实验教学与科研创新相结合的探索与实践

大学物理实验课程包括基础型实验、提高型实验、研究型实验等从低到高、从基础到前沿、从传授知识到创新能力培养的完整教学体系,在进行创新人才培养、全面实施创新教育等方面有着其他课程教学不可替代的作用.本文分析了目前大学物理实验课程教学中存在的问题,探索教学与科研创新相结合,更好地培养学生的实践能力、创新能力以及科学研究的思想与方法.     

空心微球结构Au/Ag合金泡沫块体的制备

将平均晶粒尺寸为4.6 nm的金粒子通过静电作用粘附于聚苯乙烯（PS）微球表面用于化学镀,化学镀金后PS表面的金沉积层几乎达到完全包覆,厚度70~90 nm;在Au/PS表面进行化学镀银,沉积的银颗粒堆积紧密,颗粒大小较先前沉积的金颗粒大,镀覆层厚度增厚至200~400 nm;模板去除后,获得了完全自支撑的Au40Ag60空心微球结构的圆柱状泡沫材料。制备的金银合金泡沫由直径约10 m的空心球壳组成,圆柱体直径约5 mm,密度约1.2 g/cm3。     

基于动态溶胀法制备中空聚合物微球

以表面带正电荷的m级聚苯乙烯微球为种子,经过甲苯、二乙烯基苯溶胀,聚合与包覆等过程制备了直径约5 m的中空聚合物微球。研究了溶剂类型、溶剂用量对动态溶胀法制备的中空聚合物微球粒径、分布和结构的影响,讨论了中空聚合物微球的形成机理。结果表明:添加一定量甲苯、二甲苯等挥发性溶剂是动态溶胀法形成中空聚合物微球的前提;甲苯用量越多,溶胀后形成的中空结构越明显,孔径越大;选择低溶解性的二甲苯溶剂更有利于中空结构的形成。     

微流控制备单分散微米级SiO2微球

采用软模板法制备出了聚二甲基硅氧烷微流控装置。利用该装置讨论了正硅酸乙酯和氨水的用量分别对反应体系凝胶化时间的影响,确定了制备SiO2微球的优化反应体系,即二甲基乙酰胺、正硅酸乙酯和氨水的体积比为8∶4∶1,实验所需的反应温度为60 ℃。实验发现:在微流体通道中,分散相的流速越大,粒径越大;连续相流速越大,粒径越小。因此,通过控制微流控装置中分散相和连续相的流速制备了粒径40~220 m的单分散SiO2微球,并对其形貌进行表征。光学显微镜和粒径分析均表明所制备的SiO2微球球形度高,单分散性好。     

氮掺杂碳气凝胶电极材料的制备及性能

以三聚氰胺（M）、间苯二酚（R）和甲醛（F）为原料,经溶胶-凝胶法、超临界干燥和高温碳化制备了系列的氮掺杂碳气凝胶（NCAs）。X射线光电子能谱(XPS)分析表明,氮元素成功地引入到碳气凝胶中,并且可以通过调节三聚氰胺掺杂量来控制氮掺杂量;扫描电子显微镜（SEM）和N2吸附测试显示出不同氮掺杂量的碳气凝胶的微观结构差异较大,随着氮含量的增加,比表面积有先减后增的趋势;在6 mol/L KOH溶液中进行的恒流充放电和循环伏安测试表明,引入氮元素能够极大地改善碳气凝胶的电化学性能,最高比电容量达176 Fg-1,并且凝胶具有良好的电容特性和可逆性。     

组合透镜法测量透镜焦距方法研究及数值分析

为了解决神光系列装置所需长焦透镜焦距的检测问题,在现有斐索干涉仪的基础上,对常规组合透镜方法进行了拓展,提出了双探头光栅尺法。对两种方法的工作原理及检测方法进行了分析,同时计算分析了测量数据误差对测量结果的影响,得出测量数据测量误差的上限要求。这两种方法具有测量精度高、重复性好、测量过程简单的优点,对于各类透镜焦距的检测具有重要的实用价值。     

β—环糊精／环氧氯丙烷交联聚合物毛细管气相色谱固定相的制备？…

参考文献合成了一种非水溶性β－环糊精／环氧氯丙烷交联聚合物，采用不同的方法将其涂渍到弹性石英毛细管柱上，考察了毛细管柱的基本性能，对某些芳香位置异构体和对映体进行了色谱分离。     

电力系统暂态稳定性的数学表述

电力系统的方程相当于一个随时间分段变化的微分代数方程（DAE）。暂态稳定性关心的是对于一个稳定的平衡态是否存在一种控制或方案。使得关于这分时间段定义的DAE系统在故障切除一段时间后仍趋于稳定（平衡点）。因此，故障切除时间是一个重要的参数。如果在很长的时间以后才采取控制措施，则系统会崩溃而无法恢复；而如果在临界故障切除时间以前就控制住，则系统就能保持稳定。对于一般的系统，常会出现孤立稳定域的现象。故障切除时间的判断方法一般有暂态能量函数法和扩展等面积法则（EEAC）。本文通过数学例子说明这些方法在可以用来判断一般的分时间段DAE稳定点的吸引域。     

对叔丁基杯[8]芳烃酯类衍生物的合成方法改进及其对酯型儿茶素的萃取性能

以酰氯为酰基化试剂,用三乙胺作缚酸剂和催化剂,制备了一系列对叔丁基杯[8]芳烃酯类衍生物(2a～2e),其结构经1H NMR, IR和元素分析表征.以2为萃取剂,考察了酯型儿茶素单体在二氯甲烷-水两相体系中的萃取分配行为.结果表明:2e的萃取效果最佳.     

转动参考系中质点运动的动力学分析及数值模拟

转动参考系中质点在惯性力作用下的运动是力学教学的难点，本文分别在匀角速转动参考系、变角速转动参考系和惯性系下对该问题的动力学进行分析，得出质点的动力学微分方程；并基于欧拉法，利用Matlab软件对该问题的动力学微分方程进行了数值计算求解和模拟，直观地画出了质点的运动轨迹，基于程序数据对该问题的运动规律进行了较为深入的分析。将研究内容融入教学中，提高了教学效果，培养了学生解决实际问题的能力，对海洋科学、大气科学等相关的专业的后续专业课学习产生了积极的影响。