鳄鱼的性格水晶的心——邮票上的物理学家卡皮察

在剑桥大学的蒙德实验实门口，竖有三座引人注目的雕像：一个是出资兴建这座实验室的蒙德先生，另一个是农民模样的人，余下一个是只鳄鱼。那个农民模样的人就是著名物理学家卢瑟福，而那只鳄鱼就是为体现卢瑟福勇往直前的坚毅性格而雕塑的。“锷鱼”是俄国物理学家卡皮察为卢瑟福起的一个绰号。他说：“在俄国，鳄鱼是一家之父的象征，令人赞赏和敬畏，因为它有直挺挺的脖子，无法回头。     

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。     

基于纹理的流场可视化方法消除高频噪声的技术

现有可视化软件只提供箭矢与流线两种矢量场可视化功能，在网格加密区及矢量场曲率变化较大区域，重叠杂乱不能反映流场特征。因此在可视化软件JaVis的基础上，新增线积分卷积（LIC）功能，弥补矢量场可视化功能的不足。这种稠密的基于纹理的矢量映射方法，能够提供流场的全局信息，在曲率变化较大区域，也能清晰地刻画细节结构。但在实际应用测试中发现，在流场速度趋近于零的区域产生的高频噪声，影响图像的美观且不利于分析数据；此外，也不能反映矢量的大小。针对上述缺陷，建立及应用速度掩模方法消除高频噪声，     

十二烷基甜菜碱的界面活性及其体系的相态研究

合成了十二烷基甜菜碱（Ｃ１２ＢＥ），经提纯得到合格的样品，测定其等电为ｐＨ＝４．９，ｐＨ〈４．９，分子带正电，ｐＨ≥４．９，分子呈电中性，研究ｐＨ值对其界面活性的影响，同时还研究了醇的种类，浓度，水的盐度，ｐＨ值等因素对Ｃ１２ＢＥ／醇／水／油体系相态的影响，得到了中相微乳液的特性参数，其中有关ｐＨ对相态的影响的研究很有特点。     

Sc掺杂ZnO的电子结构和光学性质的影响

本文采用基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）平面波超软赝势方法，研究了Sc掺杂ZnO体系的晶体结构、电子结构和光学性质。在对Sc掺杂结构优化的基础上对其进行了数值模拟计算，结果表明：随着Sc原子的掺入，体系的晶格常数稍微变大，键长变长，体积变大，系统总能增大，费米能级进入导带，体系逐渐呈金属性，带隙变宽且随着掺杂浓度增大而增大。另一方面，掺杂后ZnO的光学性质也发生了一定变化，ZnO吸收谱中出现了新的吸收峰，吸收边蓝移，同时介电函数虚部也出现了新的波峰。     

一种测量水的汽化热的实验设计

文中设计了一种测量水的汽化热的实验设备，并用该设备测量了水的汽化热.实验结果表明，这种实验方案测量出水的汽化热与公认值十分接近，得到的实验结果误差小于1%.该方法重复性较好，实验操作便捷，仪器的开发成本较低，有极高的推广价值.     

