Effects of clouds, sea surface temperature, and its diurnal variation on precipitation efficiency

The effects of clouds, sea surface temperature, and its diurnal variation on precipitation efficiency are investigated using grid-scale data from nine equilibrium sensitivity cloud-resolving model experiments driven without large-scale vertical velocity. The precipitation efficiencies are respectively defined in surface rainfall, cloud, and rain microphysical budgets. We mathematically and physically demonstrate the relationship between these precipitation efficiencies. The 2℃ increases in spatiotemporal invariant sea surface temperature (SST) from 27℃ to 29℃ and from 29℃ to 31℃, and the inclusion of diurnal SST difference 1℃ and the 1℃ increase in diurnal SST difference generate opposite changes in the precipitation efficiency by changing ice cloud-radiation interactions. The radiative and microphysical processes of ice clouds have opposite effects on the precipitation efficiency because of the rainfall increase associated with the reduction in the saturation mixing ratio caused by the exclusion of radiative effects and the decrease in rainfall related to the reduction in net condensation caused by the exclusion of deposition processes. The radiative effects of water clouds on the precipitation efficiency are statistically insensitive to the radiative effects of ice clouds.     

碳纳米管应变传感测量与偏振拉曼控制方法研究

面向微尺度平面变形的精细测量对碳纳米管应变传感测量方法进行了理论与实验研究。利用碳纳米管的拉曼应变敏感性及其偏振选择性,针对各种典型的拉曼光谱系统偏振构型,推导建立了适于各种偏振拉曼构型的碳纳米管平面应变传感解析关系式。从测量学角度出发,对不同偏振构型下的应变传感进行了对比分析,得出入射与散射光偏振方向皆能够连续控制且始终保持平行的双偏协同构型最适合于平面应变传感,并进一步提出易于实现的双偏协同构型光路配置方式与控制方法。通过实验应用证明,所提出的方法能够有效的实现基于偏振拉曼的碳纳米管平面应变传感测量。     

Multipacting analysis in micro-pulse electron gun

Modeling multipacting to steady state saturation is of interest in determining the performance of the micro-pulse electron gun. In this paper, a novel method is proposed to calculate the multipacting resonance param- eters for the gun. This method works well, and the 2-D simulation results suggest that steady state saturation can be achieved in the gun. After saturation the transition from two-surface multipacting to single-surface multipacting occurred, and an extensive range of electron emission time is a suggested way to avoid this kind of transition.     

利用微腔调节铕配合物实现多色电致发光

制备了以TCTA和CBP为空穴传输层、Eu(DBM)3Bath为发光层、TPBI为电子传输层的有机多层薄膜微腔电致发光器件。通过光学微腔来改变Eu(DBM)3Bath不同能级之间的跃迁速率,从而实现了Eu3+的5D0→7 F0(580 nm)、5 D0→7 F2(612 nm)以及5 D0→7 F3(652 nm)的多色电致发光。其中,发光主峰在5 D0→7 F2(612 nm)的微腔OLED最大电流效率超过20 cd/A,最大亮度超过1 300 cd/m2。     

微乳液-水热结合法制备光色可调的α-NaYF4:Yb,Er,Tm纳米材料

采用微乳液-水热结合法制备了NaYF4:Yb3+,Er3+,Tm3+纳米粒子,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对样品的物相、结构和形貌进行了分析与表征。产物的X射线衍射峰与标准卡片PDF#77-2042完全一致,属于立方相NaYF4;SEM图片显示所制备的纳米粒子形貌和粒径都比较均一,为120nm左右的棉花状小球,由纳米微粒聚集而成;在980nm光的激发下,纳米粒子能够同时发出蓝光(438和486nm)、绿光(523和539nm)和红光(650nm);通过调节Tm3+:Er3+的比例(0,0.5,0.8,1,2,3,5,7),由色度坐标图(CIE)可以看出当Tm3+和Er3+的比例从0增加到2时,样品的整体发光光色是向绿光方向移动;当Tm3+和Er3+的比例为1:1时,得到伪白光;Tm3+和Er3+的比例从2到7时,样品整体的发光向红光方向移动。     

