学部委员李荫远先生主持 音乐与物理

虽然弦乐器通过阻抗匹配装置加大了声音的传送,但一把小提琴还是敌不过一个管乐器,更敌不过一个合适大小的鼓.因此在交响乐演奏或其他演奏时,往往小提琴的数量远超过其他乐器的数量.不用说,这当然是为了使小提琴的声音能与其他乐器的声音相平衡.那么应该多少把小提琴能做到这一点呢?如果有十把小提琴演奏同样的曲调,即齐奏(同频率),那么它产生的总强度与同样演奏的一把小提琴相比是多少呢?我们知道,声强I正比于幅度a的平方,即I=ka~2.如果十把小提琴同相位演奏,声波振幅都为a,则合成波的振幅A应为10a,总强度I=kA~2=k(10a)~2=100·ka~2.即得到的合强度是一把小提琴时的100倍.而事实上,并非如此.这是因为:     

快电子与原子分子碰撞实验

 仅由原子分子体系本身的物理量决定.1935年,Bethe证明广义振子强度与光学振子强度之间有如下关系:f（E_j,q）=f⁰（E_j）+Aq²+Bq⁴+…,df（E,q）/dE=df⁰（E）/dE+Aq²+Bq⁴+…当q→0即高入射电子能量（T>>E）和0°散射角情况下,不管玻恩近似是否成立,都有:方程右边各物理量实验上都能测量.于是用快电子碰撞测量0°散射微分截面,即通过能量损失谱测量可得光学振子强度.     

Eu2+掺杂CaSi2O2N2荧光粉发光性能

采用固相反应法合成了组成为Ca_1-xEu_xSi₂O₂N₂的Eu²⁺掺杂CaSi₂O₂N₂荧光粉.通过荧光光谱对样品的发光性能进行了研究,发现Eu²⁺掺杂CaSi₂O₂N₂荧光粉发射光谱为宽波段的单峰结构,主要包含绿光和黄光区,发射峰在556~568 nm.从发射光谱的宽带特征来看,CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺的发射主要对应着Eu²⁺离子4f⁶5d→4f⁷跃迁.从激发光谱所覆盖的范围还可以看到,样品可以有效的被UV蓝-光激发,这意味着该类荧光粉在白光LED方面有可能得到广泛的应用.另外,样品的发光性能与激发离子的浓度有着很大关系.激发离子浓度增大时,发射光谱会发生明显红移.利用这一性质,可以通过改变Eu²⁺浓度来调节荧光粉的发光范围,从而满足不同场合的需要.同时,Eu²⁺浓度提高,样品发射光谱的强度也会随之增强,在x=0.06时发射强度达到最大值,之后继续增加Eu²⁺浓度,强度不仅没有增加反而降低,即出现浓度猝灭现象.     

利用速度成像技术研究碘乙烷多光子电离解离动力学

卤代烷烃会破坏臭氧层,而碘乙烷（C₂H₅I）是卤代烷烃中重要代表物质之一.采用离子速度成像技术、飞秒激光技术和飞行时间质谱技术,探究了C₂H₅I的多光子电离解离动力学.通过分析C₂H₅I在强场作用下多光子电离解离得到的解离通道、碎片的动能、角度分布和各向异性参数等信息来研究碘乙烷离子（C₂H₅I⁺）C–I键裂解机理.根据飞行时间质谱实验,C₂H₅I在飞秒激光脉冲作用下发生多光子电离解离得到的碎片有C₂H₅⁺,I⁺,CH₂I⁺,C₂H₂⁺,C₂H₃⁺,C₂H₄⁺等.与C–I键相关的碎片为C₂H₅⁺和I⁺,解离机制分别对应于C₂H₅I⁺→C₂H₅⁺+I和C₂H₅I⁺→C₂H₅+I⁺.同时,采用离子速度成像技术研究C₂H₅I⁺的C–I键裂解产生的C₂H₅⁺和I⁺的速度影像,得出两者的速度分布和动能分布,分析结果表明C–I键裂解产生C₂H₅⁺和I⁺的过程都存在高能通道和低能通道.进一步分析解离碎片离子的角度分布发现C₂H₅⁺解离时各向异性参数接近于0,可能对应于慢速的振动预解离过程.I⁺在解离时各向异性参数较高,可能源于排斥势能面上的快速解离过程.最后采用密度泛函理论计算了C₂H₅I分子电离前后构型变化、离子态的能级强度及谐振强度,对C₂H₅I⁺的解离机制做了更进一步的分析和讨论.     

