基于MSISE-90研究高海拔宇宙线观测站处的大气深度廓线模型

高海拔宇宙线观测站(LHAASO)位于四川省稻城县海子山,它的广角切伦科夫望远镜阵(WFCTA)主要是通过观测广延大气簇射过程中产生的切伦科夫光信号对宇宙线进行研究.WFCTA的标定、模拟和重建都和大气深度有关,目前使用的大气深度模型是美国标准大气深度廓线模型.本研究中将美国标准大气深度廓线模型与卫星TIMED搭载的红外辐射计SABER记录到的LHAASO处14-50 km处的大气深度廓线进行比较,同时也与LHAASO处地面气象站记录的大气深度进行比较,美国标准大气模型的大气深度均偏小.MSISE-90大气模型描述了地球大气中从地面到热层的中性温度和密度,进一步研究发现MSISE-90大气模型与TIMED/SABER和LHAASO处地面标准气象站记录的大气深度的一致性较好.根据MSISE-90大气模型计算得到LHAASO处的大气深度均值廓线在1月最低,其次是2月、3月、4月、11月和12月,这也是WFCTA运行的最佳观测月份.4月份的大气边界层最高,其大气深度存在约2%的日变化.利用美国标准大气模型的函数形式,拟合每月的4.4-100 km处的大气深度廓线,得到了LHAASO处的每月的大气深度廓线模型,并比较了30°天顶角入射的100 TeV的宇宙线质子在MSISE-90大气模型和美国标准大气模型中产生的切伦科夫光的横分布的差异,二者最大差异约可以达到20%.

青藏高原东坡大气边界层高度变化观测研究

利用2021年2—5月和8—11月青藏高原东坡高海拔宇宙线观测站(Large High Altitude Air Shower Observatory,LHAASO)多通道微波辐射计观测的高时空分辨率温度廓线数据,并结合2021年ERA5再分析资料,分析大气边界层高度(Atmospheric Boundary Layer Height,ABLH)的日、月和季平均日变化规律。结果表明:(1)晴朗天气的ABLH具有明显的波峰波谷变化,日出后地表温度升高,ABLH也随之持续升高,最大值通常出现在午后,至18时左右迅速降低,日落之后降至最低。(2)一年之中,4月平均ABLH最大,约为1200 m,11月只有600 m。ABLH白天波动大,夜晚稳定,平均降至400 m左右。基于ERA5再分析资料反演的ABLH整体结果偏小,但具有与微波辐射计一致的变化趋势。(3)ABLH最大值出现在春季,夏季和秋季次之,冬季最小,且均在14:00—15:00达到峰值。

LHAASO-WFCTA激光能量测量系统的性能研究

高海拔宇宙线观测站(Large High Altitude Air Shower Observatory,LHAASO)位于四川省稻城县海子山,平均海拔4410 m。激光标定系统是LHAASO的广角切伦科夫望远镜阵列(Wide Field-of-view Cherenkov Telescope Array,WFCTA)的组成部分之一,用于标定广角切伦科夫望远镜阵列接收的光子数的绝对增益。激光标定系统中的激光能量测量系统由能量探头(Energy sensor)、能量计(Energy meter)和温控系统3部分组成,主要用于精确测量发射向广角切伦科夫望远镜阵列视场内的脉冲激光束的能量。主要对能量探头进行了相对标定和性能研究,并设计开发了保温系统来保证能量探头在环境恶劣的高海拔地区正常工作。通过能量探头之间的相对标定,可以提高激光能量测量的准确性。能量探头的性能测试结果表明,在以能量探头中心为圆心、直径为8 mm的圆形区域内,其不均匀度小于1.5%。激光束的入射角对能量探头测量激光脉冲能量几乎没有影响,但是垂直入射时能量探头反射的激光会损坏激光器,因此需要避免激光束垂直入射能量探头。此外,能量探头具有较强的温度效应。因此,独立开发了保温系统来保证能量探头的正常工作,以满足实验的要求。这些研究工作是激光标定系统进行正常工作和运行的基础。

