激光梯度场中荧光关联谱学的实验研究

研究了荧光关联谱(fluorescence correlation spectroscopy,简称FCS)在FCS测量中外加激光梯度场的影响.实验显示,微区内粒子的扩散时间随梯度场强度增加而增加,近似呈线性关系.同时,微区内平均粒子数目随梯度场相应地增加.粒子的极化率越大,相同条件下受到激光梯度场的影响就越大. 关键词： 荧光关联谱(FCS) 激光梯度场 扩散时间     

激光诱导击穿光谱结合神经网络测定土壤中的Cr和Ba

提出了一种基于人工神经网络的激光诱导击穿光谱技术实现元素成分高准确度定量分析的方法.采用基于动量和自适应学习速率梯度下降算法的反向传播神经网络,结合激光诱导击穿光谱技术的方法测定土壤中Cr和Ba元素的含量,得到了Cr和Ba的含量以及多次重复预测的相对标准偏差,并与采用传统的内标法得到的检测结果相比较.研究结果表明:基于动量和自适应学习速率梯度下降算法的反向传播神经网络分析方法,与激光诱导击穿光谱技术相结合能更好地实现对土壤样品中Cr和Ba元素的定量检测.相对内标法,神经网络分析方法与激光诱导击穿光谱技术相结合可以很明显地提高检测准确度和精密度,对采用激光诱导击穿光谱技术定量检测土壤重金属污染具有很好的应用价值.     

激光诱导击穿光谱结合神经网络测定土壤中的Cr和Ba

提出了一种基于人工神经网络的激光诱导击穿光谱技术实现元素成分高准确度定量分析的方法.采用基于动量和自适应学习速率梯度下降算法的反向传播神经网络,结合激光诱导击穿光谱技术的方法测定土壤中Cr和Ba元素的含量,得到了Cr和Ba的含量以及多次重复预测的相对标准偏差,并与采用传统的内标法得到的检测结果相比较.研究结果表明:基于动量和自适应学习速率梯度下降算法的反向传播神经网络分析方法,与激光诱导击穿光谱技术相结合能更好地实现对土壤样品中Cr和Ba元素的定量检测.相对内标法,神经网络分析方法与激光诱导击穿光谱技术相结合可以很明显地提高检测准确度和精密度,对采用激光诱导击穿光谱技术定量检测土壤重金属污染具有很好的应用价值.     

高分子梯度溶液吸声机理的研究

制备了高分子均匀溶液和梯度溶液,并在声管中测试其声衰减性能.实验结果表明,高分子梯度溶液的声衰减效果明显优于(即大于)相应的均匀溶液的声衰减.根据连续分层介质中声波传播理论建立了计算高分子梯度溶液声衰减的数学模型.计算结果与实验结果一致.由实验和理论分析结果得出了高分子梯度溶液的梯度吸声机理,即多次反射、多次吸收,最终将声能转化为热能.     

以q空间法研究水分子在水晶体中之扩散及其结构

在核磁共振中的脉冲梯度自旋回响法(pulsed gradient spin echo,PGSE)常用来测量溶液中分子或离子的扩散现象,近年来利用PGSE q空间法对多孔隙物质的系统扩散研究。观察到类似绕射效应,在此工作中我们尝试以q空间法直接观察眼球水晶体中的纤维细胞组织和水分子扩散间的关系,实验结果显示,从类似绕射纹图可了解纤维细胞蜂巢式排列结构。     

光学方法测量溶液的扩散系数

溶液在扩散过程中，在扩散方向形成浓度梯度，当光线在此溶液中传播时，会发生偏折，偏折的过程就反映了溶液的扩散过程。本就是介绍如何利用这种现象来测量溶液的扩散系数。     

利用激光超声研究功能梯度材料中声表面波的传播特性

利用有限元的方法建立了脉冲激光在功能材料中激发声表面波的理论模型,根据该理论模型分别分析了脉冲激光在不同空间调制下所激发的声表面波(SAWS)在功能梯度材料表面的传播特性,以及不同力学参量变化对所激发的声表面波传播特性的影响.模拟结果表明,线源激发的宽带声表面波在功能梯度材料表面传播时,声表面波会出现明显的色散效应;当...     

