中学物理教学中负迁移现象研究

从心理学中的迁移谈及中学物理教学中的负迁移现象，介绍了其类型和表现形式及如何克服等问题．     

1.0GPa下榴闪岩电导率的研究

在1.0GPa压力条件下,采用交流阻抗谱法在10-1~106 Hz频率范围内对陕西商南地区的榴闪岩样品进行了电阻抗测量。实验结果表明,榴闪岩的复阻抗对温度和频率表现出明显的依赖性。在给定温度下,复阻抗的模随频率的增大而减小,相角随频率的增大先减小后变大;在给定频率下,复阻抗的模随温度的升高而减小,相角随温度的升高而增大。榴闪岩电导率值的范围为10-6~1S/m,并且电导率与温度之间满足Arrhenius关系式。低温区活化焓约为33~58kJ/mol,高温区活化焓约为108~163kJ/mol。榴闪岩的导电机制可能是Fe2+与Fe3+之间的电子跳跃。     

负折射率材料单球面近轴成像奇特规律的研究

研究了负折射率(n′<0)材料单球面折射对近轴光线的成像规律.理论推导证实负折射率材料单球面近轴成像的所有公式与我们所熟悉的常规材料(n′>0)单球面的完全相同,但由于n′<0,它的成像规律完全不同于常规材料的.文中通过物距-像距曲线比较了两种材料的物-像关系,并对(n′<0,f′>0,f>0)情形下的物像位置、虚实正倒、缩放规律等进行阐述,给出了物像空间的对应图示.     

气流和外加磁场对负电晕放电特性的影响

利用线-筒电晕放电装置,研究了气体流动和外加磁场对负电晕放电的影响。当电压固定时,电晕放电电流随气体流量的增加先快速增大,并到达一个高点后迅速下降,随着流量的进一步上升,放电电流又开始缓慢增加。外加磁场能增加电晕放电的电流,但在高的气体流速下,磁场将降低电晕放电的电流,同时外加磁场增加臭氧的产生,直到温度上升导致它的快速降解。     

闪电引起的天电和红闪现象的模拟研究

用二维时变的电磁场模型，研究了闪电放电产生的天电和红闪现象.模拟结果表明：闪电放电产生的电场包括辐射场和准静电场.辐射场在地面-电离层波导中传播形成大气中的天电.由准静电场引起的N₂分子第一个正波段的光辐射形成红闪现象.用模拟的方法表明，在红闪的空间结构发生变化的过程中，有明显“V”形结构; 在红闪的整体机构中，中心部分是一个光强度相对较强的核，周围包着光强度相对较弱的晕. 关键词： 红闪 天电 电磁场模型     

同轴枪正、负脉冲放电等离子体特性的对比

同轴枪脉冲放电产生的等离子体具有高速度、高密度的特点,在核聚变、空间推进、天体物理领域具有很高的应用价值.本文针对不同放电方式对等离子体特性的影响进行了理论实验研究,通过调换脉冲电源整流二极管的方向改变充电电流方向实现正、负脉冲放电,采用光学、电学、磁探针等诊断手段,研究了正、负脉冲放电产生的等离子体性能;通过高速相机观察到正脉冲等离子体的分团现象,使用了图像处理技术,量化对比了等离子体发光强度.结果表明在相同工作气压和放电电压下,负脉冲等离子体拥有更高的密度,流速稍小但性能趋稳;而正脉冲等离子体具有更高的射流速度,也易产生明显的分团现象,所得实验结果与理论分析相一致.     

低本底液闪中子探测器的材料测试研究

为测量中国锦屏地下实验室（China JinPing underground Laboratory,CJPL）极低通量的中子本底,需要建造大型快中子液体闪烁体探测器。建造探测器需要选用低放射性本底材料,并且化学性质稳定,不与液体闪烁体发生反应而影响液体闪烁体（EJ-335）的性能。为此,建造了小型液闪探测器,在其中分别放入聚四氟乙烯、无氧铜、氟橡胶、全氟醚橡胶这4种材料进行长期浸泡,并分别进行了如下测试:液闪长时间浸泡各种材料前后液闪的吸收光谱测试;用60Co γ源检测小型液闪探测器光产额随时间的变化情况;用Am-Be中子源检验探测器在浸泡前后的n-γ甄别性能。最终实验结果表明,聚四氟乙烯和全氟醚这2种材料与液闪有很好的兼容性,可作为大型快中子液闪探测器的容器和密封圈的备选材料。In order to measure the flux and spectrum of neutron background which is extremely low in China JinPing underground Laboratory (CJPL), liquid scintillator detector with large scale used to detect fast neutron need to be fabricated. Surrounding materials used in detector require the excellent performance, such as low radioactivity as well as stable chemical properties, which do not react with liquid scintillator, so as to avoid affecting the performance of detector. Polytetrafluoroethylene(PTFE), highly purified no-oxygen copper, fluororubber and perfluoroelastomer had been put in a small detector and soaked for a long time. The change of absorption spectrum and light yield along with time as well as the performance of n-γ discrimination after soaked were tested. The results show that PTFE and Perfluoroelastomer are compatible with liquid scintillator, which offers a reference for the selection of material used in container and seal of liquid scintillator detector used to detect fast neutron.     

