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大、中学物理实验教学衔接现状及优化路径——以上海地区为例

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物理教学 2024年第4期46卷 29-34,6页

作者：辛玥尹亚玲杜昕雨陈丽清华东师范大学物理与电子科学学院物理实验教学中心上海200241

为了进一步了解目前大学与高中物理实验教学的衔接现状,本研究对上海市H大学和多所高中展开了调研。基于调查数据,发现教学衔接不足的现象普遍存在,其主要诱因是学生的实验基础能力较差、实验教学不受重视、大学中学物理实验教学存在较... 详细信息

为了进一步了解目前大学与高中物理实验教学的衔接现状,本研究对上海市H大学和多所高中展开了调研。基于调查数据,发现教学衔接不足的现象普遍存在,其主要诱因是学生的实验基础能力较差、实验教学不受重视、大学中学物理实验教学存在较大差异等等。最后,从高中层面提出了相应的优化建议,以帮助学生尽快完成两个学段的学习衔接过渡,提升教学质量。

关键词：大中衔接物理实验优化路径

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三线性分解算法研究多组分的天麻粉荧光光谱

激光技术 2024年

作者：李雷吴庆州王涛南京理工大学紫金学院物理教学实验中心

为了解决化学提纯方法的片面性和局限性，采用三线性分解算法、平方误差和（SSE）和折半信度法（SHM）与同步荧光光谱相结合，对多组分共存的天麻粉荧光光谱进行了理论分析和实验验证，并确定了天麻粉溶液荧光的算法模型具有3种组分。... 详细信息

为了解决化学提纯方法的片面性和局限性，采用三线性分解算法、平方误差和（SSE）和折半信度法（SHM）与同步荧光光谱相结合，对多组分共存的天麻粉荧光光谱进行了理论分析和实验验证，并确定了天麻粉溶液荧光的算法模型具有3种组分。结果表明，第1组分荧光特征峰激发波长λex在275 nm ～280 nm，发射波长λem在305 nm～310 nm，该组分对应的荧光物质应该是天麻中含量较高的天麻素；第2组分荧光特征峰激发波长λex在305 nm～310 nm，发射波长λem在400 nm～405 nm；第3组分荧光特征峰激发波长λex在355 nm～360 nm，发射波长λem在440 nm～445 nm；采用数学分离三线性分解算法可以替代繁杂的化学分离，同时具有去除背景噪声干扰，简化高维光谱分析等优点，且从整体视角、全局特征表达了多组分共存物质的荧光特性。该研究对多组分物质的光谱分析提供了参考。

关键词：光谱学荧光光谱同步光谱三线性分解算法天麻多组分共存光谱分析

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大腔体压机腔体压强28 GPa的标定方法

高压物理学报 2024年第3期38卷 121-128页

作者：葛雨非由存王星淋连敏赵鑫宇丰丙涛马孝慈陶强胡阔刘兆东周强朱品文吉林大学物理学院超硬材料国家重点实验室综合极端条件高压科学中心吉林长春130012

在大腔体压机中,一般利用压标物质相变时的电阻变化进行腔体压强标定,但目前仍缺少在22.5~34.5 GPa区间的相变压标物质。地球深部矿物50%MgSiO_(3)-_(50)%Al_(2)O_(3)(En_(50)Cor_(50))在高温高压下转变为钙钛矿结构,且在27 GPa以上钙... 详细信息

在大腔体压机中,一般利用压标物质相变时的电阻变化进行腔体压强标定,但目前仍缺少在22.5~34.5 GPa区间的相变压标物质。地球深部矿物50%MgSiO_(3)-_(50)%Al_(2)O_(3)(En_(50)Cor_(50))在高温高压下转变为钙钛矿结构,且在27 GPa以上钙钛矿结构MgSiO_(3)中溶解的Al_(2)O_(3)含量随压力升高而增加。为此,选取En_(50)Cor_(50)作为大腔体压机中28 GPa的压标物质进行高压腔体压强的间接标定。首先,利用常用压标物质的相变进行腔体压强标定,得到低压区系统油压-腔体压强的校正曲线(6.0~22.5 GPa);随后,根据低压区校正曲线及前人对En_(50)Cor_(50)的研究结果,估算28 GPa腔体压强对应的系统油压;将En_(50)Cor_(50)在预估油压、2000 K温度条件下保温3~7 h;最后,利用X射线衍射、拉曼光谱、电子探针等手段对En_(50)Cor_(50)进行测试分析。结果表明:在该条件下成功合成了布里奇曼石,且Al2O_(3)的溶解度大于13.7%,对照前人的研究结果,确定样品腔体压强约为29 GPa。该方法成功标定了大腔体压机在28 GPa附近的腔体压强,填补了大腔体压机在该压强范围的标定空白。

