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相似文献
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1.
铜原子能级结构的理论计算具有非常大的挑战性。本文基于多组态Dirac-Hartree-Fock(MCDHF)方法和相对论组态相互作用(RCI)方法,通过三个大规模的关联模型计算了单激发态3d104p 2P1/2、双激发态3d94s(3D)5s4D3/2,1/2,3d94s(3D)5s 2D3/2,3d94s(1D)5s 2D3/2以及离子态3d10 1S0能级和波函数。结果表明,铜原子能级结构对有限组态空间的选择极其敏感,双激发态3d94s(3D)5s 4D3/2,1/2,3d94s(3D)5s 2D3/2,3d94s(1D)5s 2D3/2和离子态3d10 1S0与单激发态之间的能量差相对于已有实验结果均存在大约-0.4 eV的偏差,而计算得到的共振电子能量与实验结果符合得较好。此外,根据辐射跃迁矩阵元和非辐射跃迁矩阵元计算了双激发态的Fano参数q,并基于Fano理论得到了铜单激发态3d104p 2P1/2的总光电离截面,该理论考虑了直接光电离与光激发自电离之间的干涉效应,即共振3d94s(3D)5s 4D3/2,1/2、3d94s(3D)5s 2D3/2和3d94s(1D)5s 2D3/2具有明显的非对称的Fano轮廓,表明光电离过程与光激发自电离过程之间的干涉对双激发态共振附近的光电离截面轮廓有着极其重要的影响。  相似文献   

2.
为了研究石墨化过程中煤的分子结构有序化轨迹,选取湖南、陕西19个不同变形-变质程度高煤级煤为研究对象,采用工业分析、元素分析、X射线衍射分析(XRD)和拉曼光谱分析(Raman)等手段,结合分峰拟合的数学方法,对系列样品分子结构参数(XRD结构参数,如石墨化度、延展度La、堆砌度Lc及面网间距d002等;Raman参数,如PG,P1,R1,R2等)进行了统计与计算。研究结果表明:煤化作用阶段H/C随变质程度增加而逐渐减小,但在石墨化阶段以物理变化为主,其趋势变缓或不显著;XRD参数d002,La,Lc,NLa/Lc等随变质程度呈现非线性连续(阶跃性)变化,拐点大致对应Rm=7.0%,d002=0.338 nm,拐点之前La,LcN变化较小(或平稳增大),拐点之后石墨晶体结构快速形成,微晶尺寸增大,拼叠作用开始并逐渐增强;La/Lc变化亦反映石墨化过程由缩合作用向拼叠作用转变。高煤级煤石墨化轨迹可按有序化增加的三阶段模型来表述,无定形碳(无烟煤)至变无烟煤阶段,G峰位、峰位差P1变化显著,ID1/IG在表达无序程度时不服从TK关系;变无烟煤至半石墨阶段,即从石墨化开始结构演化轨迹呈现不同方向,R1随着有序的增加呈现截然相反的轨迹,部分石墨组分演化服从TK关系,R2在石墨化度为45%时呈现截然相反的轨迹;石墨阶段温、压作用导致微晶尺寸急剧增加(或阶跃),ID1/IG减小服从TK关系。当不同石墨化程度的新生组分共存时,d002不足以代表样品最大的演化程度,但其作为平均度量来标度高煤级煤石墨化过程中结构演化特征仍为较优的选择,且(002)和(γ)峰半峰宽能较好地区分石墨化煤的变质类型,H/C,ID1/IG亦随d002演化轨迹不同,需利用d002<0.344 0 nm,R1<2.0,H/C<0.12等综合指标判别石墨化的开始。由此可以看出,采用XRD和Raman光谱分析技术可以表征高煤级煤石墨化轨迹阶段性以及结构的差异性。  相似文献   

