【臺大材料所跨國團隊發展極高強度低成本新穎鋼材榮登《Science》期刊】
臺大參與兩岸三地合作發展極高強度、高延性、低成本新穎鋼鐵材料,汽車、航太、及能源工業都需要高強度且高延性的金屬材料來提高能源效率並降減溫室氣體排放量。然而,金屬材料的強度和延性經常是魚與熊掌不可兼得,增加強度的同時往往導致材料延展性下降,進而影響料成形性與衝擊性能。兩岸三地年輕學者合作研究突破過往材料差排理論,大幅提高強度同時仍使材料兼具延展性。此項研究於2017年08月24日發表於《Science》期刊,篇名為《High dislocation density induced large ductility in deformed and partitioned steels》),全文請參照連結B. B. He et al., Science, 10.1126/science.aan0177 (2017)。
「金屬材料經過塑性變形,差排密度提高,故強度提高,但延展性變差,此稱為加工硬化。」
這段敘論述幾乎可以被視為材料科學的定律,而香港大學機械工程系黃明欣博士過去便一直思索以提高「可動差排」密度來維持塑性的理論與可能性,合作團隊中北京科技大學羅海文博士認為能以中錳鋼合金系統來進行材料設計,而臺灣大學顏鴻威與程冠儒則以電子顯微鏡技術進行機構解析。該團隊認為以調配雞尾酒的方法能夠使材料的顯微結構更複雜,若能同時有效控制複雜顯微結構以及變形組織演化,則有機會提高可動差排密度來維持塑性,最後團隊以「變形繼以配分(deformation & partition, D&P)」的技術實現了此具有突破性機械性能的鋼鐵材料。此新穎合金具有2.0GPa以上之降伏強度(材料抵抗塑性變形的能力),而其均勻延伸率仍可達到16%以上。
研究團隊設計了Fe-10Mn-0.47C-2Al-0.7V (in wt. %)的中錳鋼來實現變形繼以配分(D&P)的製程, 通過適量冷軋變形,隨後進行低溫回火(400 °C)得到高差排密度的D&P鋼,此特殊鋼的介穩態沃斯田鐵鑲嵌在高差排密度的麻田散鐵中(詳見圖1)。麻田散鐵是在冷軋的過程由沃斯田鐵相變形成的,而在低溫回火時,麻田散鐵中的碳會配分給沃斯田鐵,保留了麻田散鐵的差排密度,同時避免了中高碳麻田散鐵的脆性,更值得注意的是,此類型差排雖然密度極高,卻能夠維持其滑移的自由度。另一方面,獲得碳配分的沃斯田鐵能在材料變形過程中相變態形成麻田散鐵,輔助性地共同維持了材料的高均勻延伸率(延性)。
相較於普遍使用的超高強度汽車鋼(圖2: DP 780和Q&P 980)和應用於航空及國防工業的麻時效鋼,新開發的D&P鋼不僅具有更高的屈服強度,而且擁有更好的延伸率。研究團隊中的幾位學者近期已經獨立發表許多突破強度和延性之間抵換的新型鋼種(詳見圖2),其中包含黃明欣團隊於2015年研發的納米雙晶鋼(Nano Twin Steel),顏鴻威團隊於2015年發表的超細晶雙相鋼(UFG-Duplex Steel),羅海文於2016年發表的相變/雙晶誘發應變中錳鋼(TRIP/TWIP M-Mn Steel),但是鋼鐵之強度都停滯在約1500 MPa左右,透過合作薈萃三人過去的顯微結構控制技術與經驗,使D&P鋼之機械性大幅突破過去之研究成果。
除了差排理論與機械性能上的突破,D&P鋼不僅達到了麻時效鋼的強度(圖2: Maraging Steel),並具有優異的延展性,而其原材料價格僅有麻時效鋼的20%。因此,通過顯微結構與缺陷的複雜化與可控化,研究團隊在降低經濟成本的同時得到了超高強度的鋼鐵。因此,D&P鋼具有工業生產的潛力,而「如何調配可動差排」這樣的概念亦能廣泛應用於汽車、航太、以及能源等工程材料領域當中。
此研究由香港大學主導,協同北京科技大學、臺灣大學和香港城市大學的青年科學家共同合作所完成的,為兩岸三地青年科學家成功合作的例子。顏鴻威博士師承臺灣材料顯微結構大師楊哲人教授,於2014年8月回到臺灣大學任教,並成立「顯微結構與缺陷物理研究團隊」,透過此研究指導程冠儒同學相關學理與技術,團隊成員特別感謝臺灣大學與科技部材料學門的經費補助,使其能在2015年研究室草創狀態下就展開D&P鋼之顯微結構與變形機制剖析研究,其間獲英國Oxford Instruments設備助拳,最後於2016年底順利完成這項合作研究。臺灣大學自陸志鴻校長1972年建立第一部穿透式電子顯微鏡,至楊哲人教授建立先進鋼鐵組織控制學群,迄今已經有高過40年歷史,而程冠儒同學繼承了臺大悠久的顯微結構分析傳統,並展現驚豔之研究成果,相當難得。未來臺大將持續深耕顯微結構與缺陷分析之專業教育、先進設備、以及前瞻應用研究。
同時也有110部Youtube影片,追蹤數超過7萬的網紅王大喜,也在其Youtube影片中提到,2021/09/18(紀實型雜記) #現實中的清醒夢 #DNA光弦運動 #清醒夢 #白洞與原創力 #白洞 #弦理論 #antibody #whitehole #創造力 (房屋淨化工作紀實; House cleansing work documentary) 現實中的清醒夢 ”DNA光弦運動、白...