关键词：大腔体压机压力标定 28 GPa 高温高压

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X线管高压电源打火自恢复保护电路研究

核电子学与探测技术 2024年第1期44卷 159-166页

作者：申子钺孟德川马跃江龙涛王二虎武浩楠邓玉福沈阳师范大学物理科学与技术学院沈阳110034 辽宁省射线仪器仪表专业技术创新中心沈阳110034 沈阳师范大学实验教学中心沈阳110034

X线管在生产制造和使用过程中,一般处于高压加载的工作条件下,经常会出现打火放电现象。结合模糊PID控制技术和触发定时电路设计了一种高压电源打火自恢复保护电路。当X射线源控制系统接收到打火放电信号脉冲时,能自动降低高压电源输出... 详细信息

X线管在生产制造和使用过程中,一般处于高压加载的工作条件下,经常会出现打火放电现象。结合模糊PID控制技术和触发定时电路设计了一种高压电源打火自恢复保护电路。当X射线源控制系统接收到打火放电信号脉冲时,能自动降低高压电源输出至预设的安全值并保持此功率锁定状态,直至打火结束后恢复输出。X线管检测老练平台应用实验表明,在非必须关断、重启的情况下,该电路可显著提升X线管高压电源的动态性能,提高X线管老练工艺效率,保护设备安全,同时也可适用于各类X光机高压电源设计应用场合。

关键词：模糊PID 打火保护 X射线管自恢复

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压力诱导下CsGeBr_(3)的结构相变

高压物理学报 2024年第5期38卷 26-35页

作者：曲佳王弈铭王欣杨文革吉林大学物理学院超硬材料国家重点实验室吉林长春130012 北京高压科学研究中心上海201203

近年来,压力下卤化物钙钛矿成为新的研究热点,呈现出许多优异的电学和光学等特性。高压下钙钛矿结构演变研究是所有物性研究的基石和重点。利用金刚石对顶砧压机,结合原位高压同步辐射X射线衍射、原位高压拉曼光谱、紫外-可见-近红外分... 详细信息

近年来,压力下卤化物钙钛矿成为新的研究热点,呈现出许多优异的电学和光学等特性。高压下钙钛矿结构演变研究是所有物性研究的基石和重点。利用金刚石对顶砧压机,结合原位高压同步辐射X射线衍射、原位高压拉曼光谱、紫外-可见-近红外分光光度计测量技术和第一性原理计算,对全无机卤化物钙钛矿CsGeBr_(3)在高压下的结构演变进行了系统研究。结果表明:CsGeBr_(3)在常压下是菱方相变;在更高的压力下保持立方结构;菱方步探索卤化物钙钛矿在压力下的性质、拓展其应用前景提供了重要的科学依据。

关键词：高压 CsGeBr_(3) 结构相变卤化物钙钛矿

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二维胶体晶体衍射图样的研究及其衬底形变测量

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物理实验 2024年第10期44卷 13-21页

作者：孔丽晶杨毅吴本畅蔡柄煌刘启霖陈柏逸李艾华郑晅丽高娜厦门大学物理科学与技术学院福建厦门361005 厦门大学物理实验教学中心福建厦门361005

以柔性衬底上自组装的聚苯乙烯微球阵列为研究对象,基于光学衍射方法与晶体结构理论,设计了积木式胶体晶体衍射图样演示及其衬底形变测量装置.该装置不仅可以直观地展现微球排列方式与衍射图样的对应关系,实现宏观衍射图样到微观晶格结... 详细信息

以柔性衬底上自组装的聚苯乙烯微球阵列为研究对象,基于光学衍射方法与晶体结构理论,设计了积木式胶体晶体衍射图样演示及其衬底形变测量装置.该装置不仅可以直观地展现微球排列方式与衍射图样的对应关系,实现宏观衍射图样到微观晶格结构的知识过渡,而且还可以实现衬底形变测量,实验结果与理论预测符合良好.另外,该装置具有可视化、测量精度高、易操作的特点,可作为拓展实验应用于本科实验教学.

