面向近红外光谱定量分析的深度学习建模与模型迁移

近红外光谱分析技术依赖于表征光谱向量和预测目标之间关系的化学计量学方法。然而，样品的光谱由信号和各种噪声组成，传统化学计量学方法较难直接提取光谱的有效特征，并为复杂的预测任务建立具有较强泛用性的校正模型。进一步地，受限于仪器间的差异，在一台仪器上建立的模型应用于另一台仪器时，难以取得相同的定量分析结果。为此，提出了一种基于卷积神经网络和迁移学习的定量分析建模及模型传递方案，以提高模型在单仪器和跨仪器上的预测性能。在卷积神经网络的基础上，一种结合多尺度特征融合和残差结构，名为MSRCNN的先进模型被设计，并在主仪器上展现了卓越的预测能力。然后，设计了四种的基于fine-tune模型迁移策略，将在主仪器上建立的MSRCNN模型迁移到从仪器。在药品和小麦的公开数据集上的实验结果表明，MSRCNN在主仪器上的RMSE和R2分别为2.587，0.981和0.309，0.977，优于PLS，SVM和CNN。在利用30个从仪器的样本微调主仪器建立的模型后，迁移MSRCNN中的卷积层和全连接层的方案取得了最好效果，其RMSE和R2可分别达到2.289，0.982和0.379，0.965。增加参与模型微调的从仪器样本，可进一步提高性能。     

光子学

光子学是一门与电子学平行的科学，简术电子学和光子学的诞生和发展，重点介绍光纤通信，光纤，光计算，光盘和集成光路的状况，作用和发展前景，强调了光子学的战略地位。     

大学物理教学与科学思想史

根据本人和同行们的实际经验，对大学物理教学提出一些看法和建议：一，在大学物理教学中，贯穿物理学史和相关的思想史，可以加深学生对教学内容的理解和记忆；二，物理学是人类正确的自然观和世界观的核心，要使物理教学成为人才培养的基石之一；三，物理学的发展，体现了科学的认识方法，是正确的认识论的实践和验证；四，物理学各个分支及其发展具有内在的逻辑，孤立地介绍一个局部，达不到融会贯通的目的。因此，建议在大学物理教学中努力贯穿物理学史和相关的科学思想史的介绍，使得我们的课堂更加生动和富有历史感，使物理学不再是死记硬背的教条，而是丰富多彩的知识。     

功率超声对溶液性质的影响

本文研究了在功率超声作用下，电解质溶液，小分子溶液和大分子溶液的粘度，表面张力和电导率等物理化学性质的变化规律。实验结果表明，在超声波作用下，溶液的粘度和表面张力暂时下降，而电导率长期升高。     

"单摆周期与摆长关系"的研究式教学

现代教育思想倡导研究性学习，注重知识获取的过程，而不单单是结论。教师应着力为学生探究营造一个良好的环境和氛围。使学生在教师的指导下，主动运用知识，积极参与研究，自觉地发现问题，摸索解决问题的方法和途径，培养学生的探索精神和创新能力。     

富氧—乙炔原子吸收法测定野生白刺果汁上浮物中微量矿物元素的研究

本文介绍了利用火焰原子吸收分光光度法对宁夏野生白刺果汁上浮物中的铜，锌，铁，锰，钾，钠，钙和镁含量进行的研究工作。白刺果汁上浮物经湿消解法处理后，用原子吸收法测定。方法简单，快速，具有灵敏度和精密度高，选择性好，试剂消耗量小等优点。本法测定铜，锌，铁，锰，钾，钠，钙和镁的回收率均在９１．１－１０７．２％之间，变异系数均不超过５．３％。结果满意。     

有机同系物性质递变的基本规律

发现了有机同系性质递变的两个基本规律：等差递变和等比递变，它们可分别表示为Ｐ＝ａ＋ｂｎ和Ｐ＝ｃ＋ｄａ，式中Ｐ同系物的某种性能，ｎ的同系物的重复结构单元数，ａ，ｂ，ｃ，ｄ和α为系数，研究结果表明，同系物的加和型性能一般遵守等差递变规律，如标准生成焓和临界体积等，结构型性能通常遵守等中比递变规律，如电离能，电子亲和能，密度，沸点，粘度与表面张力等。     

物质动态结构的非弹性散射研究

在静态结构的基础上，考虑原子的振动，分子键的振动、转动和振－振运动的结构称为动态结构，它是用非弹性散射方法来测定的。本文评述研究动态结构的实验方法：中子非弹性散射，非弹性X射线散射、核非弹性散射和Raman散射以及红外吸收谱。简单介绍了声子散射理论基础，继后，分三节描述了用这些方法来研究动态结构的若干结果。1）结晶物质，包括晶内，表面和界面，高纯近完整晶体中杂质引起的，多晶中、薄膜和纳米晶体中的点阵动力学研究；2）非晶物质，包括非晶固体，高聚合物，生物大分子，准晶和液体的动态结构研究；3）高温超导体的点阵动力学研究，文末给出了小结和最后评论。     