基于地面粒子探测器阵列的一种新芯位重建方法

芯位重建是地面宇宙线探测实验开展物理分析的前提和基础。基于广延大气簇射(Extensive Air Shower,EAS)的对称性,结合探测器的特征,提出一种新的芯位重建算法——椭圆拟合法,用于模拟数据的芯位重建并与重心法对比。对于能量大于1 TeV的芯内宇宙线质子事例,芯位分辨率小于5 m,明显优于重心法;对于临近阵列边界20 m范围内能量大于1 TeV的事例,芯位分辨率小于10 m,与传统方法相比有显著优势。由于该方法能够在保证精度的前提下重建边沿事例和部分芯外事例,极大地增大了事例利用率,对于1~10 PeV质子事例的探测器阵列面积利用率比重心法增大1倍左右。

实验教学发展性评价指标体系的构建

根据目前高等院校实验教学评价的现状,倡导在实验教学中坚持"以学生发展为本"的评价观,提出了有利于学生终身技能的培养与终身的可持续发展的评价思路,并在理科实验教学评价实践的基础上,构建了以学生为本的发展性实验教学评价指标体系。

贷款工作的管理与实践

描述了实验室贷款工作的具体做法和管理措施,提出了投资效益预测和运行后效益分析评价的设想。

“数学物理方法”的研究型教学

"数学物理方法"是物理类专业大学阶段的专业基础课,是后续专业课程"电动力学"、"电磁场与电磁波"、"信号与系统"等的基础课程。文章主要是在新的教育形式下对该课程的研究型教学进行探索,提出了基于研究型教学的MATLAB软件的使用与"准研究生"教育模式的尝试。教学实践表明,这种研究型教学取得了初步的成效。

基于AMS-01实验估算羊八井处原初宇宙线的流强和能谱

利用AlphaMagneticSpectrolneter（AMS）实验对近地空间不同地磁纬度处不同能量原初宇宙线微分能谱的观测，通过积分近似计算和拟合方法研究得出西藏羊八井地磁纬度处原初宇宙线质子动能在0．44-V4．31GeV，4．31-12．38GeV，12．38-199．06GeV臣i间内的积分流强与拟合能谱函数以及原初宇宙线氦核在刚度区间6．92—14．45GV，14．45-229．9GV的积分流强与拟合能谱函数，为近一步进行羊八井处本底宇宙线流强估算奠定了基础．

建立大学生创新性实验计划长效机制的实践与探索

大学生创新性实验计划尚属新生事物,以建立实施该计划的长效机制为出发点,在构建管理机制、保障机制、交流平台以及发展机制等方面作了探索与实践,以保证该计划能长久开展下去,并得到可持续发展。

构建实验教学质量保障体系的实践与探索

结合该校在实验教学改革中取得的经验,介绍了构建实验教学质量保障体系的前提条件、关键环节和制度保障机制,并做了详细阐述。

以有力举措推进跨校区本科实验教学工作跨越式发展

针对跨校区实验教学工作面临的形势，在改革实验室管理体制、加强实验系列人力资源建设、优化实验教学体系以及充分发挥实验教学示范中心的辐射作用等方面作了移!极的实践和探索，并取得了良好的效果。

自主贷款建设实验室效益评价初探

就高校自主贷款建设实验室效益评价这一新课题,从评价的目的与重点、效益的保障和评价基本要素的选择等方面,结合管理实践进行了初步探讨,并为未来效益评价指标体系的建立提出了建议。

实验报告在多元化考核与评价中的功能

分析了目前高等院校实验教学中实验报告的功能,特别指出在实验教学中加强实验报告的批改对实践教学的多元化考核与评价具有重要意义,并以有机化学实验课程教学的实验报告批改为例详细介绍了经验与体会。

