钻石颜色分级定量化技术的研究（英文）

美国宝石学院19世纪30年代起,首先建立了一套成熟的钻石颜色分级系统。传统上,钻石颜色分级靠目视以及与成套标准比色石比较确定。目视分级结果被一些因素如检验环境、钻石尺寸,分级人员等所影响。因此经常出现对一个样品,即使是同一个人在相同环境分级检测也容易出现分级偏差。为了避免上述问题,利用检测设备来评估钻石颜色,成为钻石领域的一个研究热点。可是目前没有达到评估钻石颜色分级的要求。该研究给出了一个有意义的方法来定量表征钻石的颜色。该方法使用显微微区定位检测方法来定量评估钻石颜色,同时该方法可以避免钻石尺寸大小对钻石颜色分级的影响。可见光分光光度计原理被使用在该方法。该方法由样品系统、微区定位显示系统、信号收集与计算系统组成。D65光源被使用,并且色温保持在(6 500±200) K;高分辨率CCD探测器作为信号采集设备。该方法准确检测了几套不同大小和颜色的带国家(中国)标准证书的钻石样品,结果表明,该方法能够快速、准确的测量钻石的颜色坐标,并自动转换为钻石分级系统对应的颜色分级级别,同时靠使用微区定位检测技术,对圆钻型钻石测试能够排除钻石尺寸引起的颜色分级偏差。该方法对钻石分级是一个有益的潜在技术。     

钻石颜色分级定量化技术的研究

美国宝石学院19世纪30年代起，首先建立了一套成熟的钻石颜色分级系统。传统上，钻石颜色分级靠目视以及与成套标准比色石比较确定。目视分级结果被一些因素如检验环境、钻石尺寸，分级人员等所影响。因此经常出现对一个样品，即使是同一个人在相同环境分级检测也容易出现分级偏差。为了避免上述问题，利用检测设备来评估钻石颜色，成为钻石领域的一个研究热点。可是目前没有达到评估钻石颜色分级的要求。该研究给出了一个有意义的方法来定量表征钻石的颜色。该方法使用显微微区定位检测方法来定量评估钻石颜色，同时该方法可以避免钻石尺寸大小对钻石颜色分级的影响。可见光分光光度计原理被使用在该方法。该方法由样品系统、微区定位显示系统、信号收集与计算系统组成。D65光源被使用，并且色温保持在(6 500±200) K; 高分辨率CCD探测器作为信号采集设备。该方法准确检测了几套不同大小和颜色的带国家（中国）标准证书的钻石样品，结果表明，该方法能够快速、准确的测量钻石的颜色坐标，并自动转换为钻石分级系统对应的颜色分级级别，同时靠使用微区定位检测技术，对圆钻型钻石测试能够排除钻石尺寸引起的颜色分级偏差。该方法对钻石分级是一个有益的潜在技术。     

鞍山式铁矿SiO2含量的热红外光谱分析方法

SiO₂含量是铁矿石质量控制的主要技术指标，亦是衡量铁矿石品质好坏的关键指标之一，对选矿方法、配矿流程的确定具有重要意义。传统的SiO₂含量测定法虽然准确度高，但工作量大，操作繁琐，花费时间长，难以快速、高效确定铁矿石中SiO₂含量。采用红外光谱辐射计Turbo FT对辽宁省鞍钢集团鞍千矿业有限责任公司的“鞍山式”铁矿样品进行热红外光谱测试，分析了光谱特征，构建了比值指数(RI)、差值指数(DI)和归一化指数(NDI)，并确定光谱指数与样品SiO₂含量相关性最显著的敏感波段及对应的相关系数值；优选出与样品SiO₂含量相关性最显著的归一化指数(NDI)，构建样品SiO₂含量的定量反演模型，并进行了验证。结果表明，三种光谱指数与样品SiO₂含量的敏感波段均位于余辉带特征(RF)的左边界8.06与8.2 μm处，相关系数均达到0.9以上，其中NDI与样品SiO₂含量的相关性最高；基于NDI构建了实验样品SiO₂含量的二次函数反演模型，预测误差为3.57%。该方法相对于传统的研磨化验法，具有工作强度小、便捷、快速、高效、无污染的优点，对遥感找矿也具有一定指导意义。     

钻石切工溯源方法的研究

首先加工了一套仿钻石样品,通过送检到可溯源到国家基准的计量检定部门测试,用其测试结果验证比例仪的结果可靠性,达到间接溯源的目的。并对测试结果的不确定度进行详细计算。实验表明该方法简便可行,成本也较低。进而形成了一种用于钻石切工溯源的方法,并制定了标准指导溯源工作。使钻石切工分级真正统一到国家基标准。     

