筒壁或轴上升，发生包轴或爬杆现象，在锥板黏度计中则产生使锥体和板分开的力，如果在锥体或板上有与轴平行的小孔，流体会涌入小孔，并沿孔上所接的管子上升，这类现象统称为韦森堡效应。尽管韦森堡效应有很多表现形式，但它们都是法向应力效应的反映。

C82：位移

质点从空间的一个位置运动到另一个位置，它的位置变化叫做质点在这一运动过程中的位移。位移是一个有大小和方向的物理量，是矢量。物体在某一段时间内，如果由初位置移到末位置，则连接初位置到末位置的有向线段叫做位移。它的大小是运动物体初位置到末位置的直线距离；方向是从初位置指向末位置。位移只与物体运动的始末位置有关，而与运动的轨迹无关。如果质点在运动过程中经过一段时间后回到原处，那么，路程不为零而位移为零。在国际单位制中，位移的单位为米，此外常用的位移单位还有毫米、厘米、千米等。

C83：吸附作用

吸附作用是指各种气体以及溶液里的溶质被吸着在固体或液体物质表面上的作用。吸附作用实际是吸附剂对吸附质颗粒的吸引作用。具有吸附性的物质叫做吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。吸附作用可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附是以分子间作用力相吸引的，吸附热少。如活性炭对许多气体的吸附属于这一类，被吸附的气体很容易解脱出来，而不发生性质上的变化。所以物理吸附是可逆过程。化学吸附则以类似于化学键的力相互吸引，其吸附热较大。例如，许多催化剂对气体的吸附属于这一类。被吸附的气体往往需要在很高的温度下才能解脱，而且在性状上有变化。所以化学吸附大都是不可逆过程。同一物质，可能在低温下进行物理吸附而在高温下为化学吸附，或者两者同时进行。

常见的吸附剂有活性炭、硅胶、活性氧化铝、硅藻土等。电解质溶液中生成的许多沉淀，如氢氧化铝、氢氧化铁、氯化银等也具有吸附能力，它们能吸附电解质溶液中的许多离子。

在生产和科学研究上，常利用吸附和解吸作用来干燥某种气体或分离、提纯物质。吸附作用可以使反应物在吸附剂表面浓集，因而提高化学反应速度。同时由于吸附作用，反应物分子内部的化学键被减弱，从而降低了反应的活化能，这使化学反应速度加快。因此，吸附剂在某些化学反应中可作催化剂。

C84：吸收

吸收是指物质吸取其他实物或能量的过程。气体被液体或固体吸取，或液体被固体所吸取。在吸收过程中，一种物质将另一种物质吸进体内与其融和或化合。例如，硫酸或石灰吸收水分；血液吸收营养；毡毯、矿物棉、软质纤维板及膨胀珍珠岩等材料可吸收噪声；用化学木浆或棉浆制成纸质粗松的吸墨纸，用来吸干墨水。吸收气体或液体的固体，往往具有多孔结构。当声波、光波、电磁波的辐射，投射到介质表面时，一部分被表面反射，一部分被吸收而转变为其他形式的能量，当能量在介质中沿某一方向传播时，随入射深度变深逐渐被介质吸收。例如，玻璃吸收紫外线，水吸收声波，金属吸收X射线等。

光的吸收是指光在介质中传播时部分能量被介质吸收的现象。从实验上研究光的吸收，通常用一束平行光照射在物质上，测量光强随穿透距离衰减的规律。若介质对光的吸收程度与波长无关，则称为一般吸收；若对某些波长或一定波长范围内的光有较强吸收，而对其他波长的光吸收较少，则称为选择吸收。大多数染料和有色物体的颜色都是选择吸收的结果。多数物质对光在一定波长范围内吸收较少（表现为对光透明），而在另一些波段内则对光有强烈吸收（表现为不透明），例如，对可见光透明的普通玻璃对红外线和紫外线有强烈吸收。用具有连续谱的光照射物质，再把经物质吸收后的透射光用光谱仪展成光谱，就得该物质的吸收光谱。