差排理論 在 王大喜 Youtube 的精選貼文
2021/09/18(紀實型雜記)
#現實中的清醒夢 #DNA光弦運動 #清醒夢 #白洞與原創力 #白洞 #弦理論 #antibody #whitehole #創造力
(房屋淨化工作紀實; House cleansing work documentary)
現實中的清醒夢
”DNA光弦運動、白洞與原創力” ;
Lucid dream In reality
, ”Arch、white hole、Creativity”
/.原著與紀實 王大喜(Rasta Wang)
*今日章節;Daily Chapter:
葡萄樹與世人的憎恨
「「我是真葡萄樹,我父是栽培的人。 你們要常在我裏面,我也常在你們裏面。枝子若不常在葡萄樹上,自己就不能結果子;你們若不常在我裏面,也是這樣。 你們若常在我裏面,我的話也常在你們裏面,凡你們所願意的,祈求,就給你們成就。 「世人若恨你們,你們知道,恨你們以先已經恨我了。 你們若屬世界,世界必愛屬自己的;只因你們不屬世界,乃是我從世界中揀選了你們,所以世界就恨你們。 恨我的,也恨我的父。 我若沒有在他們中間行過別人未曾行的事,他們就沒有罪;但如今連我與我的父,他們也看見也恨惡了。 這要應驗他們律法上所寫的話,說:『他們無故地恨我。』 但我要從父那裏差保惠師來,就是從父出來真理的聖靈;他來了,就要為我作見證。 你們也要作見證,因為你們從起頭就與我同在。」」
約翰福音 15:1, 4, 7, 18-19, 23-27 CUNP-神
「I am the true vine, and my Father is the husbandman. Abide in me, and I in you. As the branch cannot bear fruit of itself, except it abide in the vine; so neither can ye, except ye abide in me. If ye abide in me, and my words abide in you, ask whatsoever ye will, and it shall be done unto you. If the world hateth you, ye know that it hath hated me before it hated you. If ye were of the world, the world would love its own: but because ye are not of the world, but I chose you out of the world, therefore the world hateth you. He that hateth me hateth my Father also. If I had not done among them the works which none other did, they had not had sin: but now have they both seen and hated both me and my Father. But this cometh to pass, that the word may be fulfilled that is written in their law, They hated me without a cause. But when the Comforter is come, whom I will send unto you from the Father, even the Spirit of truth, which proceedeth from the Father, he shall bear witness of me: and ye also bear witness, because ye have been with me from the beginning.」
