卷积神经网络用于近红外光谱古筝面板木材分级

目前,我国乐器制作行业在古筝面板用木材等级的筛选上主要依赖于技师主观评判,但此法缺少科学理论的依据,效率低,客观性及出材率的提高等方面受到限制,无法满足乐器市场的大量需求。实现古筝面板用木材快速、智能化的分级工作是一个急需解决的课题。近红外光谱非常适用于测量含氢的有机物质。古筝面板木材主要化学成分的化学键均由含氢基团组成,不同等级板材的化学成分存在差异,这些差异反映在近红外光谱中,为判断木材等级提供了可能。同时卷积神经网络对非线性数据具有较强的特征提取能力,所以提出一种应用卷积神经网络模型对光谱数据进行分析的方法,进而判别木材的等级。应用了Savitzky Golay一阶、二阶微分两种预处理方法和核主成分分析、连续投影算法两种数据压缩方法,通过所设计的卷积神经网络模型以样本识别准确率和模型构建过程中的损失值作为判定指标选出最佳预处理和数据压缩方法。为了提高模型提取分析光谱数据的能力和避免过拟合现象,应用了多通道卷积核、批量归一化和early stopping策略,将通过两层卷积层提取的特征信息送入全连接层,从而充分提取剩余信息,通过Softmax函数获得板材的最终预测等级,从而确定了最终模型。最终Savitzky Golay一阶微分和核主成分分析为最佳数据处理方法,同时得出用于区分不同等级的古筝面板用木材的主要关键谱带,分别为1 163~1 243, 1 346~1 375和1 525~1 584 nm。将该模型应用于测试集样本,古筝面板用木材的等级识别准确率为95.5%。实验结果表明所提出的方法可以高效地处理光谱数据,有效识别区分不同等级的古筝面板用木材的关键特征,从而为广阔的乐器市场提供一定的技术支持。     

新型两性聚电解质高吸水性树脂CMCTS-g-（PAA-co-PTMAAC）的制备研究

通过氧化还原引发荆引发的接枝共聚反应,使阴离子型单体丙烯酸(AA)和阳离子型单体三甲基烯丙基氯化铵(TMAAC)在羧甲基壳聚糖(CMCTS)的分子链上接枝共聚,制得羧甲基壳聚糖接枝-(聚丙烯酸-co-聚三甲基烯丙基氯化铵)(CMCTS-g-(PAA-co-PTMAAC)两性聚电解质高吸水性树脂.采用红外光谱对产物的结构进行了表征,比较了反应条件对产物吸液性能的影响.发现制备具有良好吸液性能的高吸水性树脂的最优化反应条件为:TMAAC占单体总质量的14.3%,mNNMBA/mAA值在0.014附近,单体总质量为CMCTS质量的9.33倍,丙烯酸中和度在20%～30%之间.研究发现,随外部溶液pH值的变化,两性聚电解质高吸水性树脂的溶胀性能在酸性和碱性条件下各有一个最大值,在等电点处产物的吸液性相对较低.     

相干平行板电容器对外场的动态响应

基于介观体系动态响应的自洽理论,讨论了介观相干平行板电容器的电容.结果表明相干电容器的电容对外场频率有很强的依赖关系,并且是随频率变化的复变函数.该电容随频率的变化关系呈现出一个非常有意义的特性,即电容虚部曲线有一个较尖锐的峰,它正好与电容实部的极小位置相对应,而进一步研究发现它们与该电容体系中的类等离子体激发相联系.另外,也讨论了介观电容的尺寸效应,发现当极板间距很大时,电容值和宏观的几何电容结果趋于一致.     

Effect of polarization on efficiency of volume Bragg grating filter

<正>Diffraction efficiency of volume Bragg grating,whose period is in the same order as the incident wavelength, is related to the polarization direction of the incident linear polarized beam.When two linearly polarized recording beams with the same polarization direction are used for recording volume Bragg gratings in a photopolymer with diffusion amplification,the azimuth of polarization of the reconstruction beam influences the diffraction efficiency of the grating.When the probe beam is linearly polarized and oriented orthogonally to the grating vectors,the±1-order diffraction beams are also linearly polarized with polarization direction parallel to that of the probe beam.According to the results,a two-dimensional nonspatial optical filter consisting of the volume Bragg gratings would achieve significantly higher efficiency.     