不同含水量的岩石近红外光谱的特征选择

岩石含水量是影响岩石物理、化学和力学特性的一个重要指标。在岩土工程、隧道工程等领域，岩石含水量的大小是诱发灾变和病害的关键原因。与传统方法相比，利用近红外光谱（NIRS）特征检测岩石含水量，具有无损、定量的明显优势，其难点和关键是近红外光谱的特征选择。针对该问题，进行了室内实验，研究不同含水量下的岩石近红外光谱的特征选择。特征选择方法中的Filter法，利用样本数据内在的特点，评价特征的重要程度，增强了特征与类的相关性，同时削减了特征之间的相关性，具有复杂度低、直观、效率高、普适性强的优点，符合该研究的数据特点。因此，选用Filter型的依赖性度量法进行特征选择。室内实验中，首先制备11种不同含水量的砂岩试样，并分别采集了前后左右4个测试点处的共计44条近红外光谱曲线；然后，利用一阶导数法对光谱进行预处理，基于此，选择1 400和1 930 nm谱段进行光谱特征分析，并分别提取2个谱段处的峰面积、峰高、半高宽、左肩宽度、右肩宽度、左右肩宽比共计6个初始特征变量；考虑到6个初始特征变量的量纲不同，且变量之间的变化幅度不同，对原始数据进行正规化变换，消除量纲和变化幅度不同带来的影响；接着，根据自变量的筛选原则，去掉自变量之间具有强线性相关的冗余变量；然后，利用依赖性度量法中的统计相关系数作为相关程度的度量标准，分析了初始特征变量之间以及初始特征变量与含水量之间的相关程度，并得到了2个强相关谱段处的最优特征变量；最后，在强相关谱段处分别构建了多元回归模型，并对模型进行了检验分析。研究结果表明：（1）波长1 400和1 930 nm附近的近红外光谱吸收峰特征与岩石含水量有明显相关性；（2）波长1 400 nm处的峰高、右肩宽度、左肩宽度与含水量线性相关性明显；波长1 930 nm处的峰高、右肩宽度与含水量线性相关性明显；（3）多元线性回归模型能够较精确表达含水量与近红外光谱之间的相关性，利用该模型可实现基于近红外光谱特征的含水岩石含水量预测，为利用近红外光谱实现动态监测与评估岩石含水量提供基础建模数据。     

学生的自我教育

所谓自我教育，是指学生为了形成良好的道德品质而进行的自觉的思想转化和行为控制的活动．自我教育既是品德教育的必要途径，又是学生独立生活的必备能力．自我教育在学生思想品德的发展中起着很大作用，它是教育的补充力量，也量教育学生的必然结果．随着自我教育能力的不断发展，必将提高他们要求上进的积极性，提高他们道德行为的社会价值，增强他们抗拒腐蚀的能力，这对他们的一生都具有重要意义．     

基于混合表面等离子体波导的纳米激光器的研究

设计了一种带有金属脊和低折射率介质夹层的新型混合表面等离子体波导结构，利用有限元法对该结构进行了数值仿真。COMSOL Multiphysics软件是一款基于有限元法模拟真实物理现象的仿真软件。在COMSOL Multiphysics软件平台上，构建该结构的三维模型，使用模态分析和频域分析模块，研究了其电场分布、归一化模式面积、传输长度、增益阈值、品质因数。结果表明：在工作波长为370 nm时，所设计波导的光场约束可达到较好的深亚波长水平，同时保持大的传输长度。提出的带有金属脊结构与平坦金属层结构相比，波导特性更好。将该结构应用于纳米激光器，由基模和纵模反映出，激光器内光场分布稳定且集中在极小的面积内。在波导特性良好的情况下，该激光器可保持较低的增益阈值和较高的谐振腔品质因数。综合考虑，选取最优尺寸为ｒ＝80 nm, d＝45 nm，此时有效模式面积为0.005 1λ2，传输长度为1 668 nm，增益阈值为1.46×10-6 m-1, 品质因子74.5。最后，在最优尺寸下，通过仿真得到了该结构的发射光谱，其发射波长为360 nm，输出电能比输入电能增强了3 100倍。该结构为小型化和集成化的纳米设备提供了技术支持，在生物医学和光通信等领域有广泛的应用前景。     

基于灰度相关的图像匹配算法的改进

针对目前图像匹配算法中存在的匹配精度不高和匹配速度慢的缺点，对基于灰度相关的2类匹配算法——最小误差法和相关系数法进行了改进。最小误差法采用新的ML距离法，提出动态调整阈值的方法，既保证了匹配精度，又避免了局部噪声的影响；相关系数法对相关系数的计算公式进行了简化，并采用三步搜索策略进行匹配，以达到减少计算量和搜索位置的目的。实验证明：改进后的算法，在保证一定匹配精度的条件下，匹配速度大大提高，能够满足实际应用中的实时性要求。     

50~250 keV质子入射SiC和Si靶时的电子发射特性研究

在中国科学院近代物理研究所兰州重离子加速器国家实验室测量了能量范围为50~250 keV 的质子入射碳化硅靶和硅靶表面的电子发射产额。实验结果发现,两种半导体靶材的电子发射产额随质子入射能量变化趋势均与作用过程中电子能损随质子入射能量的变化趋势相似。通过分析电子发射的能量来源,发现实验中电子发射产额主要由动能电子发射产额贡献,势能电子发射产额可以忽略不计。两种靶材的电子发射产额均近似地正比于质子入射靶材过程中的电子能损,比例系数B随入射能量略有变化。     