波的吸收是指波在实际介质中，由于波动能量总有一部分会被介质吸收，波的机械能不断减少，波强亦对逐渐减弱。

C85：形变

形变是物体由于外因或内在缺陷，在外力作用下物质的各部分的相对位置发生变化的过程。凡物体受到外力而发生形状变化的现象谓之“形变”。形变的种类有：

1）纵向形变，即物体两端受到压力或拉力时，长度发生改变。

2）体积形变，即物体体积大小的改变。

3）切变，即物体两相对的表面受到在表面内的（切向）力偶作用时，两表面发生相对位移。

4）扭转，即一圆柱状物体，两端各受方向相反的力矩作用而发生的形变。

5）弯曲，即物体因负荷而弯曲所产生的变形，称弯曲形变。

6）微小形变，指肉眼无法看到的形变，如果一个力没有改变物体的运动状态，以及没有发生以上形变，一定是使物体发生了微小形变。

此外，还包括弹性材料的应变，塑性材料的永久形变和液体的流动。无论产生什么形变，都可归结为长变与切变。

C86：形状

物体形状：物体的外部轮廓。

形状的几何参数：体积、表面积、尺寸等。

常用的形状是：光滑表面、抛物面、球面、皱褶、螺旋、窄槽、微孔、穗、环等。

C87：形状记忆合金

一般金属材料受到外力作用后，首先发生弹性变形，达到屈服点后，就产生塑性变形，压力消除后留下永久变形。但有些材料，在发生了塑性变形后，经过合适的热过程，能够回复到变形前的形状，这种现象叫做形状记忆效应（SME）。具有形状记忆效应的金属一般是由两种以上金属元素组成的合金，称为形状记忆合金（SMA）。

形状记忆合金可以分为3种：

1）单程记忆效应。形状记忆合金在较低的温度下变形，加热后可恢复变形前的形状，这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应。

2）双程记忆效应。某些合金加热时恢复高温相形状，冷却时又能恢复低温相形状，这种现象称为双程记忆效应。

3）全程记忆效应。加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状，称此现象为全程记忆效应。

C88：压磁效应

铁磁性材料受到机械力的作用时，其内部产生应变，从而产生应力，导致磁导率发生变化的现象称为压磁效应。

磁材料被磁化时，如果受到限制而不能伸缩，内部会产生应力。同样在外部施加力也会产生应力。当铁磁材料因磁化而引起伸缩产生应力时，其内部必然存在磁弹性能量。分析表明，磁弹性能量与磁致伸缩系数与应力的乘积成正比，并且还与磁化方向与应力方向之间的夹角有关。由于磁弹性能量的存在，这将使磁化方向改变，对于正磁致伸缩材料，如果存在拉应力，将使磁化方向转向拉应力方向，加强拉应力方向的磁化，从而使拉应力方向的磁导率增大。压应力将使磁化方向转向垂直于应力的方向，削弱压应力方向的磁化，从而使压应力方向的磁导率减小。对于负磁致伸缩材料，情况正好相反。这种磁化的铁磁材料在应力影响下形成磁弹性能，使磁化强度矢量重新取向，从而改变应力方向的磁导率的现象称为磁弹效应或压磁效应。

C89：压电效应

压电效应是指某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而发生变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷，而当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场时，同样会引起电介质内部正负电荷中心的相对位移而导致电介质发生变形，且其应变与外电场强度成正比，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为压电传感器。

C90：压强

物体的单位面积上受到的法向压力的大小叫做压强，是表示压力作用效果强弱的物理量。对于压强的定义，应当着重领会4个要点：

1）受力面积一定时，压强随着压力的增大而增大。（此时压强与压力成正比）

2）当压力一定时，受力面积越小，压强越大；受力面积越大，压强越小。（此时压强与受力面积成反比）

3）压力和压强是截然不同的两个概念：压力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用力，跟支持面面积大小无关。