John 15:1, 4, 7, 18-19, 23-27 ASV
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差排理論 在 OP凱文 Youtube 的最讚貼文
0:00 今天我們要來介紹如何用選擇權的價差策略
來達到長期穩定獲利的方法
1:28 為什麼要做價差
a.已知最大風險,不會因為黑天鵝而被抬出場
期貨有可能會因為跳空,而出現無法預期的虧損
甚至不用談到跳空,有的時候你可能只是去忙一下
回來一看卻發現,怎麼豬羊變色了
但是垂直價差策略在你一開始建立好的時候
就已經知道最大虧損最大獲利是多少
以及損益兩平點在什麼位置
你可以抱著價差安心上班,安心睡覺
但如果是做期貨,你可能就三不五時會想要打開來看現在指數在哪
b.比起期貨,選擇權價差更能增加你的勝率
撇開技術分析不談(因為要談的話其實對期貨對選擇權都是同樣的影響)
期貨在進場之後,上漲下跌機率其實就50%50%
但是價差可以透過履約價的調整,來增加你的勝率
舉例來說,指數17000
期貨多單進場之後,就是以此為分水嶺,上漲賺錢下跌賠錢
但選擇權價差可以選
例如我作16800-16900看多價差,我會有一百點空間
結算在16900之上我都是獲利的
也就是說即使指數是下跌,但我最後也是獲利的
當然這個不能下跌太多啦,下跌太多跌破我看多價差做的履約價的話也還是會受傷的
當然,有一好沒兩好
選擇權也不是萬能的
如果我們要選擇更高勝率的履約價,最大獲利就會降低
反之,如果我們想要最大獲利高一些,勝率也就會低一些
(例如現在指數在17000,我想做多,
選擇16900這個履約價去做看多價差,我會有比較好的獲利,但勝率低
選擇16800這個履約價去做看多價差,獲利會比較差,但勝率高)
不過我這邊想要跟大家分享一個觀念
你先求穩,再求多(先求有,再求好)
意思是如果你要做的話我會建議你先做勝率高的組合
雖然他最大獲利低,但你積少成多慢慢累積資金
後面慢慢增加你做的組數,整體獲利也會往上升
c.保證金比期貨低,可有效運用你的資金
小台的保證金要四萬多
但我們選擇權做價差,一組的保證金最低只要2500
因為他的保證金計算方式是用兩個不同的履約價之間的差去乘以50元
也就是說如果我今天做一組16850跟16900的價差
那我的保證金就要(16900-16850)*50=2500
不過通常我建議去做100點價差的組合,所以保證金要5000元
再高一點的150點價差或200點價差也可以,但相對來說保證金就會變貴
如果需要的保證金太高,小資族要去操作的話會比較難受一點
這樣對你後續部位的調整可能會比較沒有彈性空間
7:32 如何做價差
a.他其實就像是替賣方部位加一個保險
舉例來說,今天我認為指數不會跌破16900
那我就會在履約價16900的位置賣出賣權(不認為會下跌)
但畢竟沒有人能夠準確預測未來
如果接下來跌破16900,我會有很大的風險
所以我在16900之下的履約價加買一個賣權
例如我在16800這個履約價買進賣權
那麼當指數下跌的時候
這個16800買進賣權的部位會獲利,也就會幫我cover我原本的虧損
以上的舉例把它們組合起來,就會變成是一個看多價差
b.看多價差與看空價差的組法
那其實你要組看多價差或看空價差呀,用買權或賣權都是可行的
重點在於你做的履約價
今天如果你想做看多價差,只要你買低履約價賣高履約價
就會成為看多價差
反之,如果你買高履約價賣低履約價,就會變成看空價差
不過今天介紹的這套方法,你做價差的話
我會建議用賣權去組看多價差
用買權去組看空價差
原因是流動性的問題,我們要挑選成交量大的履約價去做
不然理論上買權還是賣權組其實是沒有差異
詳細的細節可以參考我之前寫的關於價差的文章或影片
在我的頻道裡面有一個關於選擇權策略,一系列的影片
其中有詳細介紹關於履約價對於價差策略流動性問題的部分
在這邊我們就不多贅述了
前面有提到,我會建議各位先求穩再求多
所以我會建議這種價差組合你要去做賺賠比低於1的