碘酸镁晶体的结构与相变

本文用差热分析、高温和室温X射线衍射分析等方法研究了Mg(IO₃)₂·4H₂O的相变过程: Mg(IO₃)₂·4H₂O晶体属单斜晶系,空间群为P2或Pm,每个晶胞含有两个化合式量,点阵常数为a=8.307?,b=6.627?,c=8.541?,β=1.00°45′。我们用X射线粉末法测定了α-Mg(IO₃)₂的晶体结构。α-Mg(IO₃)₂属六角晶系,其空间群是P6₃。在14℃的点阵参数为a=5.4777?,c=5.1282?,c/a=0.9362。每个单胞含一个化合式量,6O^II占据在6(c)等效位置上,21^V占据在2(b)等效位置上,Mg⁺⁺无序地占据着2(a)等效位置的一半。其原子参数为x_c=0.096,y_c=0.344,z_c=0.162,z_b=0,z_a=0.981。从结构来看,它与α-LiIO₃同晶型,所不同的是2(a)位置只有一半被Mg⁺⁺离子占据着,另一半为空位。 关键词：     

Tm3+,Yb3+共掺Bi2WO6上转换发光材料的制备及其温度传感性质

用高温固相法制备了不同浓度的Tm³⁺和Yb³⁺共掺杂Bi₂WO₆上转换发光材料.对合成粉末的微结构、上转换发射光谱,以及材料的光学温度传感性质进行了表征和分析.X射线衍射谱结果显示,Tm³⁺和Yb³⁺离子的掺杂基本不影响Bi₂WO₆基质材料的正交晶系结构.在980 nm激发下,Tm³⁺和Yb³⁺掺杂摩尔分数分别是1%和6%时获得样品中Tm³⁺发射强度最大.随激发泵浦功率从199 mW增加到400 mW,1%Tm³⁺,6%Yb³⁺:Bi₂WO₆样品中Tm³⁺的4个发射峰强度均增强.199—400 mW激发功率下,样品光强I和激发功率Pn呈现线性关系.计算该范围激发泵浦功率和Tm³⁺发射强度的关系,得到Tm^3+<...     

任意两个相干态的叠加及其量子统计性质

研究了由两个任意相干态构成的叠加态｜ψ〉=a｜β〉+be^iφ｜mβe^iδ 〉的量子统计性质，结果表明此种叠加态普遍存在着压缩效应或光子反群聚效应.叠 加态的量子效应依赖于β²和振幅系数m，同时改变相干态间的位相差δ和叠加 系数间的位相差φ也将对叠加态的压缩效应或反群聚效应起着重要的作用. 关键词： 相干态 叠加态 压缩效应 反群聚效应     

H$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;$lt;sup$gt;+$lt;/sup$gt;在强激光场中的解离及其量子调控的理论研究

利用非波恩-奥本海默近似的三维含时量子波包法,理论研究了氢分子离子在强激光场中的解离动力学.通过分析H₂⁺在不同的初始振动态（ν=0–9）和激光场强度下的解离核动能谱,得到了H₂⁺的光解离机理及其随激光场的变化规律.研究结果表明：当激光场的强度I₁=5.0×10¹³ W/cm²时,分子的解离来源于高振动态ν=5–9,其解离机理主要是通过键软化、键硬化和阈下解离过程.当激光场的强度I₂=1.0×10¹⁴ W/cm² 时,H₂⁺在低振动态ν=3–4上的阈上解离起主导作用,而高振动态的键软化、键硬化和阈下解离所占的比重明显地下降了.研究结果为后续的量子调控的实验研究提供了科学的理论预测和指导. 关键词： 光解离 氢分子离子 含时波包法 核动能谱     

H2（V=3）+H2（He）碰撞中的转动能量转移

激发态Na₂与H₂碰撞,使H₂（V=3,J=3）得到布居,在H₂和He总气压为800 Pa及温度为700 K的条件下,利用相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）光谱技术研究了H₂（3,3）与H₂（He）间转动能量转移过程.改变CARS激光束与激发Na₂的激光之间的延迟时间,测量He不同摩尔配比时H₂（3,J）态CARS谱强度的时间演化,得到H₂（3,3）的总弛豫速率系数分别为k_3,3^H₂=（21士5）×10^-3cm³·s^-1和k_3,3^H_e=（5.6士1.6）×10^-13cm³·s^-1.测量H₂（3,J）各转动态的相对CARS谱强度,由速率方程分析,得到H₂（3,3）+H₂→H₂（3,J）+H₂中,对于J=2,4,转移速率系数分别为（11±4）×10^-13cm³·s^-1和（8.2±3.1）×10^-13cm³·s_<sup>-1.在H₂（3,3）+He→H₂（3,J）+He中,对于J=2,4,转移速率系数分别为（3.1±1.2）×10^-13cm³·s^-1和（2.1士0.7）×10¹³cm³·s^-1.对于H₂（3,3）,单量子弛豫|△J|=1约占该态总弛豫率的90%.     

