月球玻璃

由火山喷发、陨石撞击和太阳风及宇宙射线辐照等非平衡过程产生的玻璃物质是月壤的重要组成部分,这些不同成因的玻璃物质记录了月球起源和演化的重要历史信息.本文主要综述了嫦娥5号(CE-5)取回的月壤中月球玻璃的研究进展,包括其基本物性、微观结构、具体的形成机制以及它们在月球研究中的作用等.研究发现月球玻璃可以像天然照相机一样记录下不同年代月球内部和表面的演化信息,涉及月球的起源、岩浆活动、撞击环境、太空风化和水的来源等;月球玻璃稳定的无序结构还能够长期保存月球资源,据估计其存储的³He有26万吨,存储的水高达2700亿吨;月球玻璃类似月球上的时钟,能够作为火山活动和撞击事件的时间标尺,为研究月球水和磁场等的演化以及重构几十亿年的撞击历史提供重要支撑.     

月球玻璃

玻璃是月壤的重要组成部分,由月球上火山喷发、陨石撞击和太阳风及宇宙高能射线辐照等一系列非平衡过程产生。玻璃可以在月球严苛的环境中长时间稳定存在,就像一帧帧的摄影快照一样记录着月球亿万年间的重要历史信息,涉及到月球的起源与演化、月球上水和气体的来源与分布、太阳系内的撞击历史和太空风化等重大科学问题。玻璃还能够长期保存各种月球物质,如太阳风注入的³He、反应生成的水和纳米铁等,影响着月球资源的利用和遥感观测。文章通过对嫦娥五号月壤玻璃的研究,阐述了各种月球玻璃的特征和形成机制,以及不同玻璃可能记录的月球历史信息。月球玻璃的研究也将为未来的星际探索提供宝贵的知识,并且帮助人们设计和制备新型的玻璃材料。     

十六春秋绕落回深度研究提素养—— 基于"嫦娥五号"情景的物理备考研究

以嫦娥五号为素材,以射、绕、落、接、回等过程为主线,依据情景、设置问题、编制习题,学生在情景解读、习题解析、问题解决过程中,关键能力与核心素养得以提升.     

细数“嫦娥一号”的八大宝贝

2007年10月24日18时5分,中国第一颗探月卫星“嫦娥一号”在四川西昌卫星发射中心成功升空。在克服了可靠性、无法预知的空间环境风险和技术方面可能的不确定性等诸多威胁,历时十天,经过多次变轨、中途修正、近月制动、捕获月球等数百个动作,“嫦娥一号”终于扑入了月球的怀抱。又经过多次调整,“嫦娥一号”进入了周期为127分钟、高为200千米的环月轨道。     

模拟月壤发射率光谱测量实验及精度评定

基于月球样品反射光谱的月表矿物识别和成分反演能力受到月球环境的严重影响,仅限于月球表面5％的成熟度较低的区域。相比之下,包含大量硅酸盐矿物的月球样品发射光谱不仅光谱特征明显,而且受月表大气、温差和真空等环境的影响较小,是研究月表成分和物理特性的新途径。因此,对于嫦娥五号月球探测器采集的月球实地样品的发射光谱测量不仅可用于月表硅酸盐类矿物的成分分析,而且可以作为遥感研究中可见光-近红外光谱的有效补充。但是,实验室发射光谱测量中最大的难题是寻找最佳的实验方法和仪器,以便获得准确可靠的光谱数据。研究以模拟月壤样品为测量对象,分别在实验室大气、氮气冷背景和模拟真空环境中,利用TurboFT 102F和Bruker VERTEX 70V两种仪器,设计和实施了傅里叶光谱法、独立黑体法和反射率法三种发射率测量实验,并利用误差传播定律和已有Apollo样品发射率光谱对实验获得的发射率光谱进行了精度分析与评定。发现在异常复杂和困难的模拟月球真空测量环境构建完成之前,密闭实验室环境中的反射率法发射率光谱特征最明显,测量精度最高,可以作为目前月球样品发射率光谱测量的最佳选择。研究希望能为嫦娥五号采集的月球样品发射率光谱测量实验提供理论基础和技术参数。     