棒-板电极直流负电晕放电特里切尔脉冲的微观过程分析

本文基于流体动力学理论改进出一种新的棒-板电极负电晕放电混合数值模型, 模型中加入了27种主要碰撞反应, 并考虑了光电离和二次电子发射过程. 对棒-板间距3.3 mm, 施加电压-5.0 kV情况下进行数值计算, 得到负电晕放电的特里切尔脉冲. 重点分析了单个特里切尔脉冲持续过程中5个关键时刻的微观特征量发展规律, 丰富并量化描述了特里切尔脉冲的微观过程, 主要结论如下: 随着放电时间的发展, 电场集中分布区域向阳极移动且幅值变小, 这对电子崩的发展非常不利. 大部分放电区域都是电中性的, 只有在阴极鞘和阳极鞘附近有带正电的等离子体特性, 带负电的离子云随着放电时间的发展缓慢向阳极发散式移动. 整个特里切尔脉冲持续过程中, 阴极鞘内电子密度几乎为0; 特里切尔脉冲前期, 阴极鞘附近电子密度迅速增加至最大值并保持基本不变; 随着放电时间的增加, 放电间隙内电子密度整体增加, 并且向阳极发展. 在特里切尔脉冲后期, 电子的产生主要来自于N₂和O₂的碰撞电离, 电子的消失则主要由N₂⁺的复合决定, O₄⁺和O₂^-分别是数量最多的正离子和负离子. 关键词： 负电晕 混合模型 特里切尔脉冲 微观特征量     

基于周期结构负反射的远场增强成像研究

远场高分辨率成像是近几年来声学和光学领域的研究焦点之一, 倏逝波无法在介质中传播成为将高分辨率成像带入远场的最大困难.本文提出了一种均匀排列的散射钢柱构成的超构散射体成像方式, 利用周期结构负反射现象将倏逝波信息转化为可传播波来增强成像.有限元数值模拟被用来研究和验证该方案的可行性, 结果显示波长3.4 mm的声波可以在20 cm外的远场获得大约0.6个波长的成像分辨能力. 通过减小散射体的晶格常数有希望达到更高分辨率成像.     

考虑体积效应的液闪测氚计数条件优化研究(英文)

采用外标转换谱指数(tSIE)作为淬灭校正因子,通过研究闪烁液及样品总体积、闪烁液用量的影响获得液闪测氚时的最佳计数条件。结果表明,对于22 mL标准玻璃计数瓶,最佳计数体积为7~17 mL,体积过少或过多可导致高到10%以上的测量误差,这主要是由液闪谱仪光电倍增管的面响应特性引起的。在获得的最佳计数体积基础上,对闪烁液的用量进行了研究。为了获得好的测量结果,闪烁液与样品的比例应高于2.4。另外,还通过实验研究了光照对测量结果的影响。在实验室条件下,实验室灯光及自然光所引起的本底辐射在样品静置2 h后将不会对测量结果构成影响。     

Radio emission structure of cloud-to-ground lightning discharge

Cloud-to-ground lightning discharge radio frequency emission is analysed on the base of measurements with high temporal resolution allowed to fully resolve its structure. Discharge radio emission mainly consists of independent random bi-polar pulses. Pulse length, amplitude and interpulse period distributions are studied at different stages of lightning discharge. The significant change of radio frequency emission structure during discharge development is demonstrated.     

地闪雷电电磁脉冲在大地中的分布研究

为研究地闪雷电电磁脉冲(LEMP)在大地中的分布规律,采用二维时域有限差分法计算了在雷电通道不同距离处、不同大地电参数条件下LEMP在地下不同深度的分布,并与其他高功率电磁环境在大地中的衰减情况作了对比.计算结果表明:随距离增大,大地中LEMP场分量迅速衰减;大地电导率较大时,电场分量衰减很大;大地电容率的变化主要影响LEMP的垂直电场分量,随大地电容率的增大,垂直电场分量明显减小;随深度的增大,电场分量衰减增大,其高频成分的衰减尤为显著,低频成分则衰减很小.由此可知,对电线电缆实施简单的埋地处理并不能有效防止LEMP的耦合效应.     