掺铒高硅氧玻璃光谱性质的研究

应用Judd-Oflet理论计算了新型掺铒高硅氧玻璃中铒离子的强度参量Ω_t(t=2,4,6)，Ω₂=8.15×10^-20，Ω₄=1.43×10^-20，Ω₆=1.22×10^-20，相比于其他氧化物玻璃，表现出较大的Ω_2,6值，反映了铒离子周围的近邻结构不对称性和Er-O键的离子键成分较高.利用McCumber理论计算得到了能级^{关键词： 掺铒高硅氧玻璃 Judd-Ofelt理论 量子效率}     

NdNi2Ge2化合物的结构和电磁输运性质

利用非自耗真空电弧熔炼法制备了NdNi₂Ge₂化合物样品,采用X射线粉末衍射技术和Rietveld全谱拟合分析方法测定了其晶体结构. 结果显示该化合物的空间群为I4/mmm,点阵参数为:a=4.120(1),c=9.835(0),Z=2,Nd原子占据2a晶位,Ni原子占据4d晶位,Ge原子占据4e晶位. NdNi₂Ge₂化合物呈现顺磁性,应用居里-外斯定律拟合计算得到居里-外斯常数为25.8,居里-外斯温度为6.24 K. 有效势磁矩为3.69μ_B,这与理论计算Nd³⁺的磁矩相符,表明磁矩主要源于Nd³⁺. 电阻率变化范围为0.3 Ω ·μm^-1-1 Ω ·μm,电阻曲线拟合显示NdNi₂Ge₂呈半金属性. 关键词： 2Ge₂')" href="#">NdNi₂Ge₂ Rietveld结构精修 电磁输运     

纳秒强激光中丙酮团簇增强的多价电离现象

利用脉宽为25 ns的脉冲Nd: YAG 532 nm的激光，在10¹⁰—10¹¹ W/cm²的强度下，用飞行时间质谱对丙酮团簇的激光电离过程进行了研究. 观察到了较强的O^q+(q=2—4)和C^q+(q=1—4)高价离子信号，这些高价离子 C⁴⁺，C³⁺，C²⁺，O⁴⁺，O³⁺，O²⁺的最大概然平动能分别为240 eV，70 eV，30 eV，90 eV，80 eV，40 eV. 高价离子的强度和平动能随激光强度的增大而增大. 我们提出一个多光子电离引发，逆韧致吸收加热-电子碰撞电离模型来解释高价离子的产生. 关键词： 丙酮 团簇 库仑爆炸 高价离子     

硅中三空位V3-的超精细相互作用的理论计算

利用Koster-Slater的格林函数方法,计算了硅中三空位V₃^-的电子态能级和波函数.结果表明,V₃^-在禁带中有五条能级:E_(A2)=0.417eV,E_(B1)=0.492eV,E_(B2¹)=0.512ev, E_(A1)=0.532eV,E_(B2²)=0.608eV.根据算得的超精细相互作用常数同实验值的比较,定出V₃^-处于B₁态.V₃^-的B₁态点据第1壳层的几率为60.2％,但主要集中在三空位所确定的平面内的二个原子上. 关键词：     

Nd3+螯合物的含氢有机溶液光谱性能研究

研究了Nd(TTA)₃螯合物溶于二甲基甲酰胺溶剂的光谱性质，溶液中所有氢未置换为氘.测量了这种溶液体系的吸收谱、荧光谱和荧光寿命.在898和1058 nm波长处观察到明显的Nd³⁺荧光特征峰.用Judd-Ofelt理论对吸收谱进行分析计算，得到了三个强度参数Ω_t(t=2,4,6)分别为Ω₂=4.9×10^-20 cm², Ω₄=5.1×10^-20 cm²和Ω₆=2.5×10^-20 cm².利用强度参数计算了⁴F_3/2能级与⁴I_9/2和⁴I_11/2之间的跃迁强度S_ed、自发辐射系数A_ed以及荧光分支比β等，估算了⁴F_3/2能级的辐射跃迁寿命τ_r＝682 μs.实测1058和898 nm波长处荧光寿命τ大约为460和505 μs，因此荧光量子效率分别高达0.67和0.74.荧光量子效率高表明Nd³⁺在这种溶液中无辐射跃迁比较弱；强度参数Ω₂比较大，表明Nd³⁺在溶液中具有不对称配位场环境，不对称的配位场环境可大大促进Nd³⁺吸收激发能量.光谱质量因子Ω₄/Ω₆>1，使得898 nm的辐射强于1058 nm的辐射. 关键词： Nd 有机溶液 光谱性能 Judd-Ofelt理论     