因為通常賺賠比低,也意味著他的勝率是比較高的
賺賠比就是最大獲利除以最大損失
通常我習慣做賺賠比0.1~0.3的組合
因為通常這樣的勝率其實蠻高的
而獲利嘛,雖然你可能會覺得一組5000元保證金只能賺幾百~一千多,感覺很少
但實際上我們把它換算成年報酬,你會發現這種東西的報酬率是高於其他投資工具的
c.要記得做複式單,或之後合併(保證金優化)
各位要記得,如果你要做這樣的策略
一開始要以複式單的形式進場
因為如果你是一個買方部位跟一個賣方部位分開下單的話
那個賣方部位會需要很多很多保證金
如果這樣的話就沒有我們一開始說的"有效運用你的資金"這個優勢
那如果你本來就是先做一口買方之後因情勢變化才多做一口賣方的話
我會建議你去把這兩口單合併成一組價差
保證金會從好幾萬變成只要幾千元,這樣能夠節省你的保證金
13:51 具體行動
以上大概介紹了一些你在做價差時需要注意的一些基本事項
那如果對於價差或者選擇權其他相關知識不瞭解的部分
可以參考我的YouTube頻道或者Blog文章
裡面有很多關於選擇權的知識補充
接下來要介紹的這個策略
是你大部分的情況下都可以使用的策略
而且做法並不難,你只需要懂均線,會看支撐壓力表
這樣其實就足夠了
指數走勢長期是多頭,在月選做看多價差
如果你要我去猜下一秒指數是漲是跌,我會跟你說我不知道
我猜中的機率大概跟丟硬幣差不多
可是如果時間拉長一點,我就可以提升我猜對的機率
為甚麼?因為股市有所謂的趨勢
當股市趨勢是處於多頭趨勢的時候,要我猜明天是漲還是跌,我會選擇猜漲
也許不是100%穩贏,但至少也是贏多輸少
反之,在空頭趨勢,要我去猜明天漲跌,那我會猜明天下跌
打開K線圖來看你就會發現,在多頭趨勢看到的是紅多綠少,對吧
因此,我們要跟著趨勢去做,因為這樣的話勝率是站在我們這邊的
除此之外,我們也可以發現股市的走勢長期來說是多頭趨勢
那我們的基本目標就出來了:
長期來看我們要做多頭價差
至於選擇權要做周選還是月選,我們要用月選來做多頭價差(周選存續時間太短)
利用均線作為基準,支撐壓力表作為輔助
所以打開K線圖,你會發現我們簡單用大家常看的5、10、20MA就能辨別趨勢
當現在是多頭排列時,股市為呈現多頭走勢
反之,變成空頭排列時,往往都是處於空頭走勢
所以我們在多頭走勢的情況之下
把我們多頭價差的履約價,建立在20MA的位置
也就完成了我們該做的事情
這邊可以看一下這三張圖
上面這張是多頭排列的樣子
下面這張是空頭排列的樣子
有的時候也有可能會出現糾結的狀況
像中間下面這張
但有時候也會遇到一個問題
就是指數可能離20MA太遠,這時候做的價差可能最大獲利太低
低到如果算上手續費跟稅,你可能還倒賠
那我們可以做一些修正
去看看當時的支撐壓力表的支撐在哪裡
並且以此作為基準去抓我們可以做的位置
下一張投影片我們來看一下支撐壓力表
支撐壓力表是一項很好用的工具,它可以幫助不會畫線抓支撐壓力的新手
找到現在市場上大家認定的支撐與壓力
解讀支撐壓力表,我們要站在賣方的角度去思考
因為賣方留倉會有壓力,但買方沒有
所以你看買權與賣權變化量最大的地方,搭配賣方角度思考
舉例來說
你看到買權是17650變化量最大,賣權17000變化量最大
搭配賣方角度思考
賣出買權在17650,表示市場上的大眾認為不會漲破17650
賣出賣權在17000,表示市場上的大眾認為不會跌破17000
那這樣我們的月選看多價差,就可以建立一個16900-17000的看多價差
這裡補充一下,雖然我們是去做月選看多價差
但支撐壓力表我們還是觀察該周的支撐壓力表,而不是該月的支撐壓力表
除非到第三個星期三
(當然,偶爾會有特別的例子,例如之前日誌影片中有提到
當兩大法人都在做買進賣權的時候,支撐壓力表的支撐其實就沒有支撐效果了https://www.youtube.com/watch?v=R2bwQXrZOPI)
偶爾會有回檔,在周選做看空價差
但股市也是有時晴有時雨
總是會有回檔下跌的時候
這時我們可以利用短均線5MA來作為判斷基準
如果指數跌破五日均線
那我們就可以在這個時候做空頭價差