一次人工触发闪电上行正先导的传输特征

利用山东一次人工触发闪电的高速摄像和30 m, 60 m和480 m的同步电场测量, 清晰显示了人工触发闪电上行正先导的传输特征.上行正先导头部光强相对较强, 二维发展速度变化波动较大并呈现明显不规则性,表明上行正先导发展具有明显的梯级特征. 在先导开始阶段从340 m到705 m高度之间上行正先导平均发展速度为9.8×10⁴ m/s,起始速度是 3.8×10⁴ m/s,局部速度总体上随高度呈现增加趋势.电场变化在近距离产生有规律的梯级状 变化,记录到的28个梯级相邻梯级间隔变化从14 μs 到 39 μs,几何平均值为25.1 μs. 估计的先导梯级长度分布在0.9 m到3.7 m,几何平均值为1.7 m.先导电场变化由慢的正向梯级状变化和 脉冲变化组成,结合光学和电场变化测量结果,得出正先导头部通道发生弯曲可使其电场变化的梯级特征减弱 或消失;正负先导梯级形成机制可能类似,均由其先导头部前端的双向流光发展而来.     

斜向通道雷电电磁场远场近似特性

为了使雷电电磁场的计算更加接近实际情况,并对远场区雷电电磁脉冲场进行模拟,利用偶极子理论对斜向放电通道雷电电磁场解析表达式进行了求解,用解析方法对地表雷电电磁场及其导数在远场区的一阶、二阶近似表达式进行了推导,得到了电磁场及其导数与通道底部电流及其导数的远场近似关系。采用脉冲函数表示通道基电流,对比了精确表达式与近似表达式计算的电磁场及其导数波形。结果表明在远场区,斜向通道雷电电磁场波形与其近似波形的偏差、电磁场导数波形与其近似导数波形之间的偏差均随着距离的增加而减小,且电磁场导数近似公式要比电磁场近似公式适用范围更加广泛。计算结果验证了解析推导近似的可行性。     

Coherent effects in a three-photon CPT process of Ca+

Linewidth narrowing and other quantum coherent effects based on three-photon coherent population trapping (CPT) in Ca⁺ ions are investigated. If the propagation directions of the three lasers obey the phase matching condition, the dark linewidth resulting from the CPT can be very narrow, and it can be controlled by adjusting the parameters of the lasers.     

依据光谱研究闪电放电通道的半径及能量传输特性

利用无狭缝摄谱仪获得的云对地闪电回击过程的光谱, 结合同步辐射电场变化资料, 计算了闪电放电通道的温度、线电荷密度、通道的初始半径和扩张后的半径以及回击通道单位长度储存的能量. 结果与文献报道的其他方法得到的结果符合很好. 这些物理量的相关性分析表明: 电弧通道的初始半径主要取决于回击电流的持续时间; 通道温度越高, 半径越大; 通道初始半径、单位长度储存的能量与光谱总强度正相关, 通道单位长度储存的能量与初始半径的平方成正比. 关键词： 闪电放电通道 半径 能量 光谱总强度     

电磁超材料中负磁导率对负介电常数的影响

为深入了解电磁超材料中物质间相互作用关系,理论分析了金属导体线阵列宏结构嵌入单负磁导率媒质中时其等效介电常数的变化特性。数值计算和电磁仿真方法相结合,讨论了单负磁导率媒质和单负介电常数媒质的相互作用关系,提出了减小其相互作用的解决方法。仿真结果显示：将金属线阵列直接嵌入到单负磁导率媒质中时,电磁超材料传输特性在整个频段内为传输禁带;将金属线裹附一层绝缘材料后,传输禁带变为传输通带,这表明金属线阵列和单负磁导率媒质之间必须加入一种绝缘材料才能合成双负的电磁超材料。     

An analytical method for DC negative corona discharge in a wire-cylinder device at high temperatures

This paper proposes an analytical solution for DC negative corona discharge in a wire-cylinder device based on experimental results in which both the corona and drift regions are considered; this approach aims to provide a theoretical method for analyzing electrostatic precipitation at high temperatures. The inter-electrode space is divided into three zones, namely, the ionization layer, the attachment layer (corona region) and the drift region, to investigate the space charge concentration and the electric field distribution. The boundary of the ionization layer is assumed to be the radius at which the rate of ionization balances that of electron attachment. The radius where the value of E/N equals 110 Td is recommended as the boundary of the attachment layer. It was determined that an increasing temperature leads to a decrease in the largest space charge number density and the largest electric field in the drift region that can be provided by a discharging device. With respect to the device in the present work, when the temperature increases from 350 °C to 850 °C, the largest electric field decreases from ∼9 × 10⁶ V/m to ∼3 × 10⁶ V/m, and the largest charge number density decreases from ∼1.3 × 10¹⁵ m⁻³ to 6.4 × 10¹⁴ m⁻³. The radius of the corona region, the space charge number density and the electric field increase as the applied voltage increases at a given temperature. For example, at a temperature of 550 °C, when the applied voltage increases from 10,500 V to 18,879 V, the radius of the corona region increases from ∼2.9 mm to ∼4.9 mm. It appears to be unreasonable to use a constant value that is calculated from Peek's formula as the electric field at the surface of the cathode under all of the conditions.