Ce3+和Mn2+掺杂的Ba9(Y2-xScx)(SiO4)6光谱特性和温度特性研究

采用高温固相法制备了Ba₉(Y_2-xSc_x)(SiO₄)₆:Ce³⁺,Mn²⁺(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)样品。在该体系中,当Sc³⁺含量从x=0逐渐增加至x=2时,Ce³⁺的蓝光发射强度提高了1.7倍;同时,Mn²⁺的红光发射强度提高了1.9倍,显示了优良的红光特性。样品的发射光谱和漫反射光谱表明,Ce³⁺、Mn²⁺发射强度的增加与Ce³⁺吸收能力和Ce³⁺向Mn²⁺能量传递的提升有直接关系。研究了样品Ba₉Sc₂(SiO₄)₆:Ce³⁺,Mn²⁺的热稳定性。随着温度的升高,Mn²⁺的红光发射呈现先升后降的态势。当温度从室温升至488 K时,Mn²⁺发射强度仅下降至室温时的84%,表现出优良的热稳定性。高亮的红光发射和优良的热稳定性表明该荧光材料可为紫外基白光LED提供良好的红色光源。     

一维Fibonacci系列的X射线衍射峰轮廓的计算

用简单原子层的Fibonacci系列模型,根据振幅-相位关系,计算了其X射线衍射图谱,衍射峰位置在k=2π((m+nτ)/(1+2τ))d^-1,d为平均面间距。衍射峰角宽度β与原子层总厚度D仍满足Scherrer公式:β=0.88λ/Dcosθ。并用振幅-相位图解释了弱衍射峰的强度随原子层数增大时产生起伏的现象。 关键词：     

白色有机发光器件及其稳定性

报道了一种稳定的白色有机薄膜电致发光器件.电流效率6cd/A,在电流密度20mA/cm²驱动下,亮度为1026cd/m²;最高亮度21200cd/m²,色度(x=0.32,y=0.40).该器件具有较平稳的效率电流关系,即具有弱的电流荧光猝灭.初始亮度100cd/m²下,半亮度寿命达22245h.     

Filamentation-assisted fourth-order nonlinear process in KTP crystal

We present an experimental investigation of a filamentation-assisted fourth-order nonlinear optical process in KTP crystals pumped by intense 1.53~eV (807~nm) femtosecond laser pulses. Femtosecond light pulses at 2.58~eV (480~nm) are generated by the fourth-order nonlinear polarization (P⁴(ω ₂ ) = χ ⁴(ω ₂ ,ω ,ω ,ω ,- ω ₁ )E³(ω )E^* (ω ₁ ), where E(ω ) corresponds to the pump frequency and E(ω ₁ ) to the supercontinuum generated through filamentation). If the system is seeded by a laser beam at ω ₁ or ω ₂ and there are spatial and temporal overlaps with the pump beam, E(ω ₁ ) and E(ω ₂ ) are simultaneously amplified. When the intensity of the seed laser beam exceeds a certain intensity threshold, the contribution of P⁴(ω ) = χ ⁴(ω ,ω ₁ ,ω ₂ ,-ω, - ω )E(ω ₁ )E(ω ₂ )(E^* (ω))² becomes non-negligible, and the amplification weakens. The conversion efficiency from the pump to the signal at 2.58~eV (480~nm) attains to 0.1%.     

非晶锂离子导体B2O3-Li2O-LiCl一Al2O3中VO2+的电子自旋共振

两种非晶锂离子导体B₂O₃-0.7Li₂O-0.7LiCl-xAl₂O₃-0.1V₂O₅(x=0.05和0.15)的电子自旋共振谱研究表明:(i)ESR线型是高斯型,证实V₂O₅添加量适当;(ii)超精细结构来源于VO²⁺络离子,具有四角对称性,属C_4v群。越精细耦合张量的平行分量平均值A_//=0.0175cm^-1,垂直分量A_⊥=0.0063cm^-1。由g_//(g_⊥)求出其基态²B_2g与第一激发态²E_g的能级间距△₁=2.46×10⁴ cm^-1,基态与第二激发态²B_1g的能级间距△₂=3.03×10⁴ cm^-1;(iii)变温实验证实:Al₂O₃组分较少(x=0.05)的非晶ESR强度比x=0.15的非晶高3倍至2倍,而Al₂O₃组分越多则ESR强度随温升下降越小。     

An exact inflationary solution in the chaotic model with non-minimal coupling

This paper presents a new exact inflationary solution to the non-minimally coupled scalar field. The inflation is driven by the evolution of a scalar field with inflation potential V(φ ) = (λ/ 4)φ⁴+ b₁ φ²+ b₂ + b₃ φ^-2 + b₄ φ^-4. The spectral index of the scalar density fluctuations n_s is consistent with the result of WMAP3 (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe 3) for λCDM (Lambda-Cold Dark Matter). This model relaxes the constraint to the quartic coupling constant. And it can enter smoothly into a radiation-dominated stage when inflation ends.