履約價可以抓前面的高點作為參考基準
另外,由於我們是判斷回檔
所以不需要把這個空頭價差做在比較長期的月選
而是做在比較短期的周選
如此一來這個空頭價差就能替我們月選多頭價差沖銷方向上的風險
其實如果你對選擇權已經有接觸過的話
你應該會發現,這其實是一個變形的兀鷹
只是兀鷹策略會做在同個時間的契約裡面
又或者你也可以把它當作是時間價差或者對角價差
但上述兩者會有裸賣部位
但我們這個策略在周選與月選都是價差,風險是有保障的
26:02 總結
這裡我們就給明確定義
a.在均線多頭排列時,做這樣的策略
每個禮拜固定做一組看多價差,我推薦星期五做
而在做這樣策略期間,如果遇到空頭排列,看多價差要停損出場
(空頭排列:5MA,10MA,20MA)
如果均線糾結在一起,則暫停動作(10MA,5MA,20MA,or 20MA,5MA,10MA)
b.做月選多頭價差,位置做20MA
若獲利空間不大(指數位置離20MA太遠),參考支撐壓力表的支撐
(to新手:如果要談技術分析的話,支撐通常會是前面的低點)
c.跌破5MA,在周選做看空價差,位置選在跌破五日均線前的高點
(這裡注意,不是做在5MA喔!是做在前面的高點)
補充:
a.新手的話我建議本金5萬來做這樣的策略
雖然說你其實不需要這麼多資金,但至少你一開始輸的話
比較不會有壓力
b.逆向的月選看空價差,周選看多價差這種做法並不建議
因為空頭走勢又急又兇
這樣做可能討不到甜頭,倒不如直接做買進賣權
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差排理論 在 朱學恒的阿宅萬事通事務所 Youtube 的最佳貼文
用民調判別民意走向,才能有正確的選舉方式。從科學角度,探究民意,才能夠掌握民意。
藍營每次都無法掌握民意,甚至還使出過蓋牌通通都不信的大家閉上眼相信我之術,最後不但大敗,而且還敗得比民調還慘。組頭都比政治人物相信科學呢!
請大家仔細思考吧。
民調以一個社會科學來講
它的科學性在哪裡
為什麼現在我們會說
民進黨現在執政幾乎完全看民調來做事
當初你是怎麼樣接觸民調
民調 因為我念政治系
那我是1975年念政治系
正好是美國行為主義的革命
民調其實就是
可以這麼講就是近百年社會及行為科學的結晶
因為我當時在念大學的階段
正好接觸到這一個行為主義革命
我非常投入到這個裡面
因為一般對政治學的了解都是傳統政治學 對啊
我們講的政治學是科學政治學
也就是說是政治科學
Political science
就量化的研究方面最出名的那當然就是
我們講說政治態度與行為的研究
以前我們不叫民調
民調比較像說是市調啊民調這些東西
不過無論如何
我講比較簡單一點
民調作為一個科學它的根據是在於說
它有嚴謹的統計學的基礎
然後有嚴謹的社會科學研究法的這些測量方法
那麼結合起來
然後再加上這個心理學
社會心理學 人類學等等等等
這些所謂其實是一個科技整合的東西
民調作為一個目前這個
了解一般社會大眾的政治態度和行為
做一個科學工具來講那是非常成熟的
董事長我可不可以問一下
因為你知道我們學電機的時候
物理有一個叫海森堡測不準原理
行為科學呢在調查方面
有沒有類似這樣狀況
因為我先講我見過很多很惡質的民調方法
他根本沒做民調
他就是打給你
我告訴你喔 這個我們今天要做個民調
但我告訴你朱學恒是一個徹頭徹尾的人渣
請問你支不支持人渣來選立委
像這樣子的干擾行為
在民意調查裡面
這個董事長是專家你要怎麼去隔離
isolate這一類的變數
而不會導致民調變成是誰做就可以操縱
我題目設計就可以操作 這要怎麼辦呢
我跟你講這很簡單
如果是蓄意要做假民調
那種就沒有什麼科學的可談
它不是科學 不是科學
所以假民調或劣質民調是很多的到處都是
如果你要講說憑什麼我要講我們這個是真正的民調
民調的過程裡面也會碰到很多
有些人故意惡作不表示真實態度
對不對 對
可是我用一個簡單的理論講
你可能也聽過大數法則
所謂的大數法則簡單講就是說
當你的樣本足夠大的時候
你的樣本所得到的一些估計值
比如說平均數
