新课程背景下改进物理实验教学的实践与思考

物理新课程标准要求物理实验贴近学生生活,加强课程与学生生活和现实社会的联系.实验是培养学生动手能力的最佳途径,因此要尽可能地创造条件和不断改进,让学生亲自动手实验.笔者结合自己的实践与思考通过几个实例谈些关于新课程实验改进的做法.     

高功率光纤激光器二级抽运技术的理论分析

从理论上分析了高功率光纤激光器直接抽运和二级抽运的斜率效率和热管理问题. 计算结果表明:波长为975 nm的激光直接抽运产生波长为1070 nm的激光时,理论斜率效率为80%,但当抽运光功率为10 kW时,在强制水冷条件下纤芯极值温度也难以降到150 ℃以下;在二级抽运技术中,波长为1018 nm的激光抽运产生波长为1070 nm的激光时,若采用传统的包层抽运技术,其斜率效率不足20%,如果抽运功率填充因子由0.0025提高到0.1,则理论上斜率效率可由18.5%提高到80.9%,从而总斜率效率由15.5 关键词： 二级抽运 功率填充因子 斜率效率 热管理     

Synthesis and characterization of CdS nanoparticles in the presence of oleic acid as solvent and stabilizer

Oleic acid (OA)-capped CdS nanoparticles (NPs) have been successfully synthesized via the direct reaction of Cd(CH₂COO)₂·2H₂O with S powder in OA solvent at 230 °C under nitrogen flow, which was a kind of clean and air-stable solvent. The morphologies and structures of the as-synthesized CdS NPs are examined by transmission electron microscopy (TEM), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), X-ray diffractometer (XRD), and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, and the typical Ostwald ripening growth mechanism is concluded. Moreover, the collected ultraviolet–visible (UV–vis) absorption spectroscopy and photoluminescence (PL) spectroscopy demonstrate good optical properties of CdS NPs.     

On the measurement of normal stress differences in steady shear flow

Summary Compared to the similar pressure-distribution cone-and-plate apparatus of Adams and Lodge (4), the new apparatus' improvements include: temperature control of the cone (as well as the plate); increased stiffening of the frame; four (not three) pressuremeasuring holes in the cone/plate region; inclusion of a pressure-measuring hole on the axis under the cone truncation; exclusive use of a vertical free liquid boundary at the cone rim (without a sea of liquid). Temperature control of the rotating cone and of the fixed plate leads to acceptable temperature uniformity in the test liquid for working temperatures within 10°C or 20°C of ambient; the corresponding interval is about 1°C if the cone temperature control is abandoned. Pressure gradients measured using a Newtonian liquid agree with those calculated using Walters' eq. (3). For a viscoelastic liquid, after subtracting inertial contributions, pressure distributions measured at a given shear rate in the cone/plate region do not change when the gap angle is changed from 2° to 3°, showing that the effects of secondary flow are negligible. Values ofN ₃ =N ₁ + 2N ₂ obtained from the gradients of these distributions are believed to be in error by not more than ±1 Pa, in favorable cases. The present most useful ranges are: 10 to 5000 Pa forN ₃; 0.1 to 200 sec^–1 for shear rate; up to 5 Pa s for viscosity; and 5 to 40°C for temperature. As an application, it is shown that adding 0.1% of a high molecular weight polyisobutylene to a 2% polyisobutylene solution doublesN ₃ and has no detectable effect on the viscosity measured at low shear rates with a Ferranti-Shirley viscometer.

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Zusammenfassung Im Vergleich zu dem ähnlichen Kegel-Platte-Gerät von Adams und Lodge (4) zur Messung der Druckverteilung wurden an dem neuen Gerät die folgenden Verbesserungen vorgenommen: Temperaturregelung an Kegel und Platte, Versteifung des Rahmens, vier (anstatt drei) Druckmeßlöcher im Kegel-Platte-Bereich, ein zusätzliches Druckmeßloch auf der Achse unter der Kegelstumpf-Deckfläche, ausschließliche Verwendung einer vertikalen freien Grenzfläche der Flüssigkeit am Kegelrand (ohne umgebenden Flüssigkeitssee). Die Temperaturregelung des rotierenden Kegels und der festen Platte führt zu einer ausreichenden Temperaturgleichförmigkeit in der Testflüssigkeit für Betriebstemperaturen, die höchstens um 10–20°C von der Umgebungstemperatur abweichen. Dieses Intervall beträgt dagegen nur etwa 1°C, wenn auf die Temperaturregelung am Kegel verzichtet wird. Für newtonsche Flüssigkeiten entsprechen die gemessenen Druckgradienten den mittels der Gleichung von Walters (3) berechneten. Für viskoelastische Flüssigkeiten zeigen sich bei der Änderung des Spaltwinkels von 2° auf 3° nach Abzug der Trägheitsbeiträge keine Änderungen der bei einer bestimmten Schergeschwindigkeit gemessenen Druckverteilung. Dies zeigt, daß Sekundärströmungseffekte vernachlässigbar sind. Es darf angenommen werden, daß die Werte vonN ₃ =N ₁ + 2N ₂, die man aus den Gradienten dieser Verteilungen erhält, unter günstigen Umständen mit einem Fehler von nicht mehr als ±1 Pa behaftet sind. Gegenwärtig liegen die günstigsten Bereiche bei 10 bis 5000 Pa fürN ₃, 0,1 bis 200 s^–1 für die Schergeschwindigkeit, unterhalb von 5 Pa s für die Viskosität und 5 bis 40°C für die Temperatur. Als Anwendung wird gezeigt, daß ein Zusatz von 0,1% hochmolekularen Polyisobutylens zu einer 2%igen Polyisobutylenlösung den Wert vonN ₃ verdoppelt, aber keinen erkennbaren Einfluß auf die (bei geringen Schergeschwindigkeiten mit einem Ferranti-Shirley-Viskosimeter gemessen) Viskosität hat.