提高砷化镓二次电子发射系数的探讨

介绍了延长负电子亲和势二次电子发射材料砷化镓的逸出深度的设计,并给出了经过特殊设计的这种砷化镓的能级示意图,然后对通常的砷化镓和经过特殊设计的砷化镓的二次电子发射系数的理论值进行了比较,得出:当原电子入射能量较低（小于10 keV）时,两种砷化镓的二次电子发射系数差值较小;当原电子入射能量较高（大于20 keV）时,经过特殊设计的砷化镓的二次电子发射系数比普通砷化镓的二次电子发射系数大,而且随着原电子入射能量的升高,两种砷化镓的二次电子发射系数差值也在增大。     

非磁化等离子体中的电子碰撞频率

电子碰撞频率是非磁化等离子体的一个重要参数,它对等离子体与电磁波相互作用的性质具有较大影响。基于产生等离子体的气压条件不同,其电子碰撞频率具有较大变化范围。研究了它对非磁化等离子体吸波能力的影响,得出了当电子碰撞频率与等离子体频率和入射波频率相当时,等离子体对电磁波具有较大吸收的结论,给出了对应于最大吸收的最佳碰撞频率值。分析了通过选择放电气体来调整等离子体的电子碰撞频率。     

强流电子束入射弯曲宏观石英管的导向效应研究

研究了强流（~129 nA）、 高能（1 500～1 900 eV）电子束在大角度(9°)弯曲宏观石英管中的导向效应。 实验分别测量了入射流强及能量对出射电子角分布值（FWHM）和传输效率的影响。 实验观察到出射电子角分布FWHM随着入射电子流强和入射电子能量增加变化均不明显; 发现电子传输效率随入射流强增加而增加, 但随入射能量增加而减小, 这与高电荷态离子导向中离子传输效率随入射能量增加而增加的现象相反。 分析发现, 与高电荷态离子导向机制不同, 电子束导向并非是由电子在石英管内壁的自组织充电过程引起的, 而是入射电子与管内壁弹性和非弹性散射碰撞共同作用的结果。 By using an incident electron beam with the high current and high energy, the guiding effect of the bended macroscopic quartz tube for the electron beam has been investigated. The angular distributions of outgoing electrons depending on the current and energy of incident electrons were measured. The dependences of electron transmitted fraction on energy and current of incident electrons are also shown. As the incident electron energy increasing, the electron transmitted fraction increases, but it decreases while the incident electron current increasing. The results have been compared with the present data. This work presents, the process of guiding electrons is essentially different from that of guiding highly charged ions, the guiding electron beam was caused by both elastic and inelastic collisions between electrons and inner walls of quartz tube, rather than self organized charging effect on the surface of inner wall of quartz tube.     

Spin Polarizations of Electron with Rashba Couplings in T-Shaped Devices: A Finite Element Approach

A generalized finite element formulation is proposed for the study of the spin-dependent ballistic transport of electron through the two-dimensional quantum structures with Rashba spin-orbit interactions (SOI). Thetransmission coefficient, conductance, the total and local polarization are numerically calculated and discussed as the Rashba coefficient, the geometric sizes, and incident energy are changed in the T-shaped devices. Some interesting features are found in the proper parameter regime. The polarization has an enhancement as the Rashba coefficient becomes stronger. The polarization valley is rigid in the regime of the conductance plateaus since the local interference among the polarized multi-wave modes. The Rashba interactions coupling to geometry in sizes could form the structure-induced Fano-Rashba resonance. In the wider stub, the localized spin lattice of electron could be produced. The conductance plateaus correspond to weakpolarizations. Strong polarizations appear when the stub sizes, incident energy, and the Rashba coupling coefficient are matched. The resonances are formed in a wide Fermi energy segment easily.     