探索月球的秘密

2007年10月24日18时,我国自主研发的“嫦娥一号”月球探测卫星顺利发射升空,开始了又一次壮观的太空之旅!在那激动人心的时刻,笔者感受到,我们中华民族千年的飞天幻想,已经从敦煌石窟上斑驳的壁画,逐步变成一幅史诗般的现代太空画卷,中国人的“飞天”、“奔月”之梦终于实现了!我国的月球探测活动举世瞩目,始终遵循以下几个原则:一是和平利用太空、开发太空资源造福人类,服从和服务于科教兴国的战略和可持续发展的战略,以满足科学技术、经济、社会发展的综合目标为需求。二是根据国情国力贯彻“有所为、有所不为”的方针选择有限目标,突出重…     

基于电荷耦合器件的数字光谱分析仪的研究

光谱仪器是光学仪器中一种重要的组成类型。主要研究和搭建了基于电荷耦合器件(CCD)的数字光谱分析仪,将光学系统、CCD、数据采集卡和光谱分析软件组成完整的数字光谱分析系统,实现了系统的数字化、自动化、小型化和便携化。设计了光谱分析软件以实现光谱信号的采集、显示、处理、寻峰、标定和存取,开发了光谱分析类库（SAL）,提高了软件的可移植性,简化了后继软件开发。使用标准汞灯对数字光谱分析仪进行了标定,并使用激光笔发出的红光对软件的正确性进行了验证。该系统主要适用于现场远距离军用目标的实时探测,同时也可兼顾民用。实验结果表明,该数字光谱分析仪有较好的准确性及可重复性。     

一组基于嫦娥二号的物理原创试题

2010年10月1日,长征三号丙火箭搭载着"嫦娥二号"探月卫星在西昌卫星发射中心成功升空(图1),为我国探月工程二期揭开了序幕.它主要任务是为"嫦娥3号"实现月面软着陆开展部分关键技术试验,并继续进行月球科学的探测和研究.搭载在     

一种基于集成光学声光作用的新型光谱分析仪特性分析

介绍了一种基于集成光学声光相互作用原理的集成光学光谱分析仪,与传统光栅光谱仪相比具有体积小,精度高的特点.在理论上分析了这种光谱仪的基本原理、色散本领和分辨本领.给出了实验测量装置原理图,并在试验中对He:Ne激光器和多模半导体激光器输出光谱进行了测量,得到了理想的结果.     

基于改进光谱特征拟合算法的高光谱数据矿物信息提取

根据光谱特征拟合算法在实际应用中存在的问题,介绍一种改进光谱特征拟合算法,该算法综合常规的特征拟合处理和地物光谱吸收特征参量约束为一体,能更细致地进行高光谱数据地物信息提取.实验基于不同空间分辨率和信噪比的高光谱数据,编程实现改进光谱特征拟合算法对实验区的白云母、方解石、绿泥石等蚀变矿物信息提取,与常规光谱特征拟合和光谱角制图处理结果的比较分析发现改进算法在矿物混淆区分、信息提取精细度上均得到提高,有较强的实用性.     

嫦娥一号卫星太阳风离子探测器数据分析

探月航天器与月球周围等离子体环境相互作用,表面将出现充放电效应,给航天器带来很多不利影响.表面充电电位对充放电的影响至关重要.评估探月航天器的充放电效应,首先需获得月球周围等离子体环境数据.嫦娥一号上搭载的两台太阳风离子探测器SWIDA/B是用来观测月球200 km轨道附近等离子体环境的探测仪器,获得了月球附近的太阳风速度、密度和温度.本文对2008年6月一个月内太阳风离子探测器SWIDA机获得的离子微分通量进行统计平均,得到太阳风离子微分通量能谱,并计算得到了月球200 km附近的太阳风速度(300.00—600.00 km·s-1)、密度(1—10 cm-3)和温度(1—20 eV).最后采用等效电路模型的方法计算得到了探月航天器表面充电电位范围为-7—-70 V.     