刚体转动实验新测量方法的研究

本实验是用转动惯量实验仪和电脑计时、计速仪来测量数据，用转动定律和平行移动轴定理推导新的线性方程，再用方程中的自变量和变量关系进行画图，成一条斜直线，从而间接地验证了转动定律和平行移轴定理成立，计算出转动惯量的大小。这种测量方法可达到国内较高的测量水平。与原来的测量方法相比，可消除较大部分系统误差和偶然误差，使数据接近真值，测量方便，重复性好，节省时间，效率高，可实现设备资源共享，可以解决实际问题。     

科学、科普和科幻的关系——从《量子计算和量子信息》谈起

 量子信息和量子计算是21世纪最热门的一个研究领域，吸引了公众的很多注意，出版了科学论文和著作，科普文章和新闻，甚至还有很多科幻小说和类似于科幻的报道。这里我想借用2000年出版的一本著名的教科书《量子计算和量子信息》，谈谈科学、科普和科幻的关系。简单地说，科学文章的读者是科技工作者，讲究的是严谨负责，科普文章的读者是普通民众，需要吸引他们的注意力，这就必然要对一些细节进行取舍，不合适的舍弃就有可能使得科学变成了科幻，甚至是玄幻。     

火焰原子吸收光谱法测定血浆代用品中钾和钠

本文报道了火争原子吸收光谱法测定血浆代用品中钾，钠，使用镧和氯化铯，消除了电离干扰和共存元素干扰，本法简便，快速，本法的准确度和精密度均令人满意。     

输出红光的电子俘获材料及其在图像存储和减法中的应用

研究了输出红光的电子俘材料的光学性质和物理机制。利用－２００μｍ厚的电子俘获薄膜在实验上证明了图像存储和图像减法的可能性。实验表明，这种材料对光存储和光学信息处理应用，具有很多有吸引力的优点，如：可擦除，可重写，高分辨，高速度，以及模拟和并行操作等。     

丝阵负载电极结构改造实验

在Z-pinch实验中，丝阵负载电极结构和电流加载前负载的初始状态是影响实验结果及其重复性的重要工程因素之一，为了更好地控制实验条件，排除负载电极工艺结构干扰因素，提高物理实验结果的可靠性和准确性，并逐步实现物理实验精密化，开展了电极结构和负载现场安装工艺流程的改进和控制工作，并通过实验进行了对比研究。研究目的是改进电极结构和负载安装方式，提高负载安装就位状态的重复性和精度，并通过与旧结构进行实验对比，研究电极结构和负载初始状态对实验结果的影响程度和控制方法。     

电感耦合等离子体发射光谱法同时测定涂料中的Pb、Cd、Cr和Hg

研究了电感耦合等离子体发射光谱法测定涂料中的重金属Pb，Cd，Cr和Hg，确定了测定涂料中的重金属Pb，Cd，Cr和Hg的最佳条件。加标回收试验和实际样品测定结果表明，方法的回收率和精密度分别在99.5％-110．0％和0．95％-1．98％范围，该方法快速、准确、可靠，各元素的检出限能满足涂料安全标准，适用于涂料的日常检验。     

原子设计材料科学与技术（I）

科学实验技术的发展，使得人们有可能在原子尺度上人工合成材料，例如，原子团簇，团簇材料，线性链、多层异质结构，超薄膜等，这些材料的特征是维数低，对称性减小，几何特征显著，文章强调原子工程作为这些领域的交接点，重点讨论了原子设计材料的合成，表征和应用，考察了有限尺度和减少维数对这些材料的电磁、光和化学性质的影响和作用，从物理学，化学、材料科学和化学工程等多学科的角度研究了这一新出现领域的现状和未来。     

X射线荧光光谱法测定硅酸盐中硫等20个主、次、痕量元素

本文使用新研制的偏硼酸锂和四硼酸锂混合熔剂，在１０００℃熔融制样，以Ｘ射线荧光光谱法测定硅酸盐等样品中的Ｓ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｋ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｂａ，Ｃｒ，Ｖ，Ｓｒ，Ｚｒ，Ｒｂ，Ｃｕ，Ｎｉ和Ｎｂ等２０种元素，采用理论α系数和康普顿散射线作内标校正元素间的吸收－增强效应。其分析结果的精密度和准确度可与化学法相比     

