第26届全国中学生物理竞赛中的科学探究问题

  没有探究,就没有科学。科学探究,是指科学家在研究自然界的科学规律时所进行的科学研究活动。20世纪80年代后,我国和一些发达国家将科学探究作为一种教学方法引入到教学过程中,让学生处于动态、开放、生动、多元的学习环境中,使学生通过类似科学家的探究过程理解科学概念和科学探究的本质,并培养科学探究能力,从而将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探索过程转化,使学生从被动接受知识向自主学习转化。重视科学探究是我国新一轮基础教育改革的核心。科学探究的形式是多种多样的,有提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等几个要素。科学探究既是物理课程的重要内容,又是重要教学方式;既是学生学习的学习目标,又是物理学习的重要方法。 随着新课程改革的不断推进,科学探究的理念日益深入人心。我们发现不仅在近几年的高考物理试题中出现了大量的科学探究问题,而且物理竞赛也用越来越多的试题彰显科学探究的理念。     

火焰原子吸收光谱法测定环境样品中生物可利用镉

采用火焰原子吸收光谱法,结合3步连续萃取,测定了环境样品中的生物可利用镉的含量,该方法的检出限为0.029mg/L,加标回收率94.0%-103.2%,相对标准偏差(RSD)3.9%-4.9%,测定结果准确可靠.     

High entanglement generation and high fidelity quantum state transfer in a non-Markovian environment

This paper analyses a system of two independent qubits off-resonantly coupled to a common non-Markovian reservoir at zero temperature. Compared with the results in Markovian reservoirs, we find that much higher values of entanglement can be obtained for an initially factorized state of the two-qubit system. The maximal value of the entanglement increases as the detuning grows. Moreover, the entanglement induced by non-Markovian environments is more robust against the asymmetrical couplings between the two qubits and the reservoir. Based on this system, we also show that quantum state transfer can be implemented for arbitrary input states with high fidelity in the non-Markovian regime rather than the Markovian case in which only some particular input states can be successfully transferred.     

地铁车辆段咽喉区上盖建筑振动影响

城区地铁车辆段进行上盖物业开发可节约、集约利用地铁用地,缓解城市土地资源稀缺问题。地铁车辆段特别是其咽喉区振动是上盖物业开发的环境制约因素。为研究地铁车辆段咽喉区对上盖建筑的振动影响,建立轨道-地基土-上盖建筑三维有限元模型,采用等效荷载法,将实地采样的钢轨铅垂向振动加速度转化为列车钢轨铅垂向振动线荷载,作用于轨道上。在结合实测数据验证模型合理性的基础上,定量研究上盖平台厚度和离地高度、上盖建筑层数和结构等因素对室内环境振动(铅垂向Z振级VL_Zmax)的影响。结果表明,地铁车辆段咽喉区对高层建筑的振动影响整体大于多层建筑;由于振动波在屋顶自由端发生反射并与入射波叠加,导致不同楼层楼板中央VL_Zmax随楼层升高略有增加;框架结构建筑室内VL_Zmax大于剪力墙结构;增加上盖平台厚度可减小建筑室内VL_Zmax;上盖建筑室内VL_Zmax随上盖平台离地高度增加而增加(即随建筑楼层绝对离地高度增加而增大)。研究结果可为地铁车辆段上盖物业开发振动污染防治提供理论和工程技术依据。     

环境扫描电镜及其应用

叙述了环境扫描电镜（ＥＳＥＭ）的成像原理———电子信号气体放大原理及其与常规扫描电镜（ＳＥＭ）的区别，介绍了我国第一台带高温台的ＥＳＥＭ．综述了近年来国外学者应用ＥＳＥＭ开展的一些研究工作．介绍了中国科学院化工冶金研究所应用ＫＹＫＹ１５００型ＥＳＥＭ对金属表面氧化反应中晶须／晶粒生长过程的研究     

Night vision dense crowd counting based on mid-term fusion of thermal imaging features北大核心CSCD

为了提高人群计数模型对尺度和光噪声的鲁棒性,设计了一种多模态图像融合网络。提出了一种针对夜间人群统计模型,并设计了一个子网络Rgb-T-net,网络融合了热成像特征和可见光图像的特征,增强了网络对热成像和夜间人群特征的判断能力。模型采用自适应高斯核对密度图进行回归,在Rgb-T-CC数据集上完成了夜视训练和测试。经验证网络平均绝对误差为18.16,均方误差为32.14,目标检测召回率为97.65%,计数性能和检测表现优于当前最先进的双峰融合方法。实验结果表明,所提出的多模态特征融合网络能够解决夜视环境下的计数与检测问题,消融实验进一步证明了融合模型各部分参数的有效性。     

荧光分光光度法定量分析OP乳化剂

通过对OP(聚乙二醇辛基苯基醚)乳化剂的荧光光谱研究,发现其在304nm处产生较强的荧光.在pH 5.5的B-R缓冲溶液中,OP乳化剂的荧光强度与其浓度在一定范围内呈良好的线性关系,据此建立了一种新的高灵敏度的测定方法.在0.1-50.0μg/mL的浓度范围内,测定波长λex/λem=226nm/304nm的回归方程为:F=22.12C+9.825(C:μg/mL,r=0.9995),检出限为0.068μg/mL;测定波长λex/λem=276nm/304nm的回归方程为:F=90.08C-10.12 (C:μg/mL,r=0.9999),检出限为0.053μg/mL.采用此两组测定波长对同组样品进行测定,样品回收率均在96.5％以上,对测定结果进行F检验和t检验分析,得出两组数据之间无显著性差异.方法灵敏度高,抗干扰能力较强,可用于测定较复杂环境样品中微量OP乳化剂含量.     

典型卫星轨道辐射环境及在轨软错误率预计模型分析

使用最新版本的Space Radiation 7.0软件对典型卫星轨道(包括地球同步轨道、中地轨道和低地轨道)的空间辐射环境进行提取和计算,分析不同空间天气和屏蔽条件下的轨道离子通量-能量谱和通量-线性能量沉积(LET)谱特点。以一款SOI SRAM为例,结合地面加速器重离子试验获得的单粒子翻转截面-LET值关系曲线,预计该器件的在轨软错误率(SER),并分析关键参数对预计结果的影响规律和内在机理。结果表明,使用Space Radiation软件的四种输入模式获得的预计结果可相差5倍左右;灵敏区厚度的增大导致在轨SER降低数个数量级,原因为灵敏区厚度的设置与灵敏区平均投影面积和符合条件的空间离子通量的大小直接相关;漏斗长度的大小对预计结果有一定的影响。最后,对SER预计模型的适用性和发展趋势进行了讨论。     

数字金融对绿色全要素生产率的影响研究

为探寻数字金融对绿色全要素生产率的影响及作用机制,基于2011—2019年280个城市的面板数据,采用面板数据模型、工具变量法和中介效应模型等进行实证分析。研究结果表明,数字金融发展有效提升了绿色全要素生产率,并对其产生长期的滞后性正向影响;优化要素配置和促进技术创新是数字金融提升绿色全要素生产率的重要中介。     

为科技人员深入基层服务企业营造良好环境

日前，科技部等国家七部委联合召开全国科技人员服务企业视频工作会议，共同制订了《关于动员广大科技人员服务企业的意见》，合力组织实施科技人员服务企业行动。这既是当前应对国际金融危机的需要，也是解决产学研合作问题、推动科技成果转化为现实生产力的长期举措，具有重大战略意义。