现代数字物理教学连载④——工科基础量子教学中如何发挥数字化技术的作用

介绍了如何运用数字技术的三维表现手法和能力以及数值计算与模拟功能来深化量子理论的基本概念与基础内容的教学,充实了量子理论实际应用的教学内容.     

附:钟锡华先生的来信

《大学物理》编辑部: 读了贵刊本年度第二期首篇论文--《平面透射光栅的菲涅耳衍射》一文,笔者颇有感触,兹发表3点评述如下.     

有损压缩JPEG在载频条纹图分析中的应用研究

探讨了基于JPEG的有损压缩方法在载频条纹图分析中的应用前景。简介了当今流行的JPEG有损压缩技术和傅里叶变换轮廓术。使用专业软件对傅里叶变换轮廓术中拍摄的载频条纹图进行各种压缩比的压缩,解压后再解调出相位,与未经压缩的原图解调出的相位进行比较。将其相位误差与相位移法解调出的相位误差进行了对比,指出相对于相位移法而言,傅里叶变换轮廓术具有滤波的作用,对其拍摄的载频条纹图,应用JPEG压缩算法是可能的,解调出来的相位误差更小。     

表面等离子体共振成像生物芯片检测系统

根据表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)原理,提出基于表面等离子体共振成像(Surface Plasmon Resonance imaging, SPRI)的生物芯片检测系统构建方法.介绍了SPRI生物芯片检测系统的原理、自行组建的SPRI生物芯片检测系统的结构.采用Kretschmann型棱镜耦合结构激励SPR,偏振的平行光经棱镜投射到生物芯片上,发生表面等离子体共振,由CCD摄像机采集反射光芯片图像.以巯基修饰淋病奈瑟氏菌探针为例验证该系统,利用自组装单分子层技术(Self-Assembled Monolayer,SAM)固定探针.应用该检测系统采集了探针共振、非探针处共振、探针和非探针处都不共振时的生物芯片图像.     

日常生活概念"平均"对科学概念"8电子稳定结构"学习的影响 --关于高一学生"8电子稳定结构"化学概念相异构想的研究

通过“游戏”和“访谈”方法,对高一学生“8电子稳定结构”化学概念学习的“相异构想”进行研究。结果表明,日常生活概念“平均”对科学概念“8电子稳定结构”学习产生了负迁移,同时高一学生对相关的化学微观概念产生了很多的相异构想;结合研究结果,提出一套中学化学微观概念教学模式。     

牛磺酸通过调控AKT/GSK-3β通路抑制结直肠癌细胞侵袭转移

观察糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)在牛磺酸(Tau)抑制结直肠癌(CRC)侵袭转移中的作用,探讨Tau抑制结直肠癌侵袭转移分子机制。选用人结直肠癌SW480和HT29细胞为研究对象,用浓度为40～200 mmoL Tau处理细胞;Transwell小室和细胞划痕愈合实验检测细胞侵袭、迁移能力,Western blot检测细胞EMT标志性蛋白(E-cadherin, N-cadherin, Vimentin),基质金属蛋白酶2/7(MMP2/7)和AKT/GSK-3β通路相关蛋白水平。与正常对照组比较,Tau可浓度依赖性抑制CRC细胞侵袭和迁移,上调CRC上皮标志物E-cadherin表达,下调EMT间质标志物N-cadherin, Vimentin和MMPs表达;降低AKT和p-AKT水平,提高PTEN,GSK-3β及p-GSK-3β表达水平(P<0.05)。与p-EGFP-GSK-3β或Tau组比较,p-EGFP-GSK-3β+Tau组细胞迁移和侵袭数量有显著性降低(P<0.01);与Tau组或p-EGFP-GSK-3β组比较,p-EGFP-GSK-3β+Tau组E-Cadherin、GSK-3β蛋白表达有显著升高(P<0.01),而N-Cadherin, Vimentin,β-Catenin, MMP2/7和AKT蛋白表达均有显著降低(P<0.01)。牛磺酸可通过调控AKT/GSK-3β通路抑制结直肠癌细胞侵袭转移。     

Ⅱ-Ⅵ族化合物薄膜电致发光

电致发光薄膜是平板显示器的重要材料之一,我们从研究ZnS:Mn,Cu直流电致发光薄膜的大面积稳定发光开始,首次将稀土离子引进直流电致发光薄膜,实现了各色的直流电致发光,并研究其激发机理、过热电子的能量分布、稀土离子的碰撞截面和稀土离子发光中心在晶格中的位置等。在国内首先研制成功ZnS:Mn交流电致发光薄膜计算机终端显示器,并扩大面积到640×480像素(对角线10英寸)。为了实现彩色化显示,研制出稀土离子掺杂的各色交流电致发光薄膜。研究不同稀土离子在薄膜中的浓度猝灭,以便提高薄膜的发光亮度。在致力于实现彩色的过程中,首要的任务是提高蓝色电致发光薄膜的亮度和探索新的蓝色电致发光薄膜材料:从ZnS:TmF₃到CaS:TmF₃,发光亮度有了很大的提高;使SrS:Ce薄膜蓝色电致发光的亮度超过1000cd/m²;同时探索纳米Si和非晶Si/SiO₂超晶格结构的蓝色电致发光。成功地实现了ZnS:Mn/SrS:Ce白色电致发光和SrS:HoF₃三基色线谱发射的白色电致发光,发光亮度也超过1000cd/m²。     

催化动力学荧光光度法测定痕量铜

在氨性介质中,铜对H2O2氧化次甲基蓝褪色反应有强烈催化作用。研究发现,次甲基蓝的氧化产物在紫外线照射下发出强荧光,据此建立一种测定痕量铜的催化动力学荧光光度法。本法检出限达0．02ng／mL,铜的质量浓度在0～6ng／mL范围内与相对荧光强度（△F）有良好线性关系。     

Creation of topological vortices using Pancharatnam-Berry phase liquid crystal holographic plates

Recently,physical fields with topological configurations are evoking increasing attention due to their fascinating structures both in fundamental researches and practical applications.Therein,topological light fields,because of their unique opportunity of combining experimental and analytical studies,are attracting more interest.Here,based on the Pancharatnam-Berry(PB)phase,we report the creation of Hopf linked and Trefoil knotted optical vortices by using phaseonly encoded liquid crystal(LC)holographic plates.Utilizing scanning measurement and the digital holographic interference method,we accurately locate the vortex singularities and map these topological nodal lines in three-dimensions.Compared with the common methods realized by the spatial light modulator(SLM),the phase-only LC plate is more efficient.Meanwhile,the smaller pixel size of the LC element reduces the imperfection induced by optical misalignment and pixellation.Moreover,we analyze the influence of the incident beam size on the topological configuration.     

6种口服降糖药的液相色谱-质谱分析

为鉴定中药制剂里非法掺入的口服降糖药,建立了６种口服降糖药的液相色谱－质谱分析法,总结了该类药物分子的质谱裂解规律,经色谱分离后,以多级质谱方式,对中药制剂的有效溶提取物进行检测。通过对非法掺有口服降糖药苯乙双胍;另外,通过谱行为推测提取中含有另一口服降糖药氯磺丙脲。该法专属性强,灵敏度高,可作为分析检测非法中药制剂的有效手段。