两类红花和牛黄的太赫兹光谱法真伪鉴别分析

藏红花和天然牛黄是广泛应用于临床实践的中药材，由于产量较低、药用价值和价格高，市场需求量大等因素，掺伪和伪品较多，不仅严重损害患者健康，而且妨碍市场正常运转。传统的“一看、二闻、三泡”等经验鉴别方法已经越来越难以分辨高仿伪品；而通过化学提取和色谱、质谱等理化检测方法往往步骤繁琐、费时，且对检测环境、人员及设备的要求和依赖度较高，不能适应现场、快速、简便等实际需求，亟需探索新的有效检测方法和鉴别技术。太赫兹时域光谱(THz-TDS)不但具有单纯化合物的高度专属性和特异性，又具有混合体系的“宏观指纹特征”，可以鉴别混合物化学成分的多样性和复杂性。另外，主成分分析(PCA)作为一种常用的统计分析手段，主要是用少数几个且能最大解释原始数据方差的综合变量来取代原始变量，可以对不同种类的样本进行模式识别。采用粉末研磨压片技术分别压制了藏红花和草红花样品各18个、天然牛黄和人工牛黄各20个，并利用太赫兹时域光谱测试技术分别测量了两种名贵中药材及其伪品在0.3～2.5 THz范围的吸收光谱，最后利用主成分分析方法对获得的光谱数据进行分类识别。为了提高PCA对测试数据的鉴别能力，一方面将数据集映射到一组基(特征向量)进行简化，选用较大的特征值代替原来的主要光谱信息；另一方面，为了消除无关因素对分类处理的干扰，在进行PCA之前采取了Savitzky-Golay(S-G)平滑处理进行降噪，去除冗余、不相关的光谱特征；然后通过Fisher诊断线进行判别分析。对比未处理和经过S-G平滑处理的主成分得分图，可以看出平滑处理后的分类效果明显优于未做处理的，在未处理的得分图中，两类样品点重叠比较严重，而经过平滑后的得分图却只有相对较少的部分样品点重叠，由此可以看出SG平滑在光谱识别中的重要性；另外，前两个主成分(PC1和PC2)已经基本能反映光谱之间的差异性。分类结果显示，藏红花和草红花具有明显的聚类趋势，分类鉴别准确率均为100%；而人工牛黄和天然牛黄的类内样品基本聚在一起，但是类间略有重叠，分类鉴别准确率分别为100%和90%。除此之外，样本的主成分得分图还可以反映样本的内部特征和聚类信息。其中，藏红花样本由于藏红花素、藏红花酸等化合物成分含量较高，聚合度较好，分布范围相对集中；反之，天然牛黄为胆囊分泌物，成分较为复杂，聚类效果较差，分布范围较广。研究结果表明，太赫兹光谱技术结合主成分分析可以区分藏红花和草红花以及天然牛黄和人工牛黄，结果可靠。该研究结果为丰富中草药的质量标准提供检测手段和理论依据。     

单兵侦察网络系统设计与实现

传统的观察所侦察一般包括，选择观察所、占领观察所、侦察准备和实施侦察4个基本过程。高科技条件下的现代战争，要求作战必须提高反应速度和打击效能。就观察所侦察而言，必须走出传统观察所侦察的模式，构建数字化、自动化、网络化和集成化的单兵侦察系统，提高观察所侦察的高效性、灵活性和生存能力。要实现这一目标，必须在技术上有所突破，广泛采用高新技术，研制出适应未来战争需要的观察所单兵网络集成系统。在分析传统观察所侦察存在的诸多不足的基础上，应用微电脑技术、传感器技术、GPS技术、GIS技术和无线数传等技术，开发出目标信息采集板、单兵侦察头盔和相关软件，实现了战场目标快速定位与处理，提出了新的观察所侦察(单兵化、集成化、数字化和网络化)设计方案。     

第四讲 生物磁学的最新进展

概述了最近生物磁学的主要进展和若干机制问题，这些进展所括生物磁场，生物磁性，磁场物效应，生物磁技术瘃其在工业，农业，医学和环境保护等方面的应用，简要地讨论了生物磁场来源，生物磁性特点，生物系统磁共振，磁场对生物电流，自由基，蛋白质，生物膜和生物结构匠影响，以及磁场处理水的问题。     

物理教学中的数理结合

数学和物理学，都是为了探索和研究自然规律，并在实践中应用这些规律．物理学中无论是公式推导、规律建立、习题解答，都必须利用数学，但是，教学中存在两种错误现象：①忽视物理学中的数学方法，认为数学的论证和推导太麻烦，占用时间过多，因此忽略一些公式的推导和论证，仅告诉学生最后的结果．②只考虑物理中的数学方法，不注重物理概念、定律、原理、公式和现象物理意义的讲解，只注意课本中的数学推导和证明，忽略了对公式和结论物理意义的讲授。基于以上问题的存在，在物理教学中，认识数学对物理学的学习作用，理解两者的辨证关系，研究在物理教学中如何有效地利用数学工具，达到数理有效结合是物理教学中一个值得研究的课题。