3.
氯化钠水溶液中,水分子之间的氢键相互作用随氯化钠浓度变化而发生改变,导致不同浓度的水溶液光谱形状也不同,因此NaCl溶液的光谱不满足朗伯比尔定律。如果浓度c与吸光率A不满足朗伯比尔定律,则利用光谱差减技术扣除溶剂水的吸收峰问题就会遇到瓶颈,差减效果不能令人满意。利用二元线性回归分析法和双边夹原理合成杂化光谱,期望在偏离朗伯比尔定律体系,可以理论上获得各种浓度的NaCl水溶液的杂化光谱,并且保证杂化光谱与其代表的真实光谱高度相似。主要结论如下:(1)浓度c1c2的NaCl水溶液的红外光谱分别为Ac1Ac2,则浓度介于c1c2之间的溶液光谱,均可用Ahc(c1, c2)=âAc1 +Ac2来表示。Ahc(c1, c2)与浓度为c(c1cc2)的溶液的真实光谱Ac高度类似。(2)c2c1间隔越小,杂化光谱Ahc(c1, c2)与真实光谱Ac的相似度越高,因此可根据精度要求选择合适的Ac1Ac2来拟合Ahc 。(3)杂化光谱Ahc(2%, 30%)=âA2%+A30%,适用浓度区间2%~30%,涵盖浓度范围宽,效果令人满意。(4)回归系数â与浓度c关系为â=-3.592c+1.058 9,=3.565c-0.0551 5。在2%~30%浓度范围内,选取浓度c数值,即可获得相应回归系数â,再将â代入方程Ahc(2%, 30%)=âA2%+A30%,即可获得NaCl水溶液的杂化光谱。杂化光谱与相对应的真实光谱高度近似,Ahc(2%, 30%)≈Ac,完全可替代真实光谱。  相似文献   

4.
石英增强光声光谱(QEPAS)是近年来发展起来的一种痕量气体探测技术,具有系统体积小、价格低廉、探测灵敏度高等优点。乙炔(C2H2)是一种化学性质活泼的有毒气体,对它进行高灵敏度检测在变压器故障诊断、环境监测等领域有着重要的意义,基于此,采用QEPAS技术对C2H2微量气体展开高灵敏度检测研究。采用输出波长为1.53 μm的连续波分布反馈半导体激光器作为激发光源。为了提高信噪比和简化数据处理过程,QEPAS传感器系统采用波长调制和2次谐波探测技术。为了提高QEPAS系统信号幅值,相比于常见的共振频率为32.768 kHz的石英音叉,采用了共振频率较低的30.72 kHz石英音叉作为声波传导器,同时还优化了石英音叉与激光束的空间位置、激光波长调制深度,并添加了声波微共振腔,选择的微共振腔长度为4 mm、内径为0.5 mm,最终获得了2.7 ppm的优异检测极限,归一化噪声等效吸收系数为1.3×10-8 cm-1·W·Hz-1/2。  相似文献   

5.
目前,奇异轴矢介子的性质并没有被很好地理解,而这类介子是可以在D介子衰变中得到更多的研究。将窄宽近似下的等式关系和强衰变中CP守恒应用到四体衰变D0 → K+K-π+π-中的D0 → K±K1?(1270)(→ρK or K*π)的实验数据中,可以发现实验数据与理论存在矛盾,然而,当考虑更多K1(1270)的衰变过程后,可以发现,BD0 → K-K1+(1270)(→ K*0π+))的实验数据很可能被高估了一个量级。考虑共振态K1(1400)的贡献,利用因子化方法计算相应的衰变过程的分支比,可以发现,BD0 → K-K1+(1400)(→ K*0π+))的分支比与使用等式关系得到的BD0 → K-K1+(1270)(→ K*0π+))的分支比在量级上是相同的。另外,对于含有奇异轴矢介子的D介子衰变实验数据的合理性,实验可以通过测量K1(1270)→ ρKK*π分支比的比值来检验,或者通过验证D介子衰变中的等式关系来检验。  相似文献   