高能原电子能量与金属的有效真二次电子发射系数的关系

 提出有效真二次电子发射系数的概念,并从理论上论述了高能原电子的能量与金属的有效真二次电子发射系数的关系，然后用实验数据证明了该理论的正确性，最后对结果进行了讨论。得到了如下结论：不同入射能量的高能原电子轰击同一个金属发射体时， 它们的有效真二次电子发射系数与高能原电子入射能量之积近似为一个常量，有效真二次电子发射系数与高能原电子入射能量成反比。     

Exploring the Influence of a Focusing and Gaussian Profile Electron Beam in SEM Imaging through Monte Carlo Simulation

Gaussian profile is conventionally assumed as the probe shape of the incident electron beam in theoretical analysis of dimensional measurements by a scanning electron microscope (SEM). However, it is not suitable for samples with small and tiny structure. In this paper, a model of a focusing electron beam with finite width due to aberration was used in simulating the SEM image of gold particles/balls on a carbon substrate. An effective electron beam shape (EEBS) was displayed and was found that it deviates significantly from the Gaussian profile. The difference between images simulated by Monte Carlo method with ideal electron incident beam, electron beam focusing model and with ideal beam incident then convoluted by Gaussian profile were discussed in detail. Furthermore, the influence of external electric field effect: full extraction and no extraction for imaging were studied.     

Mega-Electron-Volt Electron Scattering and Radiography of Plasma

A Monte Carlo code is developed to study mega-electron-volt(MeV) electron scattering and transport in plasma based on multiple scattering.A scaling law relating the angular width of a scattered beam to the incident electron energy and the areal density of plasma is found,which may provide a method of MeV electron radiography for diagnosing the areal density of high-temperature,dense plasma under fusion conditions.The study on the MeV electron beam radiography also shows that plasma density interfaces could be discriminated by electron scattering.     

129Xeq+轰击N型和P型Si表面时的电子发射产额研究

在兰州重离子加速器国家实验室测量了1.8 MeV Xeq+离子分别轰击N型和P型Si两种靶材表面时的电子发射产额。实验中,通过改变入射离子的电荷态,研究了入射离子势能沉积对两种靶材表面电子发射产额的贡献。结果发现同一离子入射时,N型Si表面的电子发射产额高出P型Si表面的电子发射产额约12.5%;对于具有相同入射动能的Xeq+离子,两种靶材表面的电子发射产额均随着入射离子势能的增加而线性增加。此外,还测量了3.4 MeV Xeq+离子分别轰击以上两种靶材时的电子发射产额,得到了类似的结果。本文利用功函数分别从动能电子发射和势能电子发射两个角度对实验结果进行了分析讨论。The electron emissions from N-type Si and P-type Si induced by 1.8 MeV 129Xeq+are measured in the National Laboratory of Heavy Ion Research Facility in Lanzhou,The contribution to electron emission yield from potential energy of incident ions is studied through changing the charge state of incident ions.The results show that for the same incident ion,electron emission yield of N type Si surface is higher than that of P-type Si surface about 12.5%.For incident ions with the same kinetic energy,both electron emission yields of two targets increase linearly with incident ion energy.In addition,the electron emissions induced by 3.4 MeV 129Xeq+from N-type Si and P-type Si mentioned above are measured,which give similar results.The experimental results are analyzed and discussed using work function from two angles of the kinetic electron emission and the potential energy electron emission.     

Theoretical Study on Inner Shell Electron Impact Excitation of Lithium

Cross sections for electron impact excitation of lithium from the ground state 1s^22s to the excited states 1s2s^2, 1s2p^2, 1s2snp （n = 2-5）, 1s2sns （n = 3 5）, 1s2pns （n = 3-5）, and 1s2pnp （n = 3-5） are calculated by using a full relativistic distorted wave method. The latest experimental electron energy loss spectra for inner-shell electron excitations of lithium at a given incident electron energy of 2500 eV [Chin. Phys. Lett. 25 （2008）3649] have been reproduced by the present theoretical investigation excellently. At the same time, the structures of electron energy loss spectra of lithium at low incident electron energy are also predicted theoretically, it is found that the electron energy loss spectra in the energy region of 55-57eV show two-peak structures.