项目化学习下CUPT备赛模式与实践——以南京师范大学队为例

在中国大学生物理学术竞赛(CUPT)10年的关键性时间节点,本文介绍了以南京师范大学CUPT代表队10年备赛经验所形成的备赛模式,论述了南京师范大学以项目化学习理论(Project Based Learning)为基础、依托CUPT培养本科创新性人才的实践探索,对备赛模式中的特色进行详细阐释,以期在已有模式及成果的基础上继续发挥CUPT对本科创新性人才培养的积极作用.     

拉曼光谱方法研究1,1,3,3-四甲基脲的溶剂效应

测量了1,1,3,3-四甲基脲(TMU)在20种不同溶剂中的拉曼光谱,研究了TMU与溶剂之间的相互作用.将TMU羰基的拉曼频移分别与Kirkwood-Bauer-Magat(KBM)参数(ε-1)/(2ε+1)、溶剂受体数(acceptor number,AN)和线性溶剂自由能关系(linear solvation energy relationships,LSER)进行相关分析.结果表明,TMU的C=O键振动频移与KBM参数没有很好的线性关系,和受体数之间存在比较好的相关性,与LSER参数的线性关系最好.按受体数把溶剂分为质子性溶剂和非质子性溶剂,分别和羰基频移有好的相关性.通过对LSER参数的分析,可以很好地解释溶质和溶剂间的相互作用.     

圆筒容器内起旋和降旋过程中分层液体混合现象

针对旋转圆筒容器内的两种分层流体,应用平面激光诱导荧光与高速摄影技术对互溶与不互溶液体进行了实验研究.结果表明,上下层液体密度梯度与黏度梯度方向是产生界面不稳定的关键因素.当二者的梯度方向相同时,起旋过程不会发生剧烈混合,降旋过程中轻流体会冲击重流体;当二者的梯度方向相反时,起旋过程中形成抽吸效应,其后期发生界面破碎,降旋过程中重流体冲击轻流体.在旋转的3个过程中,降旋过程对混合的作用最大,无论梯度方向是否相同,都会发生液体间的界面不稳定.     

天体物理与诺贝尔奖

天体物理学是天文学的一个分支。事实上,天文学和物理学是两个密切相关的学科。万有引力定律是物理学中的一个基本定律,但这个定律正是牛顿通过研究开普勒(Kepler J.)对太阳系行星轨道运动的天文观测所总结出来的三定律而发现的。其实,可以说整个经典力学的发展也与行星绕太阳运动和月球绕地球运动的天文观测密不可分。由此发展出来的“天体力学”已经成为经典力学中最成熟,最系统的一个样板。400年前伽利略首次利用望远镜观测天体,使天文学牢牢地建立在科学观测的基础上,成长为一门日益精确的科学。20世纪物理学中蓬勃发展起来的光谱学与望远镜结合进行天文观测,使深入研究天体的物质组分、内部结构与演化成为可能,从而在天文学科内形成了内容十分丰富、发展非常迅速的分支学科——天体物理。     

2-甲基-2-丁烯二酸单甲酯的合成及其与丙烯腈二元共聚的表观竞聚率的测定

以柠糠酸酐为原料, 合成了一种可以与丙烯腈(AN, acrylonitrile)共聚的新单体: 2-甲基-2-丁烯二酸单甲酯(MBAME). 以偶氮二异丁腈(AIBN, 2,2’-azobis isobutyronitrile)为引发剂, 70 ℃下引发MBAME与AN在N,N-二甲基甲酰胺(DMF, N,N-dimethylformamide)中进行无规共聚, 通过Fineman-Ross法测定了两者在DMF溶液聚合体系的表观竞聚率, γ1(AN)＝7.985, γ2(MBAME)＝0.599, 有助于优化聚丙烯腈基碳纤维用树脂的生产工艺.     

Tuning of the Magnetic Damping Parameter by Varying Cr Composition in Fe_(1-x)Cr_x Alloy

We investigate the magnetic damping parameter of Fe_1-xCr_x thin films using the time-resolved magneto-optical Kerr effect technique.It is demonstrated that the overall effective damping parameter is enhanced with the increasing Cr concentration.The effective damping at high field α₀ is found to be significantly enhanced when increasing the Cr concentration with the α₀=0.159 in the Fe₄₅Cr₅₅ enhanced by 562% compared with that of α     

基于三元非富勒烯体系的高效有机太阳能电池

有机材料的"窄吸收"特性制约了有机太阳能电池(OPVs)性能的进一步突破,二元体异质结薄膜难以实现对太阳能的有效宽光谱利用.三元OPVs在二元体系中引入吸收互补的第三组分,能够增强器件光吸收,实现光电转化效率的大幅提升.近年来,非富勒烯受体材料的飞速进展,多次刷新有机太阳能电池最高效率记录,丰富并扩展了三元受体材料的选择范围.本文以非富勒烯受体材料Y6作为第三组分材料,高效率非富勒烯太阳能电池PBDB-T-2F:IT-4F作为基础二元器件,研究并分析了以双非富勒烯材料为受体的三元有机太阳能电池工作机理.通过光电特性分析,发现Y6的引入不仅能够增强器件近红外区域的光吸收能力,而且能够有效抑制双分子复合,提高电荷取出率,从而提高器件能量转换效率.通过调节Y6在三元体系中的质量百分比,在Y6占比为20 wt%时,器件实现最高的能量转换效率12.48%,相比于基础二元器件(10.59%)实现了17.85%的性能提升.     

微穿孔板吸声结构在阶梯教室中的声反射和声吸收性能分析

依据马大猷教授的微穿孔板基本理论,在对微穿孔板吸声结构完成吸声理论计算结果的基础上,进行参数选择并设计了微穿孔吸声反射板结构,用于新建的阶梯教室中。分析了这种微穿孔吸声反射板结构在阶梯教室中的声反射和声吸收的性能。经现场测试与主观评价,表明了此方法对阶梯教室控制音质效果的有效性和可行性。     

A transient process observation method based on the non-homogeneous Poisson process model

The current-mode-counting method is a new approach to observing transient processes,especially in transient nuclear fusion,based on the non-homogeneous Poisson process(NHPP)model.In this paper,a new measurement process model of the pulsed radiation field produced by transient nuclear fusion is built based on the NHPP.A simulated measurement is performed using the model,and the current signal from the detector is obtained by simulation based on Poisson process thinning.The neutron time spectrum is reconstructed and is in good agreement with the theoretical value,with its maximum error of a characteristic parameter less than 2.3%.Verification experiments were carried out on a CPNG-6 device at the China Institute of Atomic Energy,with a detection system with a nanosecond response time.The experimental charge amplitude spectra are in good agreement with those obtained by the traditional counting mode,and the characteristic parameters of the time spectrum are in good agreement with the theoretical values.This shows that the current-mode-counting method is effective for the observation of transient nuclear fusion processes.     

微穿孔吸声体的应用

根据马大猷院士的微穿孔吸声理论,实验研究了微穿孔吸声体的声学性能,将其应用于多功能体育馆,获得了满意的室内音质效果.