推进实验教学改革,提升实验教学质量

对改革实验室的管理体制、优化实验教学体系、优化实验成绩评定办法和建立实验教学质量监控体系等方面做了探析,并提出了提升实验教学内涵和质量的办法。

科学实施大学生创新性实验计划

从大学生创新性实验计划实施的关键环节入手,以有效实施该计划、科学合理评价计划项目为出发点,在宣传推广、立项准入、搭建研究平台、中期检查、经费管理、结题验收等方面作了积极的探索与实践,以保证该计划的有序开展、高效运行并得到可持续发展。

火焰原子吸收法间接测定水中硒

研究用火焰原子吸收分光光度法间接地测定水中痕量硒，与直接法测定硒比较，这种间接测定硒的方法有效地克服了直接法测定硒过程中的干扰偏差．用该方法测定水样中的硒，回收率为９６％～１０４％，检出限为 ０．０３８μｇ／ｍＬ，相对标准偏差为 ３．８％．

规范开放实验室管理,提高实验教学质量

随着实验教学体系的不断革新,综合性、设计性、研究性等较高层次的实验项目越来越多,开放实验窒在实验教学过程中所扮演的角色也就越来越重要。只有规范开放实验室的管理,实验教学的质量才能得到保证。结合我校的实际情况,从调动学生的主观能动性、提高教师的指导水平以及健全开放实验室的规章制度等方面提出了规范开放实验室的管理及提高实验教学质量的办法。

LHAASO-WFCTA中高灵敏度雨雪传感器的研制

高海拔宇宙线观测站(Large High Altitude Air Shower Observatory,LHAASO)位于四川省稻城县海子山,平均海拔4410 m,属于典型的高寒山地气候,天气变化迅速。广角切伦科夫望远镜阵列(Wide Field of view Cherenkov Telescope Array,WFCTA)是LHAASO三大观测阵列之一,需要在晴朗的夜晚工作。为保证望远镜的正常运行,需要时刻检测雨雪情况,保证广角切伦科夫望远镜阵列在雨雪天气时及时关闭。但由于气温过低,传统的雨雪传感器在站点不能正常工作,因此需要改进仪器增加加热装置。通过实验室研究完成了加热装置设计,并在现场进行了实地检测。结果表明,高灵敏度雨雪传感器可以在站点低温环境下使探测表面温度保持在零度以上,可以实时有效地监测雨雪天气,为广角切伦科夫望远镜的正常运行提供了重要的支撑。

成像激光雷达标定系统中三维升降转台的性能研究

三维升降转台是高海拔宇宙线观测站(Large High Altitude Air Shower Observatory,LHAASO)广角切伦科夫望远镜阵列(Wide Field of View Cherenkov Telescope Array,WFCTA)成像激光雷达标定系统的核心组成部分,主要由慢控子系统(Programmable Logic Controller,PLC)、机械子系统和标准零点子系统构成,用于精确控制激光束的出射方向。采用高精度数字图像处理技术对三维升降转台的性能进行研究,结果表明,旋转和升降定位精度分别为0.005°和0.056 mm,重复精度分别为0.003°和0.075 mm,满足成像激光雷达标定系统的实验要求。三维升降转台的自动控制巡航功能有效减少了人工干预,提高了系统远程使用的可靠性和效率。标准零点的校准功能可以有效监测三维升降转台的定位精度,并且在失准的情况下能够实现远程校准,确保三维升降转台长期高精度稳定运行。

基于Matlab GUI的机械波教学动画

Matlab有强大的的数据可视化功能,它的图形用户界面(GUI)设计也比较简单,可以较好地对物理实验现象进行模拟仿真。通过Matlab GUI动画演示机械横波传播过程中振动质点不随波迁移的编写,学习到很多Matlab GUI设计的知识。文中所述演示界面可以脱离Matlab环境独立运行,希望能应用于物理实验教学,演示机械横波传播中振动质点不随波迁移这一现象。