诺贝尔物理学奖百年回顾

 （续前）１９６１年霍夫斯塔特（ＲｏｂｅｒｔＨｏｆｓｔａｄｔｅｒ,１９１５-１９９０）因开创电子与原子核散射方面的研究并运用这种方法获得了有关原子核结构的概貌,穆斯堡尔（ＲｕｄｏｌｆＬｕｄｗｉｇＭｏｓｓｂａｕｅｒ,１９２９一）因研究ｙ辐射的共振吸收并发现了以他的名字命名的穆斯堡尔效应,共同分享了１９６１年度诺贝尔物理学奖。从１９５０年开始,霍夫斯塔特就利用斯坦福大学直线加速器提供的高能电子轰击金、铅、铝和被等原子核靶,然后按照电子的能量以及它们偏离入射方向的角度把电子进行分类,从而描绘出核内核子电荷分布的图像,进而得到原子核结构的概貌。     

Vaidya-Bonner黑洞的费米子隧穿

运用费米子隧穿的理论,对Vaidya-Bonner黑洞的费米子Hawking辐射进行研究.使用随动坐标变换,并假设γ^μ矩阵的一个合理形式,从而得到了Vaidya-Bonner黑洞的自旋为1/2的粒子的隧穿辐射行为. 关键词： Vaidya-Bonner黑洞 Dirac方程 Hawking辐射 费米子隧穿     

采用正方元胞的Ising模型实空间重正化群解

在二维正方形晶格上,将元胞取为4格点正方形,采用3种不同的规则定义块自旋状态,进行了重正化群计算,得出了更为精确的结果;解决了元胞内格点数为偶数的重正化群计算问题.     

光学薄膜椭圆偏振数据反演的优化算法

运用C++语言通过变步长循环的优化算法开发数据处理程序,利用2组数据确定了多周期真实厚度.通过计算SiO2和ZrO薄膜的折射率和单周期及多周期厚度,并与其他方法的计算结果进行对比分析,发现此方法计算结果可以达到较高的精度.对于有吸收的薄膜,利用量子力学原理计算粒子出现在某一点的概率,通过蒙特卡罗模拟的方式来测量粒子的位置,从而对粒子进行刷新.通过基于量子行为粒子群优化和模拟退火的混合算法设计的程序进行计算,可很快跳出局部极小收敛达到全局最优点,在保证精度的同时达到较快的收敛速度.     

PSO-LSSVM对LIBS定量分析精度的提高

针对土壤定量分析受基体效应影响大,LIBS定量分析精度不佳等问题,采用粒子群算法对LSSVM进行优化,提高模型的精确度。选取Pb Ⅰ 405.78 nm和Cr Ⅰ 425.44 nm作为分析谱线进行分析。采集十二个不同浓度样品的特征光谱,每个浓度样品在不同点采集20组数据,将其中17组数据设为训练集,3组数据设为预测集,用LSSVM和PSO-LSSVM两种方法建立定标模型。对比两种模型的拟合相关系数（R2）、训练集均方根误差（RMSEC）和预测集均方根误差(RMSEP)。由于自吸收效应的影响,随着浓度的增加,预测值逐渐低于实际值,LSSVM定标模型的拟合程度较低,无法达到实验要求,模型性能有待提高。利用粒子群算法对LSSVM的模型参数惩罚系数和核函数参数进行优化,得到最佳的参数组合,Pb元素为(8 096.8, 138.865 7),Cr元素为(4 908.6, 393.563 5),用最佳的参数组合构建LSSVM的定标模型。相比于LSSVM,PSO-LSSVM定标模型的精确度更高,Pb和Cr元素的R2提高到了0.982 8和0.985 0,拟合效果明显提升。Pb和Cr元素的训练集均方根误差由0.026 0 Wt%和0.027 2 Wt%下降到0.022 4 Wt%和0.019 1 Wt%,预测集均方根误差由0.101 8 Wt%和0.078 8 Wt% 下降到0.045 8 Wt%和0.042 0 Wt%,模型的稳定性进一步提高。说明PSO-LSSVM算法能够更好地降低土壤基体效应和自吸收效应带来的影响,提高分析结果的精确度与稳定性。     

