第52届国际物理奥林匹克竞赛理论第2题介绍与解答

第52届国际物理奥林匹克竞赛理论部分共三道题目,本文主要对理论第二题“詹姆斯·韦伯太空望远镜”题目进行介绍,给出参考解答以及对中国学生答题情况的分析。     

基于全国大学生物理实验竞赛命题导向的物理实验教学探索

综合分析了历届全国大学生物理实验竞赛命题的特点和导向,从学生培养、实验室建设和实验教师能力提升等方面探讨物理实验教学改革的方向.全国大学生物理实验竞赛的基础题命题立足于基本知识点的考核,其衍生内容为实验改进提供了思路和素材;综合题的命题体现了聚焦经典物理理论、国际前沿性、技术引领性和综合性的特点,对学生阅读文献能力、融会贯通的物理思维能力、团队合作能力进行了考核.物理实验教学应在一定程度上融入通识教育的内涵,培养学生科学的操作习惯、科学的思维方式.基础物理实验室的建设在注重高精尖测量设备的配套同时,应该保持传统的开放和自组的经典实验,保持一定的通用测量仪器的更新率.专题式实验教学对实验教师的知识体系有了更高的要求,教师既要熟悉基础测量,又要了解科研前沿,紧跟行业进步.     

光电探测器组件光纤耦合移位特性分析

光电探测器组件响应度下降会造成光纤陀螺输出异常,响应度下降的主要原因为光纤耦合移位,分析光纤耦合移位的原因并采取有效措施可提高探测器组件的使用可靠性。通过对探测器尾纤出射高斯光斑在探测器管芯端面数学积分,计算出光纤耦合效率系数与光纤耦合间距及光纤偏转角度的关系,计算结果与实际封装探测器组件指标一致。根据计算结果,从光纤移位、探测器管芯移位和管壳形变三个方面分析了耦合移位的影响因素,提出避免探测器使用中发生耦合移位的措施,并通过试验验证了耦合焊接缺陷会造成探测器试验后响应度下降,采取耦合对准控制措施后封装的探测器试验后响应度保持稳定。     

含左手材料光纤的表面模特性

在弱导条件下,利用Maxwell方程组,对纤芯是左手材料,包层是右手材料的光纤表面模进行了研究,得到了TE (TM)、 EH和 HE表面模的色散方程,.根据色散方程,画出了相应表面模和含左手材料光纤导模的色散曲线.比较这些色散曲线,发现了含左手材料光纤表面模一些新的特性.     

哌啶并噻吩并嘧啶酮衍生物结构和活性的密度泛函理论研究北大核心CSCD

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(DFT/GGA)方法,在PW91/DNP水平上研究了七种哌啶并噻吩并嘧啶酮衍生物的结构,化学活性和前线轨道.结果表明:含有卤素化合物的前线轨道能隙(Eg)降低,7b,8b,9b的能隙比7a,8a,9a分别低0.053,0.063,0.010eV.含有卤素的化合物中,Eg越小,对水稻纹枯菌(Rhizoctonia solani bacteria)的抑制率越高,而不含卤素的化合物中,Eg越大,对苹果轮纹菌(Dothiorella gregaria bacteria)的抑制率越高.     

基于VHDL故障注入的处理器敏感性分析

针对航天应用的处理器敏感性评估需求,采用仿真命令技术开发了一种基于VHDL的故障注入工具.以LEON3处理器为目标模型进行了故障注入实验,得到了流水线寄存器的敏感性,并对敏感性较高的寄存器加固之后再次进行可靠性评估,从而验证了该故障注入工具的有效性.本故障注入工具适用于基于VHDL的RTL级处理器的软错误敏感性分析.     

激光诱导银纳米颗粒薄膜和微结构

利用可见激光诱导化学沉积方法在玻璃基底上制备纳米银薄膜和微结构。玻璃样品池中装满柠檬酸钠和硝酸银的混合透明溶液,当一束可见连续激光正入射样品池一段时间后,在辐照区域的玻璃内壁上便可以形成一层光亮的银膜。银膜沉积的速度受到激光功率密度、激光波长、辐照时间以及混合溶液的浓度等条件的影响。利用X射线衍射、原子力显微镜和拉曼光谱仪等手段对制备的薄膜的成分、表面形貌和拉曼活性等性质进行了表征和分析。利用此方法制备的银膜具有良好的表面增强拉曼散射活性。同时,利用双光束干涉的方法在玻璃基底上诱导出不同周期的银纳米颗粒光栅。     

无机纳米填料在环氧树脂中的应用及分散

无机纳米材料可提高环氧树脂的韧性、模量、耐热性等性能,在航空、汽车、电子材料、工程陶瓷材料等方面得到应用。纳米材料在环氧树脂中存在着易团聚的问题,有效的分散方法包括物理分散和化学分散,物理分散包括研磨分散、超声分散、高压均质分散等;化学分散包括偶联剂法、表面修饰法、溶胶―凝胶法等。影响化学分散的因素有分散剂的用量、处理剂和溶剂的种类等。     

背板互连线高速信号传输的计算机仿真

采用ABCD矩阵法对传输高速信号的背板上具有频变参数的互连线建立等效时域网络模型,并给出接插件等效传输线模型和端接的I／O缓冲器IBIS瞬态行为模型,利用这些模型对实际电路进行仿真,其结果与Ansoft公司的PNC软件仿真结果相吻合,仿真效率有明显提高。     

Synthesis of a Tweezer—like Bis（Phenylthiapropoxy）calix[4]—arene as a Cation／π Enhanced Sensor for Ion—Selective Electrodes

Two novel 25,27-dihydroxy-26,28-bis(3-phenylthiapropxy)-calix[4]arene(3) and 25,27-dihydroxy-26,28-bis(3-phenylthiapropoxy)-5,11,17,23-tetra-tert-butylcalix[4] arene (4) were synthesized for the evaluation of their ion-selectivity in ion-selective electrodes(ISEs).ISEs based on 3 and 4 as neutral ionophores were prepared,and their selectivity coefficients for Ag^ (lg KAg,M^pot)were investigated against other alkali metal,alkaline-earth metal,aluminum,thallium(Ⅰ）,Lead and some transition metal ions using the separate solution method (SSM).These ISEs showed excellent Ag^ seletivity over most of the interfering cations examined,except for Hg^2 and Fe^2 having relative smaller interference(lg KAg,M^pot≤-2.1).