基于可见光-近红外光谱的BIF磁性率确定方法研究

铁矿中磁性率是评价铁矿床工业价值和划分矿石工业类型的重要指标。传统的磁性率测定法存在工作量大、效率低、周期长的缺陷，成为经济、合理、高效开采铁矿资源的瓶颈问题。采用便携式地物光谱测试仪对辽宁省鞍钢集团鞍千矿业有限责任公司的BIF实验样品进行可见光-近红外光谱测试，分析了光谱特征，构建了比值指数(RI)、差值指数(DI)和归一化指数(NDI)，并确定光谱指数与样品磁性率相关性最显著的敏感波段及对应的相关系数值；优选出与样品磁性率相关性最显著的比值指数(RI)，构建实验样品磁性率的定量反演模型，并进行了验证。结果表明，三种光谱指数与样品磁性率敏感波段均位于935与1 050 nm，且该波段处的相关系数均达到0.9以上，其中比值指数与样品磁性率的相关性最高；基于比值指数构建的实验样品磁性率定量反演模型的预测误差为0.038，反演磁性率与实测磁性率的判定系数(R2)为0.964 5，预测结果比较理想。为确定BIF的磁性率提供了一种新方法，该方法具有工作强度小、经济、高效、便捷的优点，且对遥感找矿具有一定指导意义。     

湍流预混火焰中的浮力效应

本文利用数值模拟研究了浮力对湍流预混V形火焰平均速度场的影响,发现浮力效应主要体现在远场区域,而在火焰刷附近非常有限;利用落塔和 OH-PLIF 方法在正常重力和微重力下观测了火焰皱褶,发现浮力压制火焰皱褶的程度与湍流强度密切相关。分析表明斜压机理是浮力影响火焰皱褶的重要原因。     

第26届全国中学生物理竞赛中的科学探究问题

  没有探究,就没有科学。科学探究,是指科学家在研究自然界的科学规律时所进行的科学研究活动。20世纪80年代后,我国和一些发达国家将科学探究作为一种教学方法引入到教学过程中,让学生处于动态、开放、生动、多元的学习环境中,使学生通过类似科学家的探究过程理解科学概念和科学探究的本质,并培养科学探究能力,从而将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探索过程转化,使学生从被动接受知识向自主学习转化。重视科学探究是我国新一轮基础教育改革的核心。科学探究的形式是多种多样的,有提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等几个要素。科学探究既是物理课程的重要内容,又是重要教学方式;既是学生学习的学习目标,又是物理学习的重要方法。 随着新课程改革的不断推进,科学探究的理念日益深入人心。我们发现不仅在近几年的高考物理试题中出现了大量的科学探究问题,而且物理竞赛也用越来越多的试题彰显科学探究的理念。     

光致发光在钻石检测中的应用

采用光致发光系统,在297 K及80 K温度下,应用氩离子激光器(波长为488 nm和514 nm)对合成钻石、HPHT处理钻石、辐照处理钻石和天然钻石进行了测试。结果表明:在80 K低温下的测试结果要远比常温297 K温度下好,可能出现由更多的缺陷产生的吸收峰。通常情况下,对于钻石样品514 nm光源激发,可以得到较多较明显的峰,而在488 nm光源激发时,可以产生503 nm和598 nm处的峰。CVD合成钻石、HPHT处理钻石、辐照处理钻石样品在低温80 K、514 nm激发时,均会出现较为明显的575 nm、637 nm峰,而天然钻石则不会出现或仅有微弱显现及偏移,两者区别明显,可以作为鉴定依据。辐照改色的钻石样品中可见到588 nm、680 nm特征峰,而天然钻石、CVD合成钻石及HPHT处理钻石中均未出现此峰,也可作为鉴定辐照改色钻石的依据。     

Flame front detection by active contour method from OH-PLIF images under microgravity

It is difficult and high-cost to detect flame fronts by laser-sheet diagnostics under microgravity (μg), thus image processing is critical to obtain valuable information from the raw data. In the present study, premixed V-flames were detected underμg by OH planar laser-induced fluorescence (PLIF) and an effective method based on active contour model (ACM) is presented for automatic detecting and tracking flame fronts in the PLIF images. ACM can effectively detect the flame front in the images with low contrast and noises. Compared with other methods of flame front detection, the advantage of this method is that the image smoothing and image enhancement are not necessary for the correct detection of flame fronts in raw PLIF images.     

甲烷-湿空气对冲扩散火焰中CO的生成特性

本文描述了HAT循环中CO排放的基础研究结果。为了澄清加湿和CO排放的关系,采用GRI-mech3．0详细化学反应机理,对甲烷-湿空气对冲扩散火焰进行了数值研究。对不同的空气含湿量通过改变进口预热温度调节最高火焰温度,解耦湿空气影响火焰的温度和自由基浓度效应,研究甲烷-湿空气火焰中CO生成的化学机理。计算结果表明在火焰最高温度相同的情况下,湿空气中的水蒸汽使OH基浓度增加、O基和H基浓度降低,从而抑制CO的生成。这些结果有益于准确预测HAT循环中CO的排放。