基于大黄酸碳点荧光探针检测烟叶含水量的研究

以Mg2+和大黄酸作为前驱材料制备大黄酸碳点,基于水对大黄酸碳点荧光信号的猝灭作用,借助智能手机RGB信号采集技术,建立了简单快速测定烟叶加工过程中水含量的分析方法。荧光猝灭机制表明：质子溶剂水与非质子溶剂二甲基亚砜（DMSO）间的相互作用,可显著猝灭碳点的荧光信号。在30～1 000 mg范围内,水含量与荧光猝灭效果具有良好的线性关系,检出限达5 mg。利用智能手机采集信号,通过软件读取RGB值,结果表明在线性范围内水含量与R值有良好的线性关系（r2 = 0.990 2）。该方法可实现烟叶加工过程中水含量的现场快速测定,结果满足实际需求。方法具有简便、稳定、准确等特点,为水含量测试技术和相关探针设计提供了新的思路。     

用智能手机测量圆柱形管中的声速

基于驻波形成原理,在智能手机上安装频谱软件作为频谱分析仪,测量声音在圆柱形管中共振时的固有频率,并计算出声速.通过两端开口的圆柱形管和一端开口的圆柱形管所测声速分别为341.19 m/s、339.25 m/s,相对误差分别为0.46%和1.1%.与昆明当地声速的理论值相当一致,并实现了声波共振的可视化.这一研究对于开发现代化的教具,促进教学质量和教学水平的提高具有重要意义.     

智能手机光学检测技术用于检测水体中污染物的研究

数字图像比色法(Digital Image Colorimetry,DIC)作为一种传感器方法具有简易、灵敏、成本低廉的优点,广泛应用于环境监测、化学及生物化学等领域。以LED面光源作为数字图像比色法的光源对六价铬水样进行了检测,显色反应后的溶液通过手机免费软件获取R(红)、G(绿)、B(蓝)颜色值。由于RGB模型为非均匀的颜色参数,故把R、G、B值转化为不同的数学模型,并比较各种数学模型所得出的标准曲线的线性相关性,其中灰度吸光度模型的线性相关系数最高(R 2=0.9992)。检测方法的线性范围为0.02~1.0 mg/L,检出限为0.006 mg/L,加标回收率为96.5%~107%,方法具有简便快捷、灵敏度高,适用于快速现场检测。     

基于智能手机定量测定蛋白质的方法研究

利用智能手机完成了蛋白质浓度的检测,确定了用于图像比色的参数,方法适用于有颜色反应的分析物浓度检测。利用该法检测的相关系数大于0. 99,检出限为0. 21 g/L。考察了不同品牌手机的检测效果,结果表明,检测效果与手机硬件的配置无明显关联。考察了该方法的重复性,对单个样本检测时,3种质量浓度样本的相对标准偏差(RSD)分别为2. 0%、4. 6%、11. 9%;对4个样本进行同时检测,RSD分别为2. 2%、3. 8%、3. 5%、11. 5%。考察了亮度、色温、拍摄距离的影响,结果显示,亮度与色温对检测结果无影响,而拍摄距离有影响。手机APP与分光光度计对样本检测结果的相关系数(r2)为0. 969。该方法准确、重复性高、便携、操作方便,可实现多种分析物实时现场的快速检测。     

用智能手机探究电梯中的超重与失重现象

利用智能手机自带的加速度传感器,借助相应手机软件得到电梯升降过程中加速度随时间变化图像, 解决了体重计或弹簧测力计读数转瞬即逝、不方便记录分析的问题. 同时,还可以利用牛顿第二定律对超重、失重 现象蕴含的物理规律进行探究. 通过实践,让学生理解产生超重与失重现象的条件和实质     

居家实验：硬币弹跳

本文给出了居家环境下基于智能手机研究硬币弹跳的声学频率和产生的共振模式一种方案。理论上首先根据圆板的振动方程,给出了硬币固有振动频率的表达式。之后结合特定边界条件,利用有限元的方法分析了三种类型硬币的固有振动模式及对应频率。实验上利用智能手机测量了不同硬币在自由振动时产生的声音频率,并与模拟计算结果进行比较,给出了合理的误差分析。该居家实验方案简单有趣,物理原理丰富,易于在基础物理实验教学中推广。     

膜富集结合膜上图像比色法快速检测微量有机磷农药

建立了基于手机图像比色法结合多通道膜富集技术用于微量有机磷农药的快速检测方法. 根据乙酰胆碱酯酶活性受有机磷农药特异性抑制而降低的特点, 以吲哚乙酸酯为底物, 经酶水解生成靛蓝, 利用多通道膜富集装置将有色生成物富集到尼龙微孔滤膜上, 将标准溶液和样品溶液富集在同一张膜的不同位置. 用智能手机拍摄微孔滤膜的数码照片, 利用编制的手机APP软件对照片进行处理, 消除光照、 噪点等的影响, 可实现自动识别标准和未知样品. 通过提取样品颜色信号, 建立了颜色信号与浓度的定量分析模型, 用其检测敌百虫的检出限可达0.030 mg/L. 利用该方法对黄瓜中农药敌百虫的含量进行分析, 加标回收率在95.8%~106.9%之间, 相对标准偏差RSD(n=5)为3.8%~5.4%. 本方法用手机代替光谱仪, 简单实用, 与相关国标方法相比, 灵敏度和准确度均得到显著提高, 具有良好的应用前景.     

利用智能手机测定药剂中维生素B12含量的研究

提出了一种利用智能手机测定维生素B12含量的分光光度法，利用智能手机光线感应器及相关软件"RGB调色板"和"phyphox"等对不同浓度维生素B12的透光强度进行测量，数据处理后得到相应的吸光度值，发现其与维生素B12的浓度在4.0~96.0 μg/mL范围内呈现良好的线性关系。此方法具有简单、快捷等优点，可应用于药剂中维生素B12含量的测定。     

利用智能手机磁传感器测量亥姆霍兹线圈磁场

通过预实验确定智能手机磁传感器的位置后,用其测量亥姆霍兹线圈轴线的磁场分布,验证毕奥-萨伐尔定律及磁场的叠加原理,提供一种较为精确而简便的测量磁场的新方法.     

基于手机Vernier Video Physics APP的物理实验教学研究——以研究斜抛运动为例

将智能手机APP功能应用到中学物理教学实践中,已成为教师激发学生学习兴趣和培养学生动手能力的新途径.利用Vernier Video Physics研究了实际生活中最常见的投篮过程中篮球的运动.作为二维斜抛运动的特例,得到了篮球运动的轨迹图以及两个方向上的x-t和v-t图像.通过对图像的分析提高学生对这些运动的深刻认识,解决了传统教学中学生很难理解将曲线运动分解到两个方向的直线运动,使得教学更具可视化.将现代化教学设备应用到课堂教学,提高学生处理、分析图像的能力,体现了核心素养对高中物理教学的基本要求.