6.
使用 ANSYS FLUENT 软件和 RNG k-ε 湍流模型分别研究了十字形、内十字形和花形结构的螺旋喷 嘴内部流动特性和耦合面换热特性。模拟结果研究表明,螺旋角 θ 越小喷嘴出口速度越高,喷出的水流更集中, 水流运动轨迹越清晰且规律越明显。同一工况下,θ=30°的花形喷嘴的换热效率和换热均匀性均优于其余两种喷嘴的值;耦合面努塞尔数 Nu 最大值会随着雷诺数 Re 不断增加而逐渐远离射流中心处(r/dj=0,dj 为喷嘴当量直径); 随着靶距 H 逐渐增大,Nu 逐渐减小,旋流效果逐渐减弱。当 H=2dj、4dj 时,Nu 最大值位于 r/dj=1 处;当 H=6dj 时,Nu 最大值位于射流中心处。  相似文献   

7.
利用考虑跨壳激发的投影壳模型(PSM)方法,研究了质子数Z=38、中子数N=63和64大形变丰中子101,102Sr同位素的结构性质。主要计算了转动谱、转动惯量和电磁跃迁性质等(如B(E2)和g因子),并与相应的实验数据进行系统比较和相关的理论预言。结果表明,PSM可以利用理论计算的能带图解释101,102Sr同位素的转动惯量、电磁跃迁随自旋的变化,分析晕带的结构。PSM理论可以很好地再现实验结果,说明PSM方法及其采用的有效相互作用可以外推研究丰中子核区101,102Sr同位素的原子核结构。对于101,102Sr同位素,核子开始填布质子g9/2和中子h11/2轨道,通过更为仔细地分析能带图中来自质子g9/2和中子h11/2轨道对各转动带的组态成分的贡献,清晰地表明丰中子核结构性质对不同核子填布的依赖。Recently, we have carried out systematically studies on the structural properties of proton number Z=38, neutron number N=63 and 64 neutron-rich isotopes 101,102Sr by using the projected shell model (PSM) with consideration of cross shell excitation. The rotation spectra, the moment of inertia and the electromagnetic transition properties (such as B(E2) and g-factor) are calculated and compared with the corresponding experimental data in this paper. Furthermore, more high spin states are predicted in the calculation and expected to be confirmed experimentally. The results show that the PSM can not only well analyze the structural properties of yrast bands in 101,102Sr but also interpret the variation of the moment of inertia, electromagnetic transition with spins in terms with the theoretical band diagram. The good agreement with the experimental data suggests that the PSM with the adopted effective interactions can be generalized to study the nuclear structure of 101,102Sr isotopes in neutron-rich mass region. For 101,102Sr isotopes, the nucleons begin to fill proton g9/2 and neutron h11/2 orbital, the dependence of nuclear structure and properties on the different orbital occupies is described by carefully analyzing the contribution from proton g9/2 and neutron h11/2 orbital to the configuration of rotational bands in band diagram.  相似文献   

8.
尖晶石作为一种珍贵的宝石材料,因其瑰丽的颜色外观和悠久的历史而广受称赞。变色效应作为宝石学中一种常见的光学现象,在变石,蓝宝石,尖晶石,石榴石等宝石中都可以出现。通常将宝石的变色效应归结为Cr离子和V离子所致,但是目前有关变色尖晶石的报道较少,缺乏致色元素和变色机理的研究。本次研究对象是一颗具有变色效应的尖晶石(在D65光源下呈蓝色,在A光源下呈蓝紫色),和两颗不具有变色效应的蓝色尖晶石(两种光源下色调无明显变化)。运用电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)、紫外可见光谱仪、拉曼光谱仪、光致发光光谱仪获取样品的成分和光谱信息。LA-ICP-MS化学成分测试结果表明,三颗尖晶石均为镁铝尖晶石,主要化学成分为MgO和Al2O3,并含有Fe,V,Cr,Co和Zn等微量元素,在变色尖晶石中含有较多的Fe离子和微量的Co离子,不含有Cr离子,并且变色尖晶石与无变色效应的蓝色尖晶石中V离子含量相近。变色尖晶石紫外可见吸收光谱具有位于387, 461, 478, 527, 559, 590, 627和668 nm处的吸收峰,其中387, 461, 478和668 nm吸收峰与Fe离子有关。559,590和627 nm处的吸收峰是由Co离子d轨道电子自旋允许跃迁4A2→4T1(4P)并经自旋-轨道耦合作用分裂所致。此外,四面体配位中的Fe2+ d—d自旋禁阻跃迁5E(D)→3T1(H)同样在559 nm处产生吸收峰。由Co离子和Fe离子共同作用,在559 nm附近产生的吸收宽带是尖晶石产生变色效应的主要原因。拉曼光谱测试结果显示变色尖晶石与其他两颗蓝色尖晶石无差异,可见311,405,663和765 cm-1四个特征拉曼位移峰,依次对应F2g(1), Eg, F2g(3)和A1g振动。光致发光光谱(PL)测试发现变色尖晶石中处于Td对称位置的Co2+的4T1(P)能级会分裂成为三个子能级,电子由三个4T1(P)激发态的子能级回落到4A2(F)基态而产生位于686,650和645 nm处的发光峰。变色尖晶石中Co离子含量很低,并且Fe离子含量较高,受到Fe离子荧光猝灭作用,样品无红色发光现象。  相似文献   

