面向新工科的开放式大学物理实验 教学模式探讨

在"新工科"的背景下,本文提出了一种以满足学生个性化需求为基础的开放式大学物理实验教学模式。该教学模式立足于学生的个体需要,借助现代化的物联网仪器管理、人机交互界面和微信公众平台等科技手段,将个性化选课系统、差异化教学方式和即时线上反馈功能引入传统的实验教学体系,着力构建新型开放式的教学模式。该系统包含个性化选课系统、教学过程管理系统、仪器管理物联系统、微信教学管理平台四个子系统,其最大特色是重视学生的个性化需求,实现开放式教学。     

多核固体NMR研究层状二硅酸钠SKS-6的钙离子脱除过程

利用1H、29Si、23Na多核固体核磁共振(NMR)以及X射线衍射技术研究了层状二硅酸钠SKS-6与同一浓度氯化钙溶液反应不同时间的产物, 探讨了SKS-6的钙离子脱除过程. 实验揭示出SKS-6是通过钙离子与钠离子之间的快速置换来脱除钙离子, 钙离子快速取代钠离子与SKS-6中的硅氧四面体结合, 使得硅氧四面体层发生扭曲, 骨架有序度降低, 但是原有的层状结构仍然保持. 延长反应时间对该过程没有明显的促进作用, 说明钙离子对钠离子的取代在很短的时间(1 min)内就已经完成. 延长反应时间只是促进了SKS-6中桥式和非桥式氧原子的水解, 并使得产物中kanemite相的钠离子与水分子的配合发生变化.     

改性碳纳米管气体传感器

碳纳米管气体传感器具有灵敏度高、响应速度快、尺寸小和能在室温下工作等诸多优点,是一种很有前景的气体传感器.然而本征碳纳米管气体传感器只对少数几种气体如NH3、O2、NO2和SO2敏感,检测范围有限;而且这类传感器的检测灵敏度和选择性也有待提高.研究表明对碳纳米管进行改性可以克服这些缺陷.目前已有的改性方法主要包括对碳纳米管表面有机修饰、对碳纳米管掺入无机杂原子以及径向力学变形等.本文对改性碳纳米管气体传感器研究的最新进展进行了综述,分析了上述改性方法在扩大碳纳米管气体传感器的检测范围、提高检测灵敏度和选择性方面的优势和不足,并对其研究前景进行了展望.     

少模光纤模式反射迈克尔孙干涉仪及其游标增敏应用

提出了一种少模光纤迈克尔孙干涉仪（MI）级联法布里-珀罗干涉仪（FPI）的游标增敏折射率传感器。少模光纤MI用作参考干涉仪,开放腔FPI作为传感干涉仪,解决了传统双FPI传感器的参考干涉仪制备复杂、可控性差的问题。仿真研究了单模-少模光纤错位量对少模光纤模式激发效率的影响,以及少模光纤长度对增敏倍数的影响。基于仿真优化参数制备了少模光纤MI-FPI传感器,并测试了其折射率响应特性,分析了增敏极限及限制因素。该传感器在1.3384～1.3412的折射率范围内的折射率灵敏度达到12466.956 nm/RIU（灵敏度单位）,相对于无MI级联的单个FPI传感器提升了12.29倍,放大倍数可基于少模光纤长度灵活控制。该方法使传感器的增敏效果显著、增敏倍数可控、制备方法简单且光谱稳定性好,在折射率传感领域具有潜在的应用价值。     

光纤端面微型传感单元的共振模式及影响因素

首先在光纤端面设计一种由金光栅-介质-金薄膜构成的复合结构,并研究多种共振模式随介质层厚度的变化及其场分布特点。然后研究限制在金光栅和金薄膜纳米级间距的波导共振模,通过反射谱的变化和谐振模式的电场分布特点研究不同阶次的纳米谐振效应。此外,还仿真计算金光栅的宽度、厚度及周期、中间介质层折射率和金反射薄膜厚度的变化对纳米谐振腔光谱特性的影响,根据波导模干涉的相位差公式定性分析其谐振频率的变化,并计算获得纳米谐振腔对腔内介质折射率和腔长的灵敏度。最后,搭建微位移平台,验证光纤端面与金薄膜所构成的Fabry-Perot干涉光谱随间距的变化,并提出光纤端面纳米谐振结构的实现方案。