4）压力、压强的单位是有区别的。压力的单位是牛顿，与一般力的单位相同。压强的单位是一个复合单位，由力的单位和面积的单位组成。在国际单位制中是牛顿平方米，称“帕斯卡”，简称“帕”。

C91：液气体的压力

液体的压力是指液体受到重力作用，而向下流动，因受容器壁及底的阻止，故器壁及底受到液体压力的作用。液体因为重力的作用和它的流动特性，当液体静止时，液体内及其接触面上各点所受的压力，都遵守下列各条规律：

1）静止液体的压力必定与接触面垂直。

2）静止液体内同一水平面上各点所受的压强完全相等。

3）静止液体内某一点的压强，对任何方向都相等。

4）静止液体内上下两点的压强差，大小等于以两点间的垂直距离为高度，单位面积为底的液柱重量。

地球表面覆盖有一层厚厚的由空气组成的大气层。在大气层中的物体，都要受到空气分子撞击产生的压力，即大气压力。也可以认为，大气压力是大气层中的物体受大气层自身重力产生的作用于物体上的压力。

C92：液体动力

液体动力学是研究水及其他液体的运动规律及其与边界相互作用的学科，又称水动力学。液体动力学和气体动力学组成流体动力学。人类很早就开始研究水的静止和运动的规律，这些规律也可适用于其他液体和低速运动的空气。20世纪以来，随着航空、航天、航海、水能、采油、医学等行业的发展，与流体动力学相结合的边缘学科不断出现并充实了液体动力学的内容。液体动力学研究的方法有现场观测、实验模拟、理论分析和数值计算4类。

液体运动受两个主要方面的影响：一是液体本身的特性；另一是约束液体运动的边界特性。根据这些特性的改变，液体动力学的主要研究内容是理想液体运动。根据普朗特的边界层理论，在边界层以外的区域中，黏性力可以不予考虑，因此，理想液体的运动规律在特定条件下仍可应用。在普朗特以前，在这一领域曾进行过很多研究（如有环量的无旋运动，拉普拉斯无旋运动）。液体的压缩性很小，只有在几种情况下，如管道中的水击、水中声波、激波传播等，才需要考虑液体的可压缩性。

C93：液体和气体压强

压强是指物体单位面积上受到的法向压力，反映了压力作用效果的强弱。液体由于受到重力的作用，所以对容器的底部有压强的作用。

液体由于具有流动性，所以具有跟固体不同的压强特点：在液体内部向各个方向都有压强，压强随深度的增加而增大，在同种液体的相同深度的各处和各个方向的压强相等，不同液体的内部相同的深度的压强还跟液体的密度有关，密度越大，压强越大。液体的压强与受力面积无关。

在解决问题时应注意以下几点：

1）液体内部某处的深度，应当取该处至液面的垂直距离，它与容器形状无关。

2）深度与高度是有区别的，深度是从液面向下至某一点的垂直距离，而高度是从容器或液体的底部起向上到液面的竖直高度。

3）液体内部某处至液面之间有几层密度不同的液体，则该处的压强等于几层液体各自产生的压强之和。在考虑大气压的情况下，该处的压强还应当加上液面上受到的大气压强。

空气能流动，也受到重力作用，所以空气内部向各个方向都有压强，大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强。大气压强通常以水银气压计的水银柱的高度来表示。地面上标准大气压约等于76cm高水银柱产生的压强。由于测量地区等条件的影响，所测数值不同。

C94：一级相变

不同相之间的相互转变，称为“相变”或称“物态变化”。自然界中存在的各种各样的物质，绝大多数都是以固、液、气3种聚集态存在着。为了描述物质的不同聚集态，而用“相”来表示物质的固、液、气3种形态的“相貌”。从广义上来说，所谓“相”，指的是物质系统中具有相同物理性质的均匀物质部分，它和其他部分之间用一定的分界面隔离开来。例如，在由水和冰组成的系统中，冰是一个相，水是另一个相。

