原子能级粒子数热布局虚拟仿真实验的设计开发与教学实践

本虚拟仿真实验探究稀土离子热耦合能级粒子数随温度的变化规律。使学生掌握温度对原子能级粒子数的影响，并建立温度与荧光强度、荧光强度比之间的关系，深入探究温度对荧光强度和荧光强度比影响的区别和联系，加强对此部分理论知识的理解。进一步将理论知识进行实际应用，利用荧光强度比测量温度。通过本实验的学习，使学生对原子能级性质的理解更加深刻、掌握正确的荧光测试系统搭建过程，光路调节方法以及光谱数据的计算分析方法。激发了学生的学习兴趣，夯实了理论基础，并能学以致用，使学生对知识理解透彻，获得事半功倍的教学效果，仿真实验成绩优秀率达81%。     

污水除臭技术的比较及探讨

本文介绍了污水恶臭污染的来源，臭气的基本成分和几种除臭方法，并通过比较，表明生物除臭法比较经济实用。     

Preparation and Characterization of Transparent Conductive Nb-Doped ZnO Films by Radio-Frequency Sputtering

Niobium-doped ZnO （NZO） transparent conductive films are deposited on glass substrates by rt sputtering at 300℃. Effects of sputtering power on the structural, morphologie, electrical, and optical properties of NZO films are investigated by x-ray diffraction （XRD）, field emission scanning electron microscopy （FESEM）, Hall measurement, and optical transmission spectroscopy. The obtained films are polycrystalline with a hexagonal wurtzite structure and preferentially oriented in the （002） crystallographic direction. The minimum resistivity of 4.0×10^-4Ω·cm is obtained from the film grown at the sputtering power of 170W. The average optical transmittance of the films is over 90%.     

隧道联络通道冻结法施工三维有限元温度场分析

人工冻结法是一种经济可靠的隧道联络通道开挖方法.在冻结法施工过程中,冻结壁厚度是否达到设计要求是安全施工的重要保证.该文考虑了实际施工过程中冻结管偏斜布置的情况,利用三维有限元方法对上海复兴东路越江隧道联络通道进行温度场模拟.针对单排冻结管和双排冻结管,分别在冻结壁底部、中部和顶部建立路径,绘制每条路径的温度分布曲线,查看不同路径处冻结壁厚度及其随时间发展变化情况,得出有意义的结论,对联络通道安全施工有重要参考价值.     

杨氏双缝干涉实验中引入偏振片的教学思考及分析

将偏振片引入杨氏双缝干涉实验,并讨论不同组合时干涉条纹的规律,是一道很有意义的习题,然而,常见的解答——“无固定相位差”,对问题的本质认识不够深入。本文运用马吕斯定律和波的叠加原理,计算了叠加后的衬比度。定量计算表明,在杨氏双缝干涉实验中,引入三个偏振片时,没有干涉条纹的物理实质是存在投影相位差,并且指出,在这一问题中,投影相位差是干涉条纹存在与否的决定性因素。文章物理图像直观,适合在课堂教学中运用,清晰地展示投影相位差的作用,也有助于学生对光源发光机理、干涉、偏振的概念以及偏振光干涉的深入理解与运用。     

基于荧光染料和牛血清白蛋白嵌合物对氧化还原状态的探测

为制备一种与生物分子兼容性好并且具有较大动态检测范围的新型氧化还原探针,将氨苯乙烯类荧光分子4-[4-(二甲氨基)苯乙烯基]-1-甲基吡啶碘(p-DASPMI)嵌合到BSA中形成p-DASPMI-BSA嵌合体探针,采用稳态荧光光谱和时间分辨荧光光谱技术研究其与还原剂和氧化剂反应的荧光性质及相互作用的机理。实验表明,BSA能够感受环境的氧化还原状态,并通过p-DASPMI-BSA嵌合体探针的荧光变化来反映。在不同的氧化还原状态下,还原剂能使得探针的荧光强度增强3倍左右,平均寿命从1. 47 ns增加到2. 12 ns。而氧化剂使整个样品的荧光淬灭,平均寿命从2. 15 ns减小到1. 47 ns。时间分辨荧光数据表明氧化剂和还原剂会引起BSA的结构变化,进而影响进入BSA的p-DASPMI分子的数量,并最终影响整个体系的荧光性质。这个探针对氧化还原的动态检测范围能达到45倍左右,在研究细胞内大动态范围的氧化还原成像方面具有较好的应用前景。     