基于TDLAS技术的CH4气体检测与温度补偿方法

CH₄气体的精准检测对防止矿井瓦斯爆炸,确保安全生产至关重要。目前基于可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）存在因温度变化导致气体浓度测量误差较大。探究了基于TDLAS的CH₄气体检测系统与温度补偿方法,分析温度对CH₄气体吸收谱线的影响,通过算法补偿模型消除环境温度对CH₄气体检测的影响。依据TDLAS技术原理及相关理论,对系统发射单元、吸收池、信号接收单元、数据处理单元进行设计,搭建了基于TDLAS技术的CH₄气体浓度检测系统,实验检测了不同环境温度（10~50 ℃）时0.04%CH₄气体浓度,分析温度变化对CH₄气体在波长为1.653 μm处吸收谱线强度和半宽度的影响。为消除温度对CH₄气体检测的影响并提高补偿效果,采用粒子群优化算法（PSO）优化BP神经网络（BPNN）的最佳权值和阈值,建立CH₄气体的PSO-BP温度补偿模型,克服了BP神经网络收敛速度慢、易陷入局部最优的缺点。结果表明：（1）基于TDLAS的CH₄气体检测浓度随环境温度升高而下降,整个实验温度内相对误差范围为4.25%~12.13%,不同环境温度下CH₄气体检测浓度与温度之间的关系可用一元三次多项式表示;（2）CH₄气体的吸收强度和半宽度随着温度的升高而下降,与温度变化之间的关系为单调递减函数,温度对CH₄气体吸收谱线强度的相对变化率大于吸收谱线半宽度的相对变化率,CH₄气体吸收谱线的强度更容易受温度变化的影响;（3）BP神经网络和PSO-BP模型测试样本的绝对平均误差（MAE）分别为12.88%和1.81%,平均绝对百分比误差（MAPE）分别为2.3%和0.3%,均方根误差（RMSE）分别为15.96%和2.69%,相关系数R2分别为0.980 6和0.999 6。通过建立PSO-BP温度补偿模型,补偿效果大部分分布在±1.0%的误差范围内,MAE,MAPE,RMSE和R2等评价指标均大幅度提升,对提高TDLAS技术在矿井CH₄的精准检测具有一定的参考意义。     

基于灰阶靶标的光学遥感器绝对辐射定标及反射率反演验证

光学遥感器在轨绝对辐射定标精度决定着定量化应用的广度和深度,反射率法、辐照度法以及辐亮度法等基于大面积均匀场的在轨替代定标发挥着重要作用,但由于存在场地数量有限、定标频次低、场地反射率低以及单点定标无法实现全动态范围定标的问题,定标精度限制在5％～8％之间.光学遥感器空间分辨率的提高,使得基于光谱平坦性好、朗伯性好的灰...     

细颗粒湍流聚并的分区法群平衡模拟

通过聚并促进细颗粒(PM2.5)特别是亚微米颗粒(PM1.0)团聚长大或被大颗粒捕集,是提高其脱除效率的有效方法之一.本文采用分区法对燃煤电厂尾部烟气中飞灰的聚并进行了群平衡模拟研究.利用圆柱阵列实现的湍流聚并装置,圆柱横向间距为4倍直径时,纵向间距宜在圆柱直径的15～30倍之间,在工程上较为可行的条件下,对于PM1....     

基于MODIS数据的卫星辐射特性研究

本文提出了一种结合MODIS数据产品和MODTRAN模型的典型地形条件空间目标红外辐射特性计算方法.考虑了地形条件和大气环境对空间目标的红外辐射特性影响,应用MODIS 3级陆地,海洋,冰雪圈数据产品得到全球温度分布,地形特征分布,将温度及地形条件代入MODTRAN计算得到地表-目标的辐亮度,进而计算目标的外热流以及表...