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udsf unidirectional shear flow - TCP truncated-cone and plate - N ₁,N ₂ 1st and 2nd normal stress differences in udsf - N ₃ N ₁ + 2N ₂ - : = A is defined by the equationA := B - P ^* hole pressurePw – Pm; Pw, Pm = pressures measured by flush transducer and by hole-mounted transducer - t time - , strain rate, shear rate - (P,t) covariant body metric tensor at particleP and timet - ⁱ , _i covariant and contravariant udsf body base vectors (i = 1, 2, 3) - ^–1 inverse of - R, plate radius, cone/plate gap angle - r ₀,h ₀ radius and height of cone truncation - r,, spherical polar coordinates; cone axis = 0; plate surface = /2 - physical components of stress; for a tensile component - cone angular velocity - p on the plate = /2 - ,T, density, absolute temperature, viscosity - P 0.15 ²(r ² –R ²) (inertial contribution) [2.7] - P _ve contribution [2.8] from flow perturbations of viscoelastic origin - r _i i = 1,2,3,4; values ofr at centers of holes in cone/plate region - P _i () pressure change recorded by transducerTi when cone angular velocity goes from zero to - 1/2 {P _i ()+ P _i (–)} (average for 2 senses of rotation) - rim pressure, from least-squares line through four points - Re Reynolds' number:R ²/ - (P,t)/t With 11 figures and 2 tables     

The effective charge effect in partially stripped ion-helium collisions

The double and single ionization cross section ratios of helium by partially stripped carbon, oxygen and fluorine ions are measured for projectile charge states ranging from +1 to +4 and impact energies from 1.5 MeV to 7.5 MeV. The effective charge effect in partially stripped ion-helium collisions is studied. It is found that the effective charge q_eff increases as the impinging energy increases and q _eff shows a modest dependence upon the projectile charge state in the present energy range. The projectile charge state, projectile energy, projectile and target electronic state dependences of the effective charge effect may be explained using orbital interpenetrating.     

噪声对滑动移除近似熵的影响

受外强迫和仪器本身的测量误差等因素的影响, 观测数据中经常包含噪声和扰动等一些虚假的信息. 针对这一问题, 本文研究了各种不同噪声对滑动移除近似熵的影响. 研究结果表明, 滑动移除近似熵的检测结果受尖峰噪声和高斯白噪声的影响较小, 意味着其具有很强的抗噪能力, 这为该方法在实际观测资料中的广泛应用提供了坚实的实验基础.     

光纤放大器阵列的远场特性研究

从光纤激光器阵列相干合成远场光强分布的解析表达式出发，详细研究了阵列占空比、阵元个数以及阵元的相位误差对相干合成远场图样分布、中心主瓣的角宽度及所占能量的影响. 给出了占空比为12.5%时，三路保偏光纤放大器相干合成的实验结果. 关键词： 光纤激光器阵列 相干合成 相位     

有界凸区域上的Dirichlet问题的正则性

本文主要讨论在有界凸区域上具Lipschitz连续系数的散度型椭圆算子的解的二阶导数的可积性问题．并且得到了相应的结论．     

扩频雷达探测一阶海洋回波

利用扩频通信良好的抗干扰性和低功率谱密度下工作的特点,本文把扩频技术引入高频海洋探测雷达来探测海洋一阶回波,研究结果表明,该技术对回波质量无不良影响,同时可降低雷达发射功率,增加雷达探测距离．     

一类三阶非线性非自治系统解的有界性

本文利用一为三阶非线性自治系统的李雅夫函数,给出了一类三阶非线性非自治系统解有界的充分性准则,推广了文「１－２」的结果。