9.
城市绿化植物由于其滞尘能力能够有效改善城市大气环境,滞尘能力的主要影响因素是其表面特性和润湿性。植物叶片表面的润湿性和偏振反射特性都与表面粗糙度相关,因此以粗糙度为结点,探究植物表面润湿性与偏振反射光谱的关系,利用偏振反射特性对植物叶片润湿性进行快速无损监测。以长春市常见的八种绿色植物叶片为研究对象,利用Kruss DSA 100液滴形状分析系统测量其表面接触角,利用多角度光谱测量装置测量其在不同探测天顶角上的偏振反射光谱,探讨了润湿性能在400~1 000 nm波段对植物叶片不同探测天顶角上偏振度的影响。通过相关分析确定八种植物叶片的特征波段,并在特征波段对偏振度随探测天顶角的变化程度与润湿性的关系之间进行定量分析。结果表明,在特征波段(700±10) nm处,偏振度随着探测天顶角的变化程度θ0与接触角距离100°的偏差值θ具有很强的相关性,可决系数R2为0.82,说明偏振度随探测天顶角的变化程度θ0可以反映植物叶片的润湿性,可以利用偏振反射特性对植物叶片润湿性进行分析,研究成果将对今后城市绿化物种的选择提供可行性建议。  相似文献   

10.
以标准商用石英音叉(QTF)为测声模块的石英增强光声光谱(QEPAS)技术是近年来发展迅速的一种痕量气体检测技术。标准商用QTF拥有的小体积,高Q值,高共振频率的特性使QEPAS技术具有结构紧凑且对环境噪声免疫的特性。但传统商用QTF狭窄的振臂间距以及较高的共振频率,使其无法在光源光束质量较差或被测气体弛豫率较低的情况下被很好的应用于QEPAS系统。为克服上述难题,非标准商用QTF(f0≠32.7 kHz)被设计制作并越来越多的被装配于QEPAS系统中。因此,QTF共振频率对QEPAS系统信噪比的影响需要被详细研究。以水汽为目标气体,采用二次谐波调制解调技术研究了QTF共振频率对基于QEPAS技术传感器性能的影响。实验结果表明,QTF共振频率的变化对QEPAS系统的输出信号及噪声均有显著影响且QTF共振频率与QEPAS系统信噪比之间存在反比关系。上述结论对QEPAS系统中非标准QTF的设计及使用均具有重要的指导价值,对该类传感器的研发及应用意义重大。  相似文献   

11.
全光型石英增强光声光谱   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
刘研研  董磊  武红鹏  郑华丹  马维光  张雷  尹王保  贾锁堂 《物理学报》2013,62(22):220701-220701
设计并演示了一种全光型石英增强光声光谱技术, 该技术在传统的石英增强光声光谱系统中增加了另一束探测光束, 把与气体浓度成正比的石英晶振振臂的振动幅值转化为探测光束的强度变化, 实现了探测气体处无电子元件的全光学系统. 如此的设计使该系统具有较强的抗电磁干扰能力和非常小的传感头体积, 能够用于探测空间受限或探测环境恶劣的情况下, 并实现远距离探测. 在这种配置下, 探测大气压下的水汽, 获得的噪声等效吸收系数为1.13×10-6 cm-1W/√Hz. 进一步讨论了优化系统和提升其探测灵敏度的途径. 关键词: 石英增强光声光谱 音叉式石英晶振 气体传感  相似文献   

