基于BiOCl-Fe2O3@TiO2介孔复合材料的光电化学合成氨性能研究

传统合成氨工艺存在能耗高、污染严重的问题. 因此, 高效、低能耗绿色合成氨工艺的开发迫在眉睫. 光电化学以H₂O和N₂为原料, 可以在太阳光驱动下, 在常温常压条件下实现氨的合成, 因而受到广泛重视. 但总的来说, 效率和产率都达不到实际要求. 新型高效催化剂及工艺的开发是提高合成氨产率及效率的关键. 非贵金属催化剂具备成本低、来源广泛、可操作性强的优势, 有利于光电化学合成氨的产业化. 本实验采用溶胶凝胶结合原位热裂解的方法制备了分散性好、结构均匀的BiOCl-Fe₂O₃@TiO₂复合材料, 对其物相、微观结构、表面状态、光学性能、电学性能等方面进行了系统表征, 并探究了该材料在常温常压下光电化学合成氨的催化活性. 结果表明, 同纯介孔TiO₂相比_, BiOCl-Fe₂O₃@TiO₂的吸收带隙变窄, 可见光吸收能力增强, 光生载流子的利用率增加, 光电合成氨的产率提升了7倍, 且BiOCl-Fe₂O₃@TiO₂显示了优异的化学稳定性. 本研究工作为绿色合成氨催化材料及工艺设计提供了新思路.     

NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)纳米晶基于尺寸和激发功率的上转换荧光性能研究

采用热分解法制备出纯β相的NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)稀土上转换纳米晶,通过改变表面配体的种类和用量,合成出了两种不同尺寸和形貌的纳米颗粒。使用较少表面配体所合成的纳米颗粒具有更大的尺寸和更规则的形貌。比较了两种纳米颗粒的荧光性能,在980 nm激发光照射下,随着激发光功率的增加,纳米颗粒的荧光强度也逐渐增强,尺寸较大的纳米颗粒的荧光强度比尺寸较小的高了1个数量级。绿光与红光的比例也与纳米颗粒的尺寸和激发光功率密度相关,荧光性能较弱的小尺寸颗粒的绿光比例随激发光功率密度的增加而增大;荧光性能较好的大尺寸颗粒的绿光比例则在增大到一定程度后逐渐减小。此项工作可能在生物体荧光成像、荧光标记、光动力治疗以及生物传感等方面提供指导。     

基于Matlab的势垒贯穿透射系数研究

粒子在经过一个势垒时,无论粒子能量和势垒高度存在怎样的关系,理论上都有一定的透射.本文用Matlab软件探讨了粒子对于宽度为n*a的势垒和n重宽度为a的势垒进行贯穿时的透射系数.研究结果说明:在E/U1情况下,宽度为na的势垒的贯穿透射系数较n重宽度为a的势垒的贯穿系数大;当E/U1时,情况则相反.     

利用Tracker软件改进拉伸法测金属丝的杨氏模量实验

对拉伸法测金属丝杨氏模量实验进行了改进.针对传统的激光杠杆法实验中,激光光斑大、读数误差大的缺点,利用Tracker软件对激光杠杆法测杨氏模量中反射光斑的轨迹追踪,从而实现对杨氏模量的精确测量.结果表明,利用Tracker软件改进拉伸法测金属丝的杨氏模量实验,不仅能够提高测量精确,还能激发大学生的探索精神,培养大学生的创新意识.     

基于蒙特卡罗模拟的三维氢原子电子云可视化

本文具体讨论了使用蒙特卡罗模拟对氢原子三维“电子云”进行可视化的方法.根据氢原子中电子的波函数,利用Mathematica软件和蒙特卡罗模拟方法,实现了不同能级的氢原子三维电子云的可视化,使人们对氢原子中电子的行为有更加直观的认识.同时本文也给出了基于蒙特卡罗方法的研究一般原子系统,包括有微扰系统的电子云图像的普适算法,可用于量子力学可视化课程资源的进一步开发.     