它會跟跟母體平均數會幾乎完全一致
那如果你的樣本夠大怎麼樣叫夠大呢
以目前來講其實100個樣本都相當大
100個就夠大啦
那我們都要求1000個以上的樣本數
比方說在我們說在百分之九十五信心水準的情況底下
我們希望因為任何調查都會有誤差
我們希望你這個誤差不會太大就正負三
在正負三的這樣的一個誤差範圍之內
我們是可以接受
那樣本那隱含的說樣本會多大呢
就是1068
1068個隨機取樣的樣本得到的
那它的估計母體的這個誤差
我們大概就是正負三
我的意思就是說
談民調的精準度要先撇開所謂假民調
假民調沒辦法去談
就完全沒辦法就跟玄學一樣
他是故意做假民調根本沒做民調對不對
沒有做民調宣稱做假民調然後還有數字
那他絕對不會把他的樣本拿出來給你看
那但是正規的民調
一定是經由這樣的一個非常嚴謹的程序
得到的一個就是抽樣完之後他還會訪談
訪談之後呢所得到的一個結果
你知道我從小到大
其實對政治不是那麼感興趣
我最近幾年才開始注意政治因為工作的關係
是從什麼時候開始民進黨才把
民意調查或是數據化的政治科學
當成那麼重要的一個施政依據
而不相信自己能夠聆聽民眾的聲音
那這個事情我覺得最近很嚴重
就民調不跌
他根本不在乎你在那邊靠北什麼東西
他認為都假的
這個狀況演變我覺得可能跟您當年的民進黨也不一樣
這個是怎麼一回事
這個我倒是可以提供你一個非常重要的理論跟經驗
理論是什麼
有一位非常...叫??一個德國人
他曾經講過一個好的政治人物
他必須具備一種能力
就是說能夠預期民意反應的能力
能夠預期民意反應的能力
不但是專制的君主也好或者是這個
民主國家的元首總統也好
都應該具有這種能力
因為這樣才能夠知道民心知道民意
民心之所向
但是這個
民調其實是可以補足這些政治人物的不足
因為天縱英明的這種政治領袖很少見
一般的這種很平庸的這些政治人物要怎麼樣去了解
影響民意在哪裡
你比方說好了 美國這麼大一個國家
美國總統怎麼了解美國選民的意向是什麼
當然是民調
除了民調還有什麼
那民調就是一定要很精準的民調
所以美國歷屆總統沒有一個不重視民調
所以重視民調不是一件錯誤的事情
在台灣才很奇怪
台灣在批什麼民調治國
這是一個完全錯誤的這是一個威權心態很重的
或者是對民調不了解的人講出來的話
你當然講說這個市井小民
比方說菜市場 夜市啦
那是輿情應該去搜集應該去了解
但民調跟這個輿情沒有互相排斥 沒有互斥
民進黨對於民調的態度
特別是過去 我講過去這5年好了
我覺得是跟過去是不一樣的
跟更長遠的過去是不一樣的
小英當政之後我有一個感覺
民調高她就很高興 民調低她就怪民調
我最後簡單的問一個問題
以游盈隆老師過去5年的民調的經驗
你覺得2022年民進黨好不好選
當然不好選
民進黨的政黨支持度
是一個很敏感的指標很好的指標
在測量政黨的社會支持
現在是最低的時候
民進黨次低的時候是在2018年的11月12月的時候
那時候就是慘敗的時候
慘敗的時候就是23
現在選戰都還沒開始你就已經22點幾了
怎麼可能好 不可能好
所以你現在要收拾殘局嘛
民進黨政府要怎麼樣收拾殘局來避免2022全軍覆沒
或者是2022能夠勉強維持目前兩都四縣市的局面
可不可能不知道
那顯然是一場苦戰
直播日期:游盈隆6/30
直播連結:https://www.youtube.com/watch?v=vxDJ45oODCE
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差排理論 在 當振動造成的塑性變形發生時,差排向左移動 的推薦與評價
以能量的觀點而言,這也是差排移動最省力的方式。當殘留應力造成的原子異位消除後,振動的力量便不足以提供原子移動至下一個空位,在其它非f.c.c. ... <看更多>
差排理論 在 Re: [嘴砲] 好無聊歐- 看板NDHU_MSE97 - 批踢踢實業坊 的推薦與評價
差排(英語:dislocation),在材料科學中,指晶體材料的一種內部微觀缺陷,即原子的局部不規則排列(晶體學缺陷)。從幾何角度看,差排屬於一種線缺陷,可視為晶體中已滑移部分與未滑移部分的分界線,其存在對材料的物理性能,尤其是力學性能,具有極大的影響。「差排」這一概念最早由義大利數學家和物理學家維托‧伏爾特拉(Vito Volterra)於1905年提出[1]。
