采用多元化的教学手段,提高物理人才的综合素质——南开大学物理学基础科学人才培养基地建设经验介绍

介绍了南开大学国家物理学基础科学研究人才培养基地在十多年的建设中,通过多元化的教学手段提高学生的学习自主性,通过加强科研训练提高物理人才综合素质的经验和取得的成果.     

气相爆轰波在分叉管中传播现象的数值研究

数值研究气相爆轰波在分叉管中的传播现象.用二阶附加半隐龙格-库塔法和5阶WENO格式求解二维欧拉方程,用基元反应描述爆轰化学反应过程,得到了密度、压力、温度、典型组元质量分数场及数值胞格结构和爆轰波平均速度.结果表明:气相爆轰波在分叉管中传播,分叉口左尖点的稀疏波导致诱导激波后压力、温度急剧下降,诱导激波和化学反应区分离,爆轰波衰减为爆燃波(即爆轰熄灭).分离后的诱导激波在垂直支管右壁面反射,并导致二次起爆.畸变的诱导激波在水平和垂直支管中均发生马赫反射.分叉口上游均匀胞格区和分叉口附近大胞格区的边界不是直线,其起点通常位于分叉口左尖点上游或恰在左尖点.水平支管中马赫反射三波点迹线始于右尖点下游.分叉口左尖点附近的流场中出现了复杂的旋涡结构、未反应区及激波与旋涡作用.旋涡加速了未反应区的化学反应速率.反射激波与旋涡作用并使旋涡破碎.反射激波与未反应区作用,加速其反应消耗,并形成一个内嵌的射流.数值计算得到的波系演变和胞格结构与实验定性一致.     

径向剪切干涉法综合诊断光束质量研究

 为了解决高功率激光装置光束质量诊断系统的自验证问题,研究了基于空间相位调制的径向剪切干涉法综合诊断光束质量的实验应用。该方法理论上只需一台干涉仪且从单幅干涉图中获取光束的近场、相位和远场分布信息。实验结果表明,目前可以得到高分辨率的相位分布,由测量近场和相位恢复出的远场同CCD直接测量得到的远场形态相同,环围能量比曲线相当吻合,不足之处在于只能提取近场较低空间频率成分,还达不到CCD直接测量的空间分辨水平。     

Fe对掺钕磷酸盐激光玻璃激光性能的影响

 在理论分析的基础上,具体讨论了Fe质量分数小于10^-4对1 053 nm处光吸收损耗和Nd³⁺无辐射跃迁几率的影响规律,发现Fe在1 053 nm处的光吸收损耗和Nd³⁺无辐射跃迁能量转移都与Fe质量分数成平方关系增长, Fe对1 053 nm光吸收的影响较大而Fe与Nd³⁺之间的能量转移不足50 Hz。这对生产过程中Fe含量的控制有重要指导意义。     

溅射功率对直流磁控溅射Ti膜结构的影响

 采用直流磁控溅射方法制备了纯Ti膜,研究了不同功率下Ti膜的沉积速率、表面形貌及晶型结构,并对其应力进行了研究。研究表明：薄膜的沉积速率随溅射功率的增加而增加,当溅射功率为20 W时,原子力显微镜(AFM)图像显示Ti膜光洁、致密,均方根粗糙度最小可达0.9 nm。X射线衍射(XRD)分析表明薄膜的晶体结构为六方晶型,Ti膜应力先随溅射功率增大而增大,在60 W时达到最大值（为945.1 MPa）,之后随溅射功率的增大有所减小。     

高能X光照相CCD成像系统的模糊效应

 指出了景深、可见光衍射、辐射输运是CCD图像接收系统模糊效应的3个影响因素。用MCNP方法研究了转换屏内的辐射输运,给出了不同入射光子能谱和转换屏厚度下转换屏内能量沉积随半径的变化关系。结果表明:能量沉积随转换屏厚度的增加而线性增加;辐射输运引起的模糊与光子能谱有关,但硬化谱引起的模糊随转换屏厚度的变化小于非硬化谱;转换屏内的辐射输运是CCD图像接收系统模糊效应的主要影响因素;辐射输运引起的模糊和高斯模糊是不同的。     

微纳米加工技术在纳米物理与器件研究中的应用

物质在纳米尺度下可能呈现出与体材料不同的物理特件，这正是纳米科技发展的基础之一。要想探索在纳米尺度下材料物埋性质的变化规律及可能的应用领域，离不开相应的技术手段，微纳米加工技术作为当今高技术发展的重要技术领域之一，是实现功能人工纳米结构与器件微纳米化的基础。本文根据几个不同的应用领域，介绍了微纳米加工技术在纳米物理与器件研究领域的应用。     

碳化硅压腔和高压下的中子衍射

使用宝石级碳化硅晶体作为压砧材料，成功研制出了碳化硅压腔（MAC），并应用全景式MAC进行了高压下物质的中子衍射实验研究。结果表明，MAC是一种既能产生高的压力又具有大的高压样品室的装置，特别适合于高压下的中子衍射研究。     

用图像分析限流和分压接法中滑动变阻器的选取

借助Ux-Rap图像分析得出滑动变阻器的选取原则:控制电路采用限流接法时,要求滑动变阻器的最大阻值与被测电阻的阻值接近,即接近为原则;控制电路采用分压式接法时,滑动变阻器的最大阻值应远小于被测电阻的阻值,故在分压接法中,应选择阻值较小而额定电流较大的滑动变阻器.     

时间分辨光子计数系统的研究和应用

对由SPCM-AQR-14和MCS组成的时间分辨光子计数系统进行了研究,分析了SPCM和MCS的工作原理及主要特性.利用该系统对磷光物质和洋葱的延迟发光进行了测量,对它们的光子计数率曲线进行拟合,发现其光强衰减符合双曲线规律.