磁共振扩散张量成像中扩散敏感梯度磁场方向分布方案的研究进展

磁共振扩散张量成像可以定量无创研究人体内水分子在三维空间中的各向异性扩散规律,进而获取重要的病理及生理信息.为了得到水分子各向异性扩散信息,需要按照一定的方案依次施加不同方向的扩散敏感梯度磁场,测量水分子在这些方向上的扩散系数用以估算扩散张量.扩散张量成像测量结果的准确程度受梯度磁场方向分布方案的影响,本文对扩散敏感梯度磁场方向分布方案进行综述,包括完全随机方案、启发式方案、规则多面体式方案和数值优化方案等,分析这些方案的优势与局限性,并提出需进一步研究的问题.     

NMR 中非线性梯度场下扩散行为的理论描述和蒙特卡罗模拟

利用传播子方法研究了在一般非线性场梯度下NMR信号的扩散衰减. 在自由扩散和平板间的限制扩散情况下获得了扩散衰减因子的理论表达式. 该表达式适用范围宽，且具有较简单的数学形式和明确的物理意义. 文中还将理论预测与蒙特卡罗模拟结果进行了比较. 结果表明：文中所采用的理论方法适合于表述自由扩散和短脉冲近似下的受限扩散；蒙特卡罗模拟提供了一种定性研究MRI和NMR中非均匀场梯度扩散衰减的方法.     

光梯度力与激光捕获

从电偶极子在非均匀电磁场中所受梯度力出发,用光的电磁理论和电解质小球的电偶极子模型,论述了介质小球在光场中所受光梯度力与光强梯度成正比,并以此来定量说明激光对介质小球的捕获原理.     

高温高压下KCl水溶液中离子示踪扩散系数的确定

 离子的扩散系数是定量模拟地球内部质量扩散作用所需要的一个重要参数。在100～500 ℃、0.1～1.2 GPa下实验测量了0.01 mol/L KCl溶液的电导率，获得了KCl的极限摩尔电导率，并利用Nernst-Einstein方程计算出了溶液中K⁺、Cl^-的示踪扩散系数。离子的示踪扩散系数随温度升高而增大，随压力降低而减小。结合扩散作用地球化学模型可以定量分析离子种类在许多地球化学过程中的扩散质量迁移和热液体系中热液蚀变带的演化，对高温高压下水岩相互作用的研究具有重要意义。     

水溶液中微量Cu元素的激光诱导光谱检测

采用普通打印纸作为基底置于含有痕量重金属离子的水溶液中,用于富集溶液中的重金属Cu元素,烘干后用激光诱导击穿光谱进行定量分析。该方法克服了用激光诱导击穿光谱方法直接分析液相样品中重金属含量时存在水的溅射和灵敏度低等不足。实验中选用324.7 nm的光谱线作为分析线,研究了光谱强度与富集时间的关系,建立了用于溶液中Cu元素定量测量的校正曲线,检测限达到0.023 mg·L-1。为水体中重金属检测提供了一个可行的具有良好灵敏度分析技术。     

用时分选位光谱技术研究高浓度掺钕磷玻璃的能量转移和扩散

本文用激光选择激发时间分辨光谱技术,研究了高Nd~(3+)浓度的磷酸盐玻璃的浓度猝灭和离子间激发能量的扩散和转移.结果表明这种材料具有弱的浓度猝灭,猝灭速率与X成正比.激光选择激发时间分辨光谱表明在No=4.2×10~(21)cm~(-3)的NP-1玻璃中,Nd~(3+)离子处于各种不同的局域配位场中,这些离子间通过偶极-偶极相互作用产生激发能量的转移和扩散.在77～150K的温度范围内,转移过程涉及δ=330cm~(-1)的热激活能量,并通过实验数据和理论的拟合估计了几种有关的能量转移参数的大小.     