理想差排主要有兩種形式:刃差排(edge dislocations)和 螺旋差排(screw dislocations)。混合差排(mixed dislocations)兼有前面兩者的特徵。
數學上,差排屬於一種拓撲缺陷,有時稱為「孤立子」或「孤子」。這一理論可以解釋實際晶體中差排的行為:可以在晶體中移動位置,但自身的種類和特徵在移動中保持不變;方向(伯格斯向量)相反的兩個差排移動到同一點,則會雙雙消失,或稱「湮滅」,若沒有與其他差排發生作用或移到晶體表面,那麼任何單個差排都不會自行「消失」(即伯格斯向量始終保持守恆)。
差排的幾何概念
刃差排和螺差排是主要的兩種差排類型。然而實際晶體中存在的差排往往是混合型差排,即兼具刃型和螺型差排的特徵。
晶體材料由規則排列的原子構成,一般把這些原子抽象成一個個體積可忽略的點,把它們排列成的有序微觀結構稱為空間點陣。逐層堆垛的原子構成一系列點陣平面的,稱為晶面(可以將晶體中原子的排列情況想像成把橙子規則地裝進箱子里的樣子)。
刃差排
若一個晶面在晶體內部突然終止於某一條線處,則稱這種不規則排列為一個刃差排。如圖3和圖4所示,刃差排附近的原子面會發生朝差排線方向的扭曲以致錯位。刃差排可由兩個量唯一地確定:第一個是差排線,即多餘半原子面終結的那一條直線;第二個是伯格斯向量(Burgers vector,簡稱伯氏向量或柏氏向量),它描述了差排導致的原子面扭曲的大小和方向。對刃差排而言,其伯氏向量方向垂直於差排線的方向。
利用彈性力學理論可求得刃差排導致的應力場為:[2]
\sigma_{xx} = \frac {-\mu b} {2 \pi (1-\nu)} \frac {y(3x^2 +y^2)} {(x^2 +y^2)^2}
\sigma_{yy} = \frac {-\mu b} {2 \pi (1-\nu)} \frac {y(x^2 -y^2)} {(x^2 +y^2)^2}
\tau_{xy} = \frac {-\mu b} {2 \pi (1-\nu)} \frac {x(x^2 -y^2)} {(x^2 +y^2)^2}
其中 μ 為材料的剪切模量,b 為伯格斯向量,ν 為泊松比,x 和 y 為直角坐標分量。 從上述解中可以看出,在含有多餘半原子面的一側(y > 0),材料承受壓應力(\sigma _{xx} < 0);在多餘半原子面「消失」的一側(y < 0),材料承受拉應力(\sigma _{xx} > 0)[2]。
螺旋差排
將規則排列的晶面想像成一疊間距固定的紙片,若將這疊紙片剪開(但不完全剪斷),然後將剪開的部分其中一側上移半層,另一側下移半層,形成一個類似於樓梯拐角處的排列結構,則此時在「剪開線」終結處(這裡已形成一條垂直紙面的差排線)附近的原子面將發生畸變,這種原子不規則排列結構稱為一個螺旋差排。
可以看出,螺旋差排的伯氏向量平行於其差排線方向。
儘管形象不甚直觀,但螺旋差排的應力場卻遠比刃差排的應力場容易求解。在一級近似下,螺旋差排應力場只有一個剪應力分量不為零:[3]
\tau_{r} = \frac {-\mu b} {2 \pi r}
式中 μ 為材料的剪切模量,b 為伯氏向量,r 為所在點的極坐標極軸分量。 該應力解顯示,螺旋差排附近的應力場呈軸對稱式分布,大小從內到外遞減。但需要注意的是在差排核心區(r=0)處按上述解將得出應力無窮大,這是不符合實際情況的。因此上述應力表達式不適用於差排核心的嚴重畸變區。[3]
混合差排
如前所述,刃差排的伯氏向量垂直於差排線的方向,螺差排的伯氏向量平行於其差排線方向。但實際材料中差排的伯氏向量往往既非平行又非垂直於差排線方向,這些差排兼具了刃差排和螺旋差排的特徵,稱為混合差排。
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