基于石英增强光声光谱的HCl痕量气体高灵敏度探测研究

HCl是一种有毒有害气体,对其高灵敏度探测具有非常重要的意义,然而到目前为止,采用激光光谱的手段对其探测的研究报道很少。石英增强光声光谱(QEPAS)是近年来发展起来的一种痕量气体探测技术,具有系统体积小、价格低廉、探测灵敏度高等优点。以5 000 ppm HCl∶N₂混合气作为待测目标,采用输出波长为1 742.38 nm的分布反馈连续波单纵模半导体激光器,开展对基于QEPAS技术的HCl高灵敏度探测研究。为了提高信噪比和简化数据处理过程,QEPAS传感器系统采用波长调制和2次谐波探测技术。研究中,首先对声波探测系统中微共振腔强声波增强特性进行了讨论,选择了“共轴”形式的声波微共振腔,并对其尺寸进行了优化,选择的微共振管长度为4 mm、内径为0.5 mm。实验中研究了激光波长调制深度对QEPAS系统产生的信号幅度的影响,当QEPAS系统积分时间为1 s、激光波长调制深度为0.23 cm-1时,获得了815 ppb的优异检测极限,归一化噪声等效吸收系数为7.41×10-9 cm-1·W·Hz-1/2。在后续的实验中,可在待测HCl气体中加入水汽分子,提高HCl分子的热弛豫速率,进一步提高HCl-QEPAS传感器系统的信号强度。     

基于QEPAS技术的乙炔微量气体高灵敏度检测研究

石英增强光声光谱(QEPAS)是近年来发展起来的一种痕量气体探测技术,具有系统体积小、价格低廉、探测灵敏度高等优点。乙炔(C₂H₂)是一种化学性质活泼的有毒气体,对它进行高灵敏度检测在变压器故障诊断、环境监测等领域有着重要的意义,基于此,采用QEPAS技术对C₂H₂微量气体展开高灵敏度检测研究。采用输出波长为1.53 μm的连续波分布反馈半导体激光器作为激发光源。为了提高信噪比和简化数据处理过程,QEPAS传感器系统采用波长调制和2次谐波探测技术。为了提高QEPAS系统信号幅值,相比于常见的共振频率为32.768 kHz的石英音叉,采用了共振频率较低的30.72 kHz石英音叉作为声波传导器,同时还优化了石英音叉与激光束的空间位置、激光波长调制深度,并添加了声波微共振腔,选择的微共振腔长度为4 mm、内径为0.5 mm,最终获得了2.7 ppm的优异检测极限,归一化噪声等效吸收系数为1.3×10-8 cm-1·W·Hz-1/2。     

0.73～1.7μm超宽带微纳光纤波导全光调制器

提出了单层石墨烯包裹双锥形微纳光纤复合波导结构,构建了730~1 700nm超宽带微纳光纤波导全光调制器。通过火焰拉锥法将一根标准的通信单模光纤拉成具有双锥形的微纳光纤,在保证通光率的前提下可以极大的提升微纳光纤处的倏逝波与物质的相互作用。利用石墨烯的"超级特征",即单原子层厚度、线性色散的能带结构、超强的载流子带间跃迁及极短的弛豫时间和超宽带光与物质相互作用等,将单层石墨烯作为可饱和吸收体,包裹在双锥形微纳光纤波导的锥体上,以增强该复合波导表面倏逝波与石墨烯的相互作用。静态和动态全光调制实验中采用传统808nm低功率LD作为泵浦光,对谱宽为480~1 700nm的超连续谱探测光实现了光光调制,其泵浦光功率低于50mW,调制深度大于5.7dB,调制速率达到~4kHz。该微纳光纤波导全光调制器,在保证调制深度的情况下,用更低的泵浦功率实现了超宽带的全光调制,以简单、有效、廉价的方式兼容了当前高速光纤通信网络,打开了一扇未来对微纳超快光信号处理的大门。     

应用思维导图优化物理微课设计

应用思维导图设计微课利于学生养成科学思维品质, 并可为开放式微学习提供保障. 依据不同课型选 择不同形式思维导图设计微课, 可使微学习达到事半功倍的效果     

微课在大学物理教学中的应用探究

微课作为一种新的教学方式, 以其短而精的特征, 迎合了时代要求, 正逐渐在教育领域兴起. 本文从微 课的概念和特征入手, 结合大学物理的课程特点, 首先分析开展大学物理微课教学必要性, 其次指出微课教学的优 点及可行性, 进而探究基于微课的大学物理教学思路, 与翻转课堂相结合, 进一步创新教学模式, 最后, 以“ 等倾干 涉”一节为例, 介绍如何将微课应用于翻转课堂, 与传统教学模式相结合进行大学物理课堂教学