基于群表示论的微波等离激元谐振器模式响应研究

作为光频段局域表面等离激元的低频对应物,人工局域表面等离激元因其深亚波长局域场增强和高Q值谐振的特点而受到广泛关注。微波等离激元谐振器是产生人工局域表面等离激元的典型器件,其特点是具有多重离散旋转对称性和镜面反射对称性。以往的研究提出了等效媒质法和等效色散法分析微波等离激元谐振器的模式响应,但这两种方法都未能充分考虑谐振器的几何对称性从而未能全面揭示其模式特性。本文针对谐振器的几何对称性提出了群表示论方法分析其模式响应。通过对称性分析,发现谐振器的几何对称性所构成的群的不可约表示数等于谐振器所能支持的人工局域表面等离激元模式的数目。以对称性构成C_7v群的谐振器为例,C_7v群的5个不可约表示数对应了5种人工局域表面等离激元模式,分别为零阶模式(也即磁偶极子)、偶极子、四极子、六极子和十四极子。受限于几何对称性,谐振器将不能支持更多阶的模式。为验证群表示论方法,设计了对称性构成C_7v群的微波等离激元谐振器,全波仿真结果很好地证明了上述理论。本文提出的群表示论方法也可推广到其他频段如光频,因而具有广泛的适用性。     

超声波促进"一锅法"合成新型咪唑烷

以芳香醛、乙二胺、丙酮和乙醛为起始原料，在超声波促进下采用一锅煮法，合成了8个咪唑烷衍生物(c1~c8,其中c3~c8为新化合物），其结构经¹H NMR, IR, MS(ESI)和XRD表征。与传统“三步加热”反应相比，微波一锅法将反应时间从2~3 h缩短至0.5 h，总收率从50%提高至80%以上。     

砂土初始孔隙比空间变异性对其力学特性及破坏模式的影响分析

现有研究大多采用简单的摩尔库伦模型针对土的空间变异性对边坡或基础的安全系数或失效概率做计算分析.事实上临界状态本构模型,如SIMSAND,能更准确地反映土的应力-应变关系.为此,本文采用SIM-SAND模型,针对砂土初始孔隙比的空间变异性对其力学特性及破坏模式的影响做详细分析,算例采用简单的室内平面应变双轴试验,分为松砂排水、密砂排水、松砂不排水和密砂不排水四种情况.每一种情况均采用蒙特卡罗方法进行初始孔隙比的随机分布生成,并做大量计算,以此来分析初始孔隙比的不均匀性对剪切带生成和破坏模式和竖向承载力发展及其概率密度分布的影响.     

光学设计性实验研究

介绍PASCO实验平台在光学设计性实验中的应用。在PASCO实验平台上设计并完成了单缝衍射、双缝干涉和偏振等实验。用软件对数据采集处理,得出光强与位置关系曲线图。展示了PASCO平台在光学设计实验中的便捷与优势。     

取向静电纺丝纳米纤维的制备及应用研究进展

简单描述了静电纺丝的基本装置、原理;为制得高性能的取向纳米纤维,对静电纺丝中出现的不稳定性进行了研究,介绍了三种不稳定状况,并分析了其产生原因.列举了通过改变接收装置、控制电场和附加磁场等方法,改进静电纺丝技术来制取连续取向的纳米纤维,并对各种方法进行了简单的评价,指出磁化静电纺丝(MES)是目前制备取向纳米纤维最具有发展前景的方法.简要介绍了取向纳米纤维在生物组织工程领域方面的应用,并对其未来作了展望.     

自制投影用小磁针

奥斯特实验,是教学中的重要演示实验之一,作为演示实验,由于小磁针较小,又在桌面上做实验,故可见度很低,实验观察效果不够理想．笔者自制了透明的小磁针,让实验在投影仪上完成,增大了实验的可见度．如图１所示,取一按扣,留凸扣面,将两对面稍向下弯曲,然后将两个磁化钢针穿过凸扣穿线孔．将透明胶片剪成磁针形状,一方涂红色,另一方涂蓝色,将其中间弄一小孔,将磁化钢针的南北极与胶片颜色对应好,将其扣在凸扣上,自制小磁针就做好了．再取刻写蜡纸的铁笔笔尖,用胶直接粘在放置实验装置玻璃板的合适位置上,做为小磁针支架．…     

辣根过氧化物酶直接电化学传感器检测过氧化物的研究

该文以高比表面积的泡沫镍电极(Ni foam)为基础,通过电沉积碳纳米管(CNTs)制备了CNTs/Ni foam。然后在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的辅助下,通过一步法电沉积纳米金(AuNPs)将辣根过氧化物酶(HRP)固定到电极表面,制备了HRP-AuNPs/CNTs/Ni foam直接电化学酶传感器。并采用SEM、能谱(EDS)和电化学方法对该电极进行了表征,优化了测试电位和pH值,将该传感器对过氧化氢及2种有机过氧化物进行了检测。结果表明,该传感器性能良好,对过氧化氢、过氧化氢异丙苯、2-过氧化丁酮具有良好的催化检测性能,其检出限分别为1.2×10~(-7)、4.5×10~(-7)、2.5×10~(-7) mol/L。     

基于小波域多尺度统计建模的水下噪声的检测与识别

研究了基于小波域多尺度树结构的水下噪声信号统计概率模型的建模方法。实验分析表明,船舶辐射噪声的模型特征不仪与海洋环境噪声的有很大差异,而且在不同工况下自身也表现出了不同特点。根据海洋环境噪声和船舶辐射噪声在模型参数上的特征差异,提出了一种从海洋环境噪声中检测船舶辐射噪声的方法,实验证明了该方法的检测性能大大优于以前提出的几种检测方法。另外,为了更好地解决船舶辐射噪声的分类问题,在研究了基于隐马尔可夫统计模型的分类方法的基础上,还提出结合支撑向量机和隐马尔可夫模型的综合分类方法,实验分析也取得了较好的结果。     

新石器时代古陶器的化学计量学研究

本工作采用化学计量学方法抽提古陶器发明和技术演变的历史信息。数据分析表明:若干早期陶器的烧制是用在土中掺入未燃烧完全的植物茎叶灰,采用含铁较高的粘土,使之含有能形成低温共熔体的氧化亚铁、磷酸盐等组分,成为能在较低温度烧结的制陶原料。因此,当时能在700~800℃低温烧制成功。其后随着窑的发明和窑技术的进步,达到1000℃以上的烧成温度,所用制陶原料亦相应发生改变。但类似的易熔组分和添加草木灰又成为配制原始瓷铀的配方,从而过渡到原始瓷器的发明的一个重要因素。     

刻槽绝缘子真空表面闪络光学特性

利用超高速相机Hsfc-Pro对绝缘子真空表面闪络光学特性进行了研究,重点分析了平板和刻槽结构圆盘形介质样品在指状电极下闪络通道的差异以及刻槽结构对材料绝缘强度的提升。实验结果表明:槽纹的引入改变了闪络通道的形成位置,平板结构介质样品的表面闪络一般是沿两电极中心连线发展,而刻槽结构介质样品的表面闪络则是沿介质边缘发展。这导致后者的闪络时延至少是前者的/2倍,证明了刻槽结构可以在不增加器件尺寸的前提下有效提高介质材料的绝缘强度。