12.
地上生物量(AGB)是评估作物生长发育和指导田间农业生产管理的重要指标。因此,高效精准地获取作物AGB信息,可以及时准确地估算产量,对于保障粮食供应和贸易提供有力依据。传统获取AGB的方法是采用破坏性取样法,这使得大面积、长期的测量变为困难。然而,随着精准农业的快速发展,无人机遥感技术被认为是估算大面积作物AGB最有效的技术方式。通过无人机平台搭载多光谱传感器获取马铃薯块茎形成期、块茎增长期和淀粉积累期的多光谱影像,地面实测株高和AGB以及地面控制点(GCP)的空间位置信息。首先,基于SFM(structure from motion,SFM)技术利用无人机影像数据结合GCP的三维坐标生成试验田的DSM(digital surface model,DSM),通过DSM提取出马铃薯各生育期的株高(Hdsm);然后,选取原始4个单波段植被指数、9个多波段组合的植被指数、红边波段的高频信息(HFI)和提取的Hdsm分别与AGB作相关性分析;最后基于单波段植被指数(x1)、多波段组合的植被指数(x2)、植被指数结合Hdsm(x3)、植被指数结合HFI(x4)以及植被指数融合HFI和Hdsm(x5)为模型输入参数,采用偏最小二乘回归(PLSR)和岭回归(RR)估算各生育期的AGB。结果表明:(1)提取的Hdsm和实测株高拟合的R2为0.87,NRMSE为14.34%;(2)各模型参数都与AGB达到极显著水平,相关性均从块茎形成期到淀粉积累期先升高后降低;(3)各生育期以5种变量使用同种方法估算马铃薯AGB的效果,均从块茎形成期到淀粉积累期先好后变差,其估算精度由高到低依次为x5>x4>x3>x2>x1;(4)各生育期使用PLSR以不同变量估算AGB的效果要优于RR方法,其中在块茎增长期基于x5变量估算马铃薯AGB效果最佳,R2为0.73,NRMSE为15.22%。因此,选取多光谱植被指数结合红边波段的高频信息和Hdsm并使用PLSR方法可以明显提高AGB的估算精度,这为大面积马铃薯作物AGB的监测提供了新的技术支撑。  相似文献   

13.
Quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy (QEPAS) sensors are based on a recent approach to photoacoustic detection which employs a quartz tuning fork as an acoustic transducer. These sensors enable detection of trace gases for air quality monitoring, industrial process control, and medical diagnostics. To detect a trace gas, modulated laser radiation is directed between the tines of a tuning fork. The optical energy absorbed by the gas results in a periodic thermal expansion which gives rise to a weak acoustic pressure wave. This pressure wave excites a resonant vibration of the tuning fork thereby generating an electrical signal via the piezoelectric effect. This paper describes a theoretical model of a QEPAS sensor. By deriving analytical solutions for the partial differential equations in the model, we obtain a formula for the piezoelectric current in terms of the optical, mechanical, and electrical parameters of the system. We use the model to calculate the optimal position of the laser beam with respect to the tuning fork and the phase of the piezoelectric current. We also show that a QEPAS transducer with a particular 32.8 kHz tuning fork is 2–3 times as sensitive as one with a 4.25 kHz tuning fork. These simulation results closely match experimental data.  相似文献   

14.
使用中心波长为450 nm的高功率多模蓝光激光管(LD)作为激励光源, 结合电学调制相消法和离轴石英增强光声光谱(QEPAS)配置, 设计了一款高灵敏二氧化氮传感器. 电学调制相消法使离轴QEPAS传感器的背景噪声降低至1/269, 在标准大气压和1 s积分时间下, 获得的探测灵敏度为4.5 ppb, 对应的归一化噪声等效吸收系数(1σ )为2.2×10-8 cm-1·W/Hz1/2. 延长积分时间到46 s, 灵敏度能够进一步下降到0.34 ppb. 气体流速对该传感器的影响也被研究.  相似文献   

