匀强磁场产生装置的设计

阐述了亥姆霍兹线圈轴线上磁感应强度高阶导数的奇特性质,提出利用共轴四线圈组产生均匀磁场的设想,并通过模拟共轴四线圈组磁场的轴线分布及空间分布,展现了共轴四线圈组的优越之处.     

有限温度下介观L-C电路数-相量子涨落

借助于Weyl量子化方案,我们用数-相量子化观点讨论了有限温度下L-C回路的量子噪声,给出了噪声与温度T的函数关系,从数-相量子化方案还能给出相算符的具体形式及电路的振荡行为。     

基于NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)上转换发光材料的色彩设计

采用共沉淀法制备β-NaYF4:Yb3+,Er3+。X射线衍射图谱结果表明退火有利于β相生长。样品在970nm处有一强烈吸收峰,利用980nm激光激发样品,实现红、绿、蓝三色上转换发光;其中蓝光相对较弱,红、绿光的发射峰分别为521,539,659nm。速率方程表明红、绿发射对应跃迁均是双光子过程,实验结果与理论分析相符。此外,对红、绿发射带面积比的研究表明激发功率和Yb3+掺杂量影响发光颜色;进而可实现简便的色彩设计。     

厨余物的“高光”时刻——从厨余垃圾到碳量子点的居家制备及应用探究

以生活中常见的苦瓜头、香蕉皮等厨余物为原料，通过对文献的系统优化，将新型荧光材料——碳量子点的制备，创新性地开发为居家实验，中小学生甚至幼儿园小朋友在家长指导下，在家中用简单厨具即可轻松做出碳量子点，绿色安全，观感愉悦，趣味性强。同时，对居家碳量子点进行多色荧光调控、大型仪器表征和重金属离子检测等应用的探究，适合面向高中生、本科生开展源于生活的科普活动和综合实验。此外，就公众关心的量子、量子点等概念进行科学解读，辟谣“量子+生活”现象。本实验旨在以多种有趣形式开展梯度科普，生动诠释前沿概念，激发公众对厨余物资源化利用的热情，阐释化学来源于生活，又造福于生活的理念。     

用电路噪声测量玻尔兹曼常量和电子电荷

设计并搭建热噪声和散粒噪声测试电路系统,利用锁相放大器,从极强的背景噪声中提取微弱待测电信号,输入参考信号实现频谱搬移测量法,测定了玻尔兹曼常量k和电子电荷e.该实验能够加深学生对电路噪声特性的理解,掌握锁相放大器技术和微弱信号测量方法.     

基于光学多普勒效应的光速测量与监听实验

设计了基于迈克耳孙干涉仪的光学多普勒效应定量实验装置,分别以气体、液体中光速的测量与音频监听为例,阐述了装置的具体运行过程,展示了装置的性能与技术参量.实验测得空气中光速为3.021×10⁸ m/s,水中光速为2.284×10⁸ m/s;该装置还可用于研究物体的运动,测速范围达到300 nm/s～7.9 m/s.基于光学多普勒效应进行音频监听,所得音频包含了音频原声的基本特征.     

利用近似理论计算原子分子形状因子的平方

实现了基于近似理论数值计算原子基态形状因子平方的方法,并以氢原子为例,检验了Hatree-Fock近似方法与密度泛函近似方法的优劣,对比了不同基组的精确性.这种数值计算方法也适用于揭示其他波函数无法精确求解的原子和分子的电子结构.     

海藻酸盐水凝胶在食品、医药和环保中的应用综合实验*

从奶茶中流行的爆爆珠的制作入手,通过精巧的实验设计,引导学生探究海藻酸盐水凝胶在医药和环境治理领域的多维应用。该实验深浅兼备,源于生活,契合公众关注的环境和医药热点,同时结合原创动画视频深入浅出地介绍了水凝胶的形成和药物缓释等相关原理。