不同相之间相互转变一般包括2类，即一级相变和二级相变。相变总是在一定的压强和一定的温度下发生的。在物质形态的互相转换过程中必然要有热量的吸入或放出。物质3种状态的主要区别在于它们分子间的距离、分子间相互作用力的大小和热运动的方式不同，因此在适当的条件下，物体能从一种状态转变为另一种状态，其转换过程是从量变到质变。例如，物质从固态转变为液态的过程中，固态物质不断吸收热量，温度逐渐升高，这是量变的过程；当温度升高到一定程度，即达到熔点时，再继续供给热量，固态就开始向液态转变，这是就发生了质的变化。虽然继续供热，但温度并不升高，而是固液并存，直至完全熔化。

在发生相变时，体积的变化同时伴随热量的吸收或释放，这类相变即称为“一级相变”，即一般所说的相变。例如，在1个大气压和0℃的情况下，1kg质量的冰转变成同温度的水，要吸收79.6kcal的热量，与此同时体积亦收缩。所以，冰与水之间的转换属一级相变。

一级相变的特点是两相的化学势相等，但有体积改变并产生相变热。也就是说，在相变点，两相的化学势的一级偏微商不相等。

C95：永久磁铁

在没有外加磁场的情况下，能够长时间保持自身磁性的物体。永久磁铁可用铁磁性的物料，如铁、镍等制成。其原子结构特殊，原子本身具有磁矩。一般这些矿物分子排列混乱，磁区互相影响就显不出磁性，但是在外力如磁场导引下分子排列方向趋向一致，就显出磁性，也就是俗称的磁铁，铁、钴、镍是最常用的磁性物质。基本上磁铁分永久磁铁与软磁铁，永久磁铁是加上强磁使磁性物质的自旋与电子角动量成固定方向排列；软磁铁则需加上电流才能显出磁性，等电流去掉，软铁会慢慢失去磁性。磁铁只是一个通称，是泛指具有磁性的东西，实际的成分不一定包含铁。较纯的金属态的铁本身没有永久磁性，只有靠近永久磁铁时才会感应产生磁性，一般的永久磁铁里面加了其他杂质元素（如碳）来使磁性稳定下来，但是这样会使电子的自由性降低而不易导电，所以电流通过的时候灯泡亮不起来。铁是常见的带磁性元素，但许多其他元素具有更强的磁性，像强力磁铁很多就是铷、铁、硼混合而成的。

C96：约翰逊-拉别克效应

年，约翰逊和拉别克发现，抛光镜面的弱导电物质（玛瑙，石板等）的平板，会被一对连接着V电源的、邻接的金属板稳固地拿住。而在断电的情况下，金属板可以很轻易地移开。

对此现象的解释如下：金属和弱导电物质，两者是通过少数的几个点相互接触的，这就导致了过渡区中的大电阻系数、金属板间接触的弱导电物质与金属板自己本身的小电阻系数（由于大的横截面），所以，在金属和物质间的如此狭小的一个转换空间内，存在着电场，将会产生巨大的压降，由于金属和物质之间（大约1nm）的微小距离，此空间就产生了很高的电位差。

C97：折射

波在传播过程中，由一种媒质进入另一种媒质时，传播方向发生偏折的现象称为波的折射。在同类媒质中，由于媒质本身不均匀，这亦会使波的传播方向改变，此种现象也称为波的折射。