相干输运中的接点问题

为了研究介观体系的相干输运中接点的重要作用,采用一简单的纳米单势垒“二维-一维-二维”(2D-1D-2D)模型,应用散射矩阵方法和托马斯-费米近似,计算了体系透射率和在直流电压下电势分布. 结果表明： 1)接点对其透射率有显著的影响; 2)电势降落表现的电导性质违背了与经典串联电路中等价的基尔霍夫定律. 因此介观体系中各器件与接点间是量子相干的,考虑接点问题有利于对介观体系相干输运更为深入的研究. 关键词： 相干输运 接点 介观体系     

《MATTER & INTERACTIONS》教学实施的重要支撑——计算机技术的应用

《MATTERINTERACTIONS》[1]教材以一种新的理念于众多物理导论教材中脱颖而出。其重要特点就是从基本原理而不是推理(次级)公式开始分析,通过构建和分析弹簧—质点简谐振动力学模型,以能量为桥梁从力学自然过渡到热学(认为热学不应该作为物理导论的一个独立章节)以及近代物理,并用表面电荷将电学和电路进行统一;而计算技术是使之能在教学中完美实施的重要支撑。本文阐明了计算机与理论和实验一起已经并列成为物理导论课程(乃至物理学)的第三大支柱的意义以及作用,并给出了相应的例子。其突破传统的理念和模式希望能给国内高校物理教学改革一定的启迪。     

大学物理实验MOOC及教材的建设与探索

建设了国内首门大学物理实验MOOC并撰写了配套教材.实验MOOC及教材的建设应立足于信息技术与教育教学深度融合大环境下的新型教学培养模式,遵循科学性、多元性、动态性以及实用性的原则.以此建设的大学物理实验MOOC以虚拟仿真实验、自主实验以及远程控制实验为主体,以案例式教学为特征,教学采取对于给定实验目标(每个案例相互独立),以物理建模为主线,充分挖掘实验思想以及关注模型成立条件等方法.教材撰写以同样理念为指导,有机整合课程平台内容,同时在编排形式上进行了改革.如正文中对测量模型及讨论的套色加框,空白宽边中的提纲挚领,重点醒目突出;余留的空白宽边可使学生与教材互动,有助于学习效率提升.     

如何建设好实验MOOC——以《大学物理实验》MOOC建设为例

从线下实验课程的现状和弊端入手,结合《大学物理实验》MOOC的建设经验,对实践类MOOC建设涉及的内容,如,建立建设队伍,确定教学理念建立相关体系,凝练知识点等要素并制作适合学生有效关注时间的短视频,构建线上实践主体,充分利用线下实验室资源以及保障建设质量等给出了建议.     

木质纤维素纳米纤丝制备及形态特征分析

以阔叶树材杨木木粉为原料,始终保持纤维处在水润涨的状态下,利用亚氯酸钠在酸性条件下脱除木质素,氢氧化钾脱除半纤维素,然后借助高强度超声波的空化作用,依次制备了综纤维素、纯化纤维素及木质纤维素纳米纤丝(WCNF).通过傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对WCNF制备过程中的化学组分、晶型结构、结晶度及形态特征变化进行了表征,并进一步利用图像分析系统对WCNF的直径分布进行了测量统计.结果表明,WCNF的主要成分为纤维素,其晶型结构仍为纤维素Ⅰ型,结晶度为65.68%,较之原料木粉提高了12.33%.所得纤丝的直径集中分布在5～32nm之间,长度大于10μm,长径比高于300,纤丝间相互交织成网状缠结结构.WCNF的高结晶度、高长径比、纳米尺度、网状缠结结构,显示其为一种十分理想的增强增韧材料.     

博雅理念在大学物理实验教学中的实践

博雅教育是对大学本科生实施的一种教育,它更关注个人的发展而不是为具体职业做准备,作为理科和工科大学所共有的基础课程——大学物理实验,是最能体现博雅教育理念的课程之一.但是教师如果缺乏理念和意识,博雅的哲学教育以及教育的目标就无法得到很好的贯彻.本文以具体的大学物理实验教学为例,从微观层面进行分析和阐述,研究如何结合博雅教育思想来实践教学.