γ射线辐照对含钆磷酸钡玻璃影响的光谱分析

为研制新型γ射线屏蔽材料,采用熔融淬火法制备了xGd₂O₃-(50-x)BaO-50P₂O₅（0≤x≤7 mol%）系列玻璃样品,并经60Co辐照源辐照,利用UV-Vis-NIR,Raman等分析技术研究了玻璃的光学特性和微观结构。结果表明,玻璃在γ射线辐照下产生了磷氧空穴中心（Ⅰ类色心）,呈现棕色;Gd₂O₃能增强磷酸钡玻璃的抗γ辐照能力,玻璃中Gd₂O₃含量越高,γ射线辐照导致的色心数量越少;玻璃产生的色心数量会随着γ射线辐照剂量的增大而增加;Gd₂O₃加入降低了玻璃对可见光和近红外光的透过率;γ射线辐照使玻璃出现了光学吸收带损耗,玻璃在紫外到可见光区的透过率降低;玻璃样品的主要结构为Q2偏磷酸盐结构,伴有少量Q1焦磷酸盐和Q0正磷酸盐结构;玻璃微观网络结构在γ射线辐照下变化不明显。     

DLA光源质量对光栅-外腔谱合成系统光束质量的影响

在二极管激光阵列(DLA)光栅-外腔谱合成系统中,由于DLA存在子单元光束发散角、“smile”效应的位置偏差及指向性偏差等因素的综合作用,将导致合成光束的光束质量降低。综合考虑DLA子单元光束发散角、“smile”效应等因素对谱合成系统中光束传输特性的影响,建立了DLA光栅-外腔谱合成系统的光传输模型,进而对谱合成系统中DLA子单元光束发散角、“smile”效应的位置偏差及指向性偏差等因素对合成光束的光束质量影响进行了定量分析。结果表明,DLA光源质量会明显影响合成光束的光束质量：DLA子单元光束发散角和“smile”效应引入的指向性偏差越大,合成光束的光束质量就越差;“smile”效应引入的位置偏差在合束方向上对合成光束的光束质量没有影响,而在非合束方向上引入的位置偏差将会明显降低合成光束的光束质量。在实际工作应用中,需要采取措施提高DLA光源质量,以减小对合成光束的光束质量影响。     

Retrospective Change-Points Detection for Multidimensional Time Series of Arbitrary Nature: Model-Free Technology Based on the ϵ-Complexity Theory

We consider a retrospective change-point detection problem for multidimensional time series of arbitrary nature (in particular, panel data). Change-points are the moments at which the changes in generating mechanism occur. Our method is based on the new theory of ϵ-complexity of individual continuous vector functions and is model-free. We present simulation results confirming the effectiveness of the method.     

5-Aza-2′-deoxycytidine reactivates the CDH1 gene without influencing methylation of the entire CpG island or histone modification in a human cancer cell line

It is well-recognized that DNA methylation and histone modifications play critical roles in epigenetic regulation of gene activity through the alteration of chromatin structure. Recent studies have shown that in a subset of cancer cells, the silencing of the human E-cadherin (CDH1) gene is associated with hypermethylation of the CpG island. However, the associated molecular mechanism remains unclear. To understand the mechanism, we have investigated the alteration of CpG island methylation and histone modifications during the reactivation of the CDH1 gene by treatment with 5-aza-2′-deoxycytidine (5-aza-dC). Although the CDH1 gene expression was recovered by treatment with 5-aza-dC in a liver cancer cell line Li21, the methylation status of the entire CpG island and acetylation and methylation status of associated histones were not significantly altered. These results demonstrate that the silenced CDH1 gene can be reactivated without apparent alteration of histone modification or CpG island methylation.     

Growth of nano-crystalline metal dots on the Si(1 1 1)-7 × 7 surface saturated with C2H5OH

Metal atom on the Si(1 1 1)-7 × 7 surface undergoes migration by hopping among Si-adatom and Si-rest atom. If the hopping migration is prohibited, how change the deposited metals? In this paper, we studied the deposition of metals on the Si(1 1 1)-7 × 7 surface saturated with C₂H₅OH, on which the whole Si-rest atoms are changed to Si-H so that the hoping migration of metals will be prohibited. We found the growth of ca. 5 nm of crystalline dots by the deposition of Sn, Zn and Ag. Interestingly, Ag dots undergo layer-by-layer growth so that the surface is covered with 5 nm size dots with uniform height. When the hopping migration is prohibited, growth of dots is controlled by the kinetics of precursor state atoms instead of the lattice energy relating to lattice matching or strain.