钾掺杂对三联苯的超导特性探寻

新型超导材料的设计合成及其超导机理的探索是目前凝聚态物理学领域的重要研究方向. 本文采用高真空热烧结方法制备了钾掺杂对三联苯粉末材料并表征了它们的晶体结构、分子振动、磁学及超导特性. X射线衍射图谱和拉曼光谱表明在烧结样品中除存在钾掺杂对三联苯和KH外, 还含有苯环重组的C₆₀和石墨成分. 拉曼光谱中部分峰位的红移进一步证实钾成功掺入对三联苯分子晶体中并将4 s电子转移到C原子上. 零场冷却磁性测量结果表明: 多数样品在整个温度测量区间表现为居里顺磁性, 但少数样品呈现出抗磁性, 而且在17.86, 10.00 和6.42 K三个温度点出现磁化率突降的反常行为, 其中17.86 K处的突降很可能源于钾掺杂C₆₀引起的超导转变, 而后两者可能与钾掺杂对三联苯导致的超导相关. 研究结果有助于理解金属掺杂芳香烃有机超导体这一新兴超导家族的晶体生长和物理特性, 同时也提供了一种低温制备C₆₀和石墨的新方法.     

{Cu_3}单分子磁体在热平衡和磁场作用下的三体纠缠

本文研究了Na_9[Cu_3Na_3(H_2O)_9(α-As W_9O_(33))_2]·26H_2O(简记为{Cu_3})单分子磁体在热平衡和外加磁场作用下的三体纠缠性质,利用等效自旋模型和实验拟合参数,数值计算了{Cu_3}型三角自旋环中三体负性纠缠度(tripartite negativity).分别考虑沿垂直于三角自旋环方向的磁场、平行于三角自旋环方向的磁场,以及倾斜磁场的情形.结果表明,磁场的方向、大小以及温度对系统三体负性纠缠度有着重要影响.文中给出了在不同磁场方向下,临界温度随磁场强度的变化图,由此可以得到三体纠缠存在的参数区域.同时发现在特定的参数区域,该系统存在纠缠恢复现象.因此适当调节温度、磁场强度大小和磁场方向可以有效调控{Cu_3}型三角自旋环中的三体纠缠性质.     

基于信息技术的大学物理创新性实验的研究与实践

针对社会对人才培养的新要求和教学研究型大学的实际,提出了一种依托数字传感和数字仿真技术 改进物理实验教学的创新性实验教学方式,并简要阐述了创新性实验教学方式、设计思路和教学实践     

光纤传能的移动式激光诱导击穿光谱钢铁快速检测与分类

为了实现工业现场对特种钢材的快速检测与种类识别,采用基于光纤传能的移动式激光诱导击穿光谱（LIBS）样机对14种特种钢材进行光谱数据的采集与分析,采用预选谱线并遍历组合的降维方法与支持向量机(SVM)相结合的算法对特钢材料的光谱进行快速分类。分别将原始光谱数据、归一化处理后的光谱数据、归一化处理+遍历组合优选谱线数据作为SVM分类模型的输入向量,并对比了不同输入向量下模型对特钢识别的准确度。结果表明：在事先选出的51条特征谱线作为输入变量的基础上,归一化光谱数据作为SVM分类模型的输入特征时,识别准确度达到95.71%,明显高于使用原始光谱数据作为输入向量时SVM分类模型的准确度11.43%。进一步地,使用MATLAB程序遍历谱线组合,通过遍历各种谱线组合选出最优的输入谱线组合,当优选6条特定的谱线时,对特钢种类识别的准确度达到100%,且建模速度也有相应提升。可以看出,当预选出大量常见特征数据时,机器自动选取特征与人工挑选谱线相比,具有明显优势,基于此降维方法的SVM算法模型在LIBS快速分类技术中具有很好的工业应用前景。     

基于HPS理念的高校物理学科课程思政

课程思政建设的目的在于实现价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体的课程目标，落实立德树人根本任务.课程思政将成为高等教育的长期性和关键性工作，因此需要探索一种全局式、系统化的思政模式.基于HPS的教育理念，将物理学史、物理哲学、物理社会学融入高校物理课堂，以“明史、慎思、实践”的模式整合物理思政资源并进行思政育人，引导学生掌握马克思主义世界观和方法论，培养高校青年正确的人生观、世界观和价值观.