强激光与稠密等离子体作用引起的冲击波加速离子的研究

用二维PIC（Particle-in-Cell）程序模拟研究了强激光与稠密等离子体靶作用产生的无碰撞静电冲击波的结构和这种冲击波对离子的加速过程,研究发现由于冲击波前沿附近的双极电场的作用,具有一定初速度的离子能被该双极场俘获并获得加速,最终能够被加速到两倍冲击波速度.冲击波加速可以得到准单能的离子能谱,叠加在通过鞘层加速机理产生的宽度离子能谱上.还对不同激光强度和不同等离子体密度情况下形成的冲击波进行了比较.研究表明,强度相对较低的激光在高密度等离子体中可以产生以一定速度传播的静电孤波结构,后者只能加速 关键词： 强激光 稠密等离子体 无碰撞静电冲击波 离子加速     

层状GRIN板折射率分布的自动测量

采用溶液 凝胶扩散共聚法成功地合成了二元体系的甲基烯酸苄酯 甲基烯酸甲酯 (BZMA MMA)层状梯度折射率板 ,折射率分布是其主要性能指标。给出了一种测量该制品折射率分布的简便实验装置和自动实现方法。该测量方法基于激光干涉的原理 ,由计算机自动跟踪干涉条纹的移动来计算梯度折射率材料的折射率分布。实验表明 ,该方法简单易行 ,具有较高的折射率测量精度 ,为科学评价自研制梯度折射率材料的性能提供了保证     

关于液体扩散现象演示的商榷

高中物理学课本二年级第一分册图80关于液体扩散现象是用水和硫酸铜溶液来进行演示的。这一演示的优点是:硫酸铜溶液的比重较水大,它能由下面向上扩散到水中去,由此说明分子的不规则运动就比较有说服力;同时硫酸铜溶液有颜色,演示的直观性强。但遗憾的是:硫酸铜溶液的颜色并不是硫酸铜分子的颜色,而是正二价铜离子的颜色,虽然学生在高二时还没有学过电离现象,但当他们在高三化学中学习盐类的电离时,就很自然地会怀疑:为什么物理教师将硫酸铜溶液中蓝色铜离子的运动说成是硫酸铜分子的扩散呢?     

激光脉冲作用下囚禁离子在Lamb-Dicke区域精确的量子运动

研究驻波型激光脉冲作用下,囚禁于Paul阱中的单离子在Lamb-Dicke区域的久期运动.通过试探解方法,得到系统的量子力学精确解.基于精确解描述的概率波包串,发现：1）波包串中心以及波包串的高度和宽度受激光脉冲强度的控制,通过调节激光强度可以控制波包串的形变和传播;2）在激光脉冲作用瞬间,离子的能量期待值发生跳变,而在激光关闭时段,有窄的能带形成;3）存在一个激光脉冲强度的临界值,在临界点附近,系统的稳定性发生变化. 关键词： 囚禁离子 激光脉冲 Lamb-Dicke近似 精确解     

激光烧蚀固体碳氢材料的离子组分分离研究

本文从双离子组分等离子体的Landau-Fokker-Planck方程出发,通过Chapman-Enskog方法约化得到离子输运方程,求得双离子组分等离子体的离子输运系数,给出了计及离子扩散的完备离子流体方程;再结合一维辐射流体力学程序Multi-1D模拟得到的烧蚀层的宏观状态,研究了激光烧蚀固体碳氢材料时的组分分离现象.计算结果显示,离子组分分离对等离子体流体演化的影响小,基本可以忽略;但对于敏感依赖于离子组分的其他物理过程,如汤姆孙散射,离子组分分离的影响显著,这意味着研究激光等离子体相互作用时,离子组分分离必须予以考虑.     

Ar原子团簇与飞秒强激光相互作用产生的高能离子计算

利用改进的“等离子体球”模型模拟了Ar原子团簇与飞秒强激光相互作用的物理过程.改进后的模型弱化了原模型在共振吸收附近团簇内部屏蔽电场的异常增强行为，从而使其更为合理，计算得到的Ar离子平均动能与以往的实验结果符合.还定量地研究了Ar离子平均动能及其平均电荷态与团簇尺寸以及激光参数之间的变化关系. 关键词： 团簇 飞秒激光 高能离子 共振吸收     

激光脉冲作用下囚禁离子在Lamb-Dicke区域精确的量子运动

研究驻波型激光脉冲作用下,囚禁于Paul阱中的单离子在Lamb-Dicke区域的久期运动.通过试探解方法,得到系统的量子力学精确解.基于精确解描述的概率波包串,发现：1）波包串中心以及波包串的高度和宽度受激光脉冲强度的控制,通过调节激光强度可以控制波包串的形变和传播;2）在激光脉冲作用瞬间,离子的能量期待值发生跳变,而在激光关闭时段,有窄的能带形成;3）存在一个激光脉冲强度的临界值,在临界点附近,系统的稳定性发生变化.