一本能够体现“现代化”的教材——谈使用清华版《大学物理学》的体会

大学物理教学改革的一个重要方面是使教学内容“现代化”，精讲经典、加强近代、用新的知识体系组织教学内容、基础物理知识的讲授和在高新技术中的应用相结合能够使大学物理学充满活力地面向21世纪。举例介绍了清华版《大学物理学》教学内容方面的特点及使用中的一点体会。     

试验优化设计Er3+-Yb3+共掺杂Gd2Ti2O7上转换发光特性

采用溶胶-凝胶（Sol-gel）法制备了Er³⁺-Yb³⁺共掺杂Gd₂Ti₂O₇纳米晶粉末,通过试验优化设计的理论建立了Er³⁺-Yb³⁺掺杂浓度与发光强度的回归方程,利用遗传算法优化计算出方程的最优解Er³⁺、Yb³⁺掺杂浓度分别为5.60%（物质的量分数）和13.43%。Er³⁺-Yb³⁺共掺杂Gd₂Ti₂O₇纳米晶粉末为单一面心立方Gd₂Ti₂O₇相结构,随Yb³⁺共掺杂浓度增加,X射线衍射峰逐渐向高角偏移。在976 nm激光激发下,Er³⁺-Yb³⁺共掺杂Gd₂Ti₂O₇获得了分别对应于Er³⁺的²H_11/2/⁴S_3/2→⁴I_15/2和⁴F_9/2→⁴I_15/2跃迁的绿色和红色上转换发光,且绿色和红色发光均为双光子吸收过程。研究了最优样品上转换发光与温度之间的关系,发现绿色上转换发光具有优良的温度传感特性,对红色上转换发光的温度猝灭进行了解释。     

试验优化设计GdTaO4:RE/Yb(RE=Tm,Er)荧光粉制备及上转换发光特性研究

为得到GdTaO₄:RE/Yb(RE=Tm, Er)系列最大特征发光强度的上转换荧光粉,通过试验优化设计建立了980 nm激光激发下荧光粉发光强度与其稀土掺杂浓度的回归方程,其中Tm³⁺/Yb³⁺样品结合均匀设计和二次通用旋转组合设计, Er³⁺/Yb³⁺样品则利用均匀设计和三次正交多项式回归设计分步寻优.检验并求解回归方程,分析浓度与发光强度关系,结果表明RE³⁺(RE=Tm, Er)和Yb³⁺浓度变化均对发光强度影响显著,且在试验空间中存在光强极值点.同条件下再次通过高温固相法制备最优发光样品.分析最优样品X射线衍射(XRD)图谱,结果表明样品均为纯相, Li+助熔剂掺杂会抑制反应杂相的产生,稀土的掺入使衍射峰向高角度偏移,且不改变峰形.分析激发功率与发光强度的关系,结果表明Tm³⁺/Yb³⁺共掺的蓝光发射为三光子过程, Er³⁺/Yb³⁺共掺...     

动量守恒定律实验的改进

验证动量守恒定律是高校普物实验中的一个传统实验．目前国内高校做这个实验的结果中残留系统误差较大,碰撞前后动量之比Ｃ显著小于１,要想解决这个问题有两条途径：１）补正系统误差;２）减小系统误差．此实验主要系统误差产生的原因：１）轨道不平;２）轨道与滑块之间的阻尼引入的外力．现在实验室一般在使用一个数字毫秒计做此实验,为了顺序测出碰撞前后两滑块的三个速度（其中第二个滑块的初速度为零）,光电门要放置在两侧稍远处．因此光电门距碰撞点就不能很近．路程越长,产生的误差也就越大．利用单片机改进之后的ｍｓ计可以将…     

重复测量次数的讨论

本从三个观点出发,综合讨论了重复测量的次数。     

实验优化设计Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)的合成及长余辉特性

为了得到最长有效余辉时间的Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉,应用二次通用旋转组合设计对实验进行全程优化,建立了稀土离子掺杂浓度Eu~(2+),Dy~(3+)和有效余辉时间的二元二次回归方程模型,应用遗传算法计算得到有效余辉时间的理论最大值.采用高温固相法合成了最优掺杂浓度Sr_2MgSi_2O_7:0.5mol%Eu~(2+),1.0mol%Dy~(3+)的荧光粉,在370nm激发下观察到了465nm的特征发射,这归因于Eu~(2+)的4f65d1—4f7跃迁.测量了最优荧光粉的热释发光特性,计算得到了陷阱深度为0.688eV,讨论了长余辉发光的特性.     

Nanoscale Thermal Response in ZnO Varistors by Atomic Force Microscopy

We report the application of customer-built scanning thermal microscopy （SThM） based on a commercial atomic force microscope to investigate local thermal inhomogeneity of ZnO varistors. The so-called 3ω method, generally used for measuring macroscale thermal conductivity, is set up and integrated with an atomic force microscope to probe the nanoseale thermal property. Remarkably, thermal contrasts of ZnO varistors are firstly imaged by the SThM, indicating the uniform distribution of spinel phases at triple points. The frequency-dependent thermal signal of ZnO varistors is also studied to present quantitative evaluation of local thermal conductivity of the sample.     

腔中捕获原子团间的纠缠态

利用单模腔场与捕获原子团的相互作用,提出原子团之间最大纠缠态的制备方案.数值上给出原子团间的纠缠度随白噪声强度的变化关系.计算出系统的热纠缠及其存在的临界温度.     

980nm激光激发下Er3+和Yb3+共掺杂氟氧玻璃的上转换发光

制备了一种新型的上转换发光材料,它不仅具有较高的上转换发光效率,而且还避免了氟化物基质的缺点。其组分为58.52%PbF₂-34.43% GeO₂-3% Al₂O₃-0.05% Er₂O₃-4%Yb₂O₃,其中GeO₂为玻璃形成体氧化物,PbF₂和Al₂O₃为调整剂,以共掺杂Er³⁺和Yb³⁺离子为上转换研究的对象。测量了该玻璃系统在980nm半导体激光器激发下的上转换发光光谱,观察到很强的658nm的红光和548,526nm的绿光,而且红光的发射强度远远强于绿光。通过对上转换发光强度与激发强度关系曲线的拟合,表明此材料的绿光发射和红光发射都为双光子过程。研究了激发光的工作电流与上转换荧光强度的关系,讨论了其上转换发光特性。     

Entanglement Distillation for Mixed States Using Particle Statistics

We extend the idea of entanglement concentration protocol for pure states （Phys. Rev. Lett. 88, 187903） to the case of entanglement distillation for mixed states. The scheme works only with particle statistics and local operations, without the need of any other interactions. We show that the maximally entangled state can be distilled out when the initial state is pure, otherwise the entanglement distilled depends on the off-diagonal element of density matrix of the initial state. Because of the requirement for density matrix, the entanglement distilled is always less than one, and this result is the same for both fermionic and bosonic particles. The distillation efficiency is a product of the diagonal elements of the initial state, it takes the maximum 50%, the same as that in the case for pure states.We extend the idea of entanglement concentration protocol for pure states （Phys. Rev. Lett. 88, 187903） to the case of entanglement distillation for mixed states. The scheme works only with particle statistics and local operations, without the need of any other interactions. We show that the maximally entangled state can be distilled out when the initial state is pure, otherwise the entanglement distilled depends on the off-dlagonal element of density matrix of the initial state. Because of the requirement for density matrix, the entanglement distilled is always less than one, and this result is the same for both fermionic and bosonic particles. The distillation effciency is a product of the diagonal elements of the initial state, it takes the maximum 50%, the same as that in the case for pure states.