关键词：胶体晶体衍射柔性衬底二维布拉维格子

超短时长被动源面波成像在浅地表空洞识别中的应用

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世界地质 2024年第1期43卷 93-101页

作者：刘诗钰王典李正吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 吉林大学地质资源立体探测虚拟仿真实验教学中心长春130026

为解决城市物探工作中由于勘探场地的监管限制导致无法进行长时间数据采集工作的问题,笔者使用超短时长被动源噪声数据,通过相位加权叠加互相关函数法提取出频散曲线,并对基阶频散曲线反演得到一维横波速度剖面,以一维横波速度剖面为初... 详细信息

为解决城市物探工作中由于勘探场地的监管限制导致无法进行长时间数据采集工作的问题,笔者使用超短时长被动源噪声数据,通过相位加权叠加互相关函数法提取出频散曲线,并对基阶频散曲线反演得到一维横波速度剖面,以一维横波速度剖面为初始模型反演得到第二阶段反演结果,指示出地下空洞的存在。研究结果表明超短时长被动源面波成像方法在空洞识别方向应用的可行性。

关键词：被动源面波勘探地下空洞浅层勘探频散曲线

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压力诱导下CsGeBr的结构相变

高压物理学报 2024年

作者：曲佳王弈铭王欣杨文革吉林大学物理学院超硬材料国家重点实验室北京高压科学研究中心

近年来，压力下卤化物钙钛矿成为新的研究热点，呈现出许多优异的电学和光学等特性。高压下钙钛矿结构演变研究是所有物性研究的基石和重点。利用金刚石对顶砧压机，结合原位高压同步辐射X射线衍射、原位高压拉曼光谱、紫外-可见-近红... 详细信息

近年来，压力下卤化物钙钛矿成为新的研究热点，呈现出许多优异的电学和光学等特性。高压下钙钛矿结构演变研究是所有物性研究的基石和重点。利用金刚石对顶砧压机，结合原位高压同步辐射X射线衍射、原位高压拉曼光谱、紫外-可见-近红外分光光度计测量技术和第一性原理计算，对全无机卤化物钙钛矿CsGeBr3在高压下的结构演变进行了系统研究。结果表明：CsGeBr3在常压下是菱方R3m结构；在1 GPa时，CsGeBr3发生菱方R3m到立方Pm3m的结构相变；在更高的压力下保持立方结构；菱方R3m到立方的Pm3m相变是可逆的。研究结果为进一步探索卤化物钙钛矿在压力下的性质、拓展其应用前景提供了重要的科学依据。

关键词：高压 CsGeBr 结构相变卤化物钙钛矿

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基于机器学习的激光匀光整形方法

物理学报 2024年第16期73卷 82-88页

作者：张旭丁进敏侯晨阳赵一鸣刘鸿维梁生北京交通大学物理科学与工程学院发光与光信息技术教育部重点实验室物理国家级实验教学示范中心北京100044

针对空间光调制器(spatial light modulator,SLM)激光匀光整形方法,提出了一种基于机器学习的激光匀光整形方法.激光匀光整形的初步方法采用Gerchberg-Saxton(G-S)算法生成相位全息图,并使用SLM将入射光调制为均匀光斑,但SLM的固有匀光... 详细信息

针对空间光调制器(spatial light modulator,SLM)激光匀光整形方法,提出了一种基于机器学习的激光匀光整形方法.激光匀光整形的初步方法采用Gerchberg-Saxton(G-S)算法生成相位全息图,并使用SLM将入射光调制为均匀光斑,但SLM的固有匀光误差严重限制光斑均匀性进一步提高.本文提出的机器学习方法能够实现对匀光误差进行补偿,从而提高光斑的均匀度.基于实验数据,通过监督学习回归任务建立了匀光目标图像和实验探测图像之间的映射关系,实验验证了对匀光误差进行补偿,对比传统SLM激光匀光整形方法,激光匀光不均匀度相对降低了13%,从而验证了误差补偿机器学习方法实现高均匀度激光匀光整形的可行性与有效性.本文能够为激光匀光整形方法提供基于机器学习的技术方法参考,对推动激光加工、光学成像、光镊等激光应用具有重要的技术价值.同时,也能够为人工智能解决光学问题提供问题牵引与方法参考.

关键词：激光匀光整形机器学习误差补偿 Gerchberg-Saxton算法