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不断进化的小结构

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1994年冬、1995年冬、1996年春,我在加州大学圣巴巴拉分校教这门课;2003年春,普林斯顿;2004年春,哈佛大学。这里的讲义是2004年春季发给全班的。

主题

工程242 r。固体力学:高级研讨会

锁志刚

半程课程(2004年春季)

进化小结构的机制。例子包括自组装量子点、单层岛阵列和电迁移。该研究遵循从原子过程到介观现象,再到工程意义的概念流。

前提条件:熟悉应用力学或材料科学。

指导老师:索志刚

时间:周二、周四上午10-11:30

地点:Pierce Hall 307

本课程整合了速率过程、热力学和应用力学的各个方面来模拟演化的结构。大尺度现象包括空化、晶粒生长、电迁移、应力诱导扩散和电场诱导的分子组装。该课程展示了从分子过程到大规模现象的思想流动,并强调建模技能,而不是详细分析。学生们学会识别现象的强大特征——不稳定性、长度和时间尺度、相互竞争的力量和速率,以及无量纲群体。

前提条件:熟悉应用力学或材料科学。

评分:每周作业(60%)。三小时,闭卷期末(40%)。

没有教科书。大部分讲座的笔记都是打字的。期刊文章。

课程目的

几个世纪以来,科学家们获得了许多强大的工具。牛顿为一项工作发明了一种工具。拉普拉斯把它削尖了。第三个人,爱因斯坦,后来发现他把这个工具和麦克斯韦发明的另一个工具结合起来,就完成了一项新的工作。这些工具变得流行起来,并有效地在大学里传播。为了节省时间,并在几代人之间传递更多的工具,像我这样的老师提出了这个可疑的想法:精简和吝啬的课程,没有冗余。然而,有一种危险是,学生在没有指导的情况下就得到了工具。许多课程中充斥着形式和抽象,有些人选择它是为了节省时间,有些人选择它是为了掩盖无知。教师几乎没有时间表现出使用这些工具进行新发现的兴奋之情。

在本课程中,我会用例子来展示如何通过整合你已经学过的想法来理解复杂的现象。一旦你为自己发现了一些东西,也许学习新思想会变得容易得多。现在当你学习的时候,你心里有了一个目标,有了一个你内心所珍爱的问题。我真的没有一个课程,或者一套明确的材料,我必须涵盖。我希望如此发现给你一些东西。我们会在学期末编一个课程,这样学校就会对这门课感到高兴,你也会觉得自己花时间很明智。现在,我给你们发一份我2003年在普林斯顿教的课程大纲。我对一些话题比其他的更了解。如果你比我更了解一个话题,请大声说出来。

你得工作。你可以自由地和任何人讨论每周的作业,但是要单独交作业。每周的作业占总成绩的60%。为了奖励那些真正理解周作业的人,期末考试将大量使用周作业。期末考试是闭卷考试,占总成绩的40%。

为了给课程带来生活,我将选择我目前最喜欢的话题。它们可能是也可能不是当今力学中的热门话题,并且可能有松散的结局和不确定性。但只要我们喜欢就没关系。如果你发现你对不确定性感到苦恼,试着像一个优秀的科学家那样去处理它。放松。玩得开心。

评论

赵克杰的照片

这学期力学专业的学生似乎没有多少选择,希望这门优秀的课程能在明年春天开课。

MichelleLOyen的照片

你好中国,

我很感兴趣地阅读了这里所涵盖的主题列表,因为它们似乎是特定于某些工程材料类的(就像力学中经常出现的那样);鉴于你最近对水凝胶的研究,如果你再来一遍这个模块你会加入聚合物和水凝胶的新材料吗?我认为基本的橡胶弹性概念,当然还有孔隙弹性或扩散相关的现象,可以很好地完善这个主题列表,用于更广泛的基础材料!

索志刚的照片

亲爱的米歇尔:谢谢你指出在主题组合中缺乏软材料。我正在教一门课程先进的弹性现在,用橡胶,凝胶和聚电解质作画。

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