基于FTIR分析猪场废水有机物分解过程中组成结构变化

猪场废水排放的环境污染问题日益受到重视,研究废水中有机物的组成结构变化将可为制订合理的污染防治措施提供科学依据。本研究通过设置不同规模化猪场废水的室内培养试验,在培养过程中定期采样,采用抽滤、冷冻干燥等方法获得可溶性有机物(DOM)固体样品;运用FTIR光谱仪采集样品的红外谱图,研究废水中DOM组成结构在有机分解过程中的变化。结果表明,不同猪场来源的废水中DOM具有类似的组成结构,且主要由蛋白质、脂质类、腐殖酸、多糖类和酚类等有机物组成。随着培养天数的增加,与脂质类、蛋白质和酚类等相关的官能团含量逐渐降低并趋于稳定,而与腐殖酸和多糖类相关的官能团显著增加直至平稳。与初始样品相比,培养20天后样品中DOM组成结构以腐殖酸和多糖类为主,表明DOM的腐殖化程度有所提高。此外,与纤维素分子内氢键缔合的羟基(OH)相比,纤维素分子间氢键缔合的羟基降解速率相对更快,而以前者对微生物的降解更为敏感。废水中DOM以酚羟基C—O的降解速率更快,随后是芳香族COOH、糖类C—O和酰胺羰基CO,而糖类C—O倾向于优先被微生物所利用。综上所述,废水中不同的DOM组成结构在有机降解过程中的变化存在一定差异。     

Transient optical modulation properties in the terahertz metamaterial of split ring resonators

The ultrafast optical modulation properties of split ring resonators are characterized by utilizing optical pump-terahertz probe spectroscopy.The experimental results show that when the terahertz electric vector is perpendicular to the gap of the split ring resonator,resonant absorption can be quenched significantly under high pump excitation.However,when the terahertz electric vector is parallel to the gap,the resonant absorption is less sensitive to pump excitation due to the structural properties of the metamaterial.Our numerical simulations also demonstrate that the pump pulse significantly influences the split ring resonator current by generating carriers in the substrate.     

可见光响应型ZnO/Bi2O3复相光催化剂的制备及其性能研究

以Zn(Ac) 2·2H2O和Bi( NO3)3·5H2O为主要原料,采用溶胶-凝胶法成功制备了可见光响应型的高效复相ZnO/Bi2O3催化剂.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品进行了表征,并以甲基橙为目标污染物,测试样品的光催化性能,研究了初始合成条件、光源等对样品光催化性能的影响.实验结果表明:在nZn∶nBi为1∶1,浓度为0.05 mol/L条件下制得的凝胶,经600℃煅烧2h后,样品呈现六方纤锌矿结构的氧化锌晶相并伴有单斜α-Bi2O3、三斜ω-Bi2O3晶相.在16 W紫外灯、500W卤素灯照射下,2.5h后,甲基橙的脱色率为95.73;,68.36;,而经太阳光照射2.5h,甲基橙的脱色率分别为53.8;,但将其继续置于阳台上24h,脱色率可达97.6;.在16 W紫外灯的辐照下,样品重复使用6次,甲基橙的脱色率仍在90;以上,表明催化剂具有较高的重复使用率.     

二氧化碳压后焖井过程中含弱面致密砂岩断裂特征

二氧化碳(CO2)压后焖井是致密砂岩储层补充地层能量的一种关键技术,同时也能使得已有裂缝发生扩展。致密砂岩储层中,弱面(如层理、天然裂缝)广泛分布,CO2可与砂岩发生物理、化学反应,进而影响储层稳定性及裂缝的复杂程度。本文以鄂尔多斯盆地含3种角度(0°,45°和90°)弱面性层理的致密砂岩为实验材料探究CO2对弱面性层理试件断裂特征的影响。首先,将试件分为两组,一组采用超临界CO2(SC-CO2)饱和30天,另一组仅置于大气条件下不做处理;随后通过三点弯实验测试相应试件的断裂韧性,并结合声发射技术监测试件断裂过程中声发射信号的演化规律。研究表明：CO2作用使得含弱面性层理致密砂岩试件的断裂韧性降低约40%;CO2作用使得试件初始损伤阶段提前,损伤扩展阶段持续时间增长;最后作者从细观损伤力学的角度揭示了CO2影响含弱面性层理致密砂岩断裂韧性及裂缝扩展规律的作用机理。本研究以期提高含弱面性层理的致密砂岩储层在CO2压后焖井过程中岩石断裂行为的认识。