15.
马欲飞  何应  于欣  于光  张静波  孙锐 《物理学报》2016,65(6):60701-060701
采用石英增强光声光谱(QEPAS)技术对CO痕量气体展开检测研究. 为了实现超高灵敏度探测, 采用输出波长为4.6 μm的新颖中红外高功率分布反馈量子级联激光器为光源, 实现了对CO气体基频吸收带的激发与测量. 在优化了调制深度、气体压强和提高了CO分子的振动-转动弛豫速率后, 获得了1.95 ppbv的优异探测极限. 在分析检测结果的过程中, 讨论了能级寿命对信号强度的影响, 并对QEPAS信号强度的表达式进行了修正.  相似文献   

16.
二氧化碳(CO2)是环境大气以及燃烧废气的主要成分,同时也是重要的化工原料,对其浓度进行高灵敏度检测在物理、生物、化学等众多学科中均有重要的应用。传统检测方法已经无法满足国防科研、能源化工、医疗诊断等科技前沿领域中对CO2浓度检测的需求。石英增强光声光谱(QEPAS)技术是近年来发展迅速的一种激光检测技术,具有高分辨率、小体积、对环境噪声免疫等优点。基于QEPAS技术探测灵敏度与激励光功率成正比的特性,以中心波长为1 572 nm的窄线宽分布反馈式半导体激光器为激励光源,将掺饵光纤放大器(EDFA)与QEPAS技术联用,提出了功率增强型QEPAS技术,实现了光声信号的大幅度提高。此外,通过波长调制技术、谐波解调技术以及电调制相消技术的使用,成功将装置的整体噪声压制在音叉式石英晶振的理论热噪声水平。激光波长调制深度对装置信号幅度的影响也通过实验在一个标准大气压下进行了研究。结果显示,对6 361.25 cm-1处CO2气体吸收线,当激光功率为1 495 mW,调制深度为0.33 cm-1,系统探测带宽为0.833 Hz时,功率增强型QEPAS装置对CO2的探测灵敏度为3.5 ppm,归一化等效吸收系数为1.01×10-8 W·cm-1·Hz-1/2。  相似文献   

17.
A photoacoustic trace gas sensor based on an optical read-out method of a quartz tuning fork is shown. Instead of conventional piezoelectric signal read-out, as applied in well-known quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy (QEPAS), an interferometric read-out method for measurement of the tuning fork’s oscillation is presented. To demonstrate the potential of the optical read-out of tuning forks in photoacoustics, a comparison between the performances of a sensor with interferometric read-out and conventional QEPAS with piezoelectric read-out is reported. The two sensors show similar characteristics. The detection limit (L) for the optical read-out is determined to be L opt=(2598±84) ppm (1σ) compared to L elec=(2579±78) ppm (1σ) for piezoelectric read-out. In both cases the detection limit is defined by the thermal noise of the tuning fork.  相似文献   

18.
应用包含非迭代三激发(CCSD(T))、迭代三激发(CC3)及其变体(CCSDT-3)的耦合簇理论(CC)和密度泛函理论(DFT)之B3LYP方法,使用直到五阶的自洽相关一致基组aug-cc-pVxZ/aug-cc-pVxZ-PP(x=T, Q, 5),首先优化出HOI的平衡结构,接着在该结构附近采样势能点并将其在简正坐标下拟合成直到四阶的多项式力场,依据该力场结合振动自洽场(VSCF)、振动组态相互作用(VCI)和二阶振动微扰理论(VPT2)进行非谐振动分析,精确预期了HOI的基频、直到v1+v2+v3=3的和频与倍频,得到其转动常数、旋振相互作用常数、非谐性常数和离心畸变常数,同时振子强度被估计,氘取代效应被进一步考察。结果表明:当前计算值与已知实验结果符合良好,其中耦合簇理论计算的振动光谱常数更加可靠,DFT误差明显偏大,但两者计算的振动频率却相当一致;并非基组越大,计算得到的非谐振动常数/频率与实验更符合,总体来讲CC3和CCSDT-3的结果更值得信赖;HOI/DOI都没有共振发生。  相似文献   

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