任何介质相对于真空的折射率，称为该介质的绝对折射率，简称折射率。对于一般光学玻璃，可以近似地以空气的折射率来代替绝对折射率。

C98：振动

振动是一种常见的运动形式。力学中指一个物体在某一位置附近做周期性的往复运动，常称为机械振动，也称为振荡。振动是指一个状态改变的过程。从广义上说振动是指描述系统状态的参量（如位移、电压）在其基准值上下交替变化的过程。狭义上指机械振动，即力学系统中的振动，是物体（或物体的一部分）在平衡位置（物体静止时的位置）附近作的往复运动。可分为自由振动、受迫振动，又可分为无阻尼振动与阻尼振动。常见的简谐运动有弹簧振子模型、单摆模型等。振动在机械行业中的应用非常普遍，例如，在振动筛分行业中基本原理系借电机轴上下端所安装的重锤（不平衡重锤），将电机的旋转运动转变为水平、垂直、倾斜的三次元运动，再把这个运动传达给筛面。若改变上下部的重锤的相位角可改变原料的行进方向。

振动是自然界和工程界常见的现象。振动的消极方面是，影响仪器设备功能，降低机械设备的工作精度，加剧构件磨损，甚至引起结构疲劳破坏；振动的积极方面是，有许多需利用振动的设备和工艺（如振动传输、振动研磨、振动沉桩等）。振动分析的基本任务是讨论系统的激励（即输入，指系统的外来扰动，又称干扰）、响应（即输出，指系统受激励后的反应）和系统动态特性（或物理参数）三者之间的关系。20世纪60年代以后，计算机和振动测试技术的重大进展，为综合利用分析、实验和计算方法解决振动问题开拓了广阔的前景。

C99：驻波

驻波是指频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的两列波叠加后形成的波。波在介质中传播时其波形不断向前推进，故称行波。上述两列波叠加后波形并不向前推进，故称驻波。振幅为零的点称为波节，振幅最大处称为波腹。波节两侧的振动相位相反。相邻两波节或波腹间的距离都是半个波长。入射波（推进波）与反射波相互干扰而形成的波形不再推进（仅波腹上、下振动，波节不移动）的波浪，称驻波。在行波中能量随波的传播而不断向前传递，其平均能流密度不为零；但驻波的平均能流密度等于零，能量只能在波节与波腹间来回运行。

由于节点静止不动，所以波形没有传播。能量以动能和位能的形式交换储存，亦传播不出去。

驻波是波的一种干涉现象，在声学和光学中都有重要的应用。例如，各种乐器，包括弦乐器、管乐器和打击乐器，都是由于产生驻波而发声。

C：驻极体

将电介质放在电场中就会被极化。许多电介质的极化是与外电场同时存在、同时消失的。也有一些电介质，受强外电场作用后其极化现象不随外电场去除而完全消失，出现极化电荷“永久”存在于电介质表面和体内的现象。这种在强外电场等因素作用下，极化并能“永久”保持极化状态的电介质，称为驻极体，又叫永电体。

驻极体具有体电荷特性，即它的电荷不同于摩擦起电，既出现在驻极体表面，也存在于其内部。若把驻极体表面去掉一层，新表面仍有电荷存在；若把它切成两半，就成为两块驻极体。这一点可与永久磁体相类比，因此驻极体又称永电体。

驻极体不能像电池那样从中取出电流，却可以提供一个稳定的电压，因此是一个很好的直流电压源。这在制造电子器件和电工测量仪表等方面大有用处。高分子聚合物驻极体的发现和使用，是电声换能材料一次巨大变革，利用它可以制成质量很高、具有很多优点的电声器件。另外还可制成电机、高压发生器、引爆装置、空气过滤器，以及电话拨号盘、逻辑电路中的寻址选择开关、声全息照相用换能器等。随着对驻极体研究的深人和新材料的连续发现，它会像永磁体一样，被广泛应用。

能制成驻极体的有天然蜡、树脂、松香、磁化物、某些陶瓷、有机玻璃及许多高分子聚合物（例如，K-1聚碳酸醋、聚四氟乙烯、聚全氟乙烯丙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚醋）等。