高中物理教材“静电场”单元习题比较分析及建议

以高中物理“静电场”单元习题为例,从习题数目、习题类型、习题情境、习题开放性程度以及与课程标准(2017年版)的一致性五个方面对2019年版人教版、沪科教版和鲁科版三版教材的“静电场”单元习题进行比较分析,以期对三版教材“静电场”单元习题设计提供建议。

2022年高考全国乙卷理综物理第23题电流表接法的讨论及启示

2022年高考全国乙卷理综物理试题第23题是高考评价体系下的一道电学实验题,考查全面.学生解题时往往面临多重困难,在电路设计中极易错判电流表的接法,对其科学思维能力有着极高的要求.通过详细分析题目的已知条件,阐明内接法的不正确之处,从中为核心素养时代下的高中物理实验教学带来几点启示.

一套产生瞬态物种的脉冲放电及其光谱探测的分子束装置

建立了一套用于产生瞬变物种的脉冲高压放电分子束装置 ,以 N2 气为例 ,对高压脉冲放电过程和整个荧光采集系统的工作效率进行了研究 ,从 N2 气的振动光谱中得到其激发态的振动温度为 2 2 5 7K。

三重态分子/稳定自由基体系超精细相关CIDEP的理论计算

光激发三重态分子 /氮氧自由基的乙二醇溶液得到E +E/A极化的CIDEP谱 ,以光激发三重态与二重态自由基相互作用模型 ,考虑自由基的超精细相互作用 ,利用二阶微扰理论及相互作用表象下的密度矩阵 ,理论上计算了此类体系的CIDEP .

基于Achieve模式对高中物理教科书习题与课程标准的一致性研究——以曲线运动章节习题为例

采用Achieve分析模式对现行五版本高中物理教科书(2019年版)“曲线运动”该部分内容的章节练习题与普通高中物理课程标准(2017年版)对“曲线运动”的内容要求进行一致性研究,得出不同版本教科书与课程标准的一致性情况,对教科书习题设计提出建议.

ClONO_2与Br反应机理的密度泛函理论研究

用密度泛函理论方法(B3LYP),在6-31G*水平上对ClONO2与Br反应进行了研究,计算了反应中各驻点物种的平衡构型、振动频率、总能量和零点能(ZPE).计算得到各可能反应途径的过渡态,并经过内禀反应坐标分析加以证实.研究表明,存在如下三种可能的反应途径:Br+ClONO2→BrCl+NO3,Br+ClONO2→ClO+BrONO,Br+ClONO2→BrOCl+NO2,其中第一个反应通道的反应活化能垒最低,为2.33kJ/mol,是主反应通道.

蒽醌/氢给体/氮氧自由基的瞬态电子自旋极化

用时间分辨电子自旋共振波谱仪研究了光解蒽醌/乙二醇、蒽醌/乙二醇/氮氧自由基体系的化学诱导动态电子自旋极化.实验结果指出,在蒽醌/乙二醇/氮氧自由基(AQ/EG/TEMPO)体系中,存在自由基三重态对(RTPM)和三重态(TM)极化的竞争,并由此讨论了三重态-自由基对的反应速率.

三重态/氢给体分子/TEMPO体系CIDEP超精细相关性的研究

利用高时间分辨ESR波谱仪研究了二重态自由基和三重态分子之间相互作用产生的CIDEP(化学诱导动态电子极化 ) ,探讨了此类体系中自由基的CIDEP信号的超精细相关性 。

CH_3NO_2和CH_3ONO结构及互异化反应的理论研究

采用了B3LYP、MP2方法,详细地计算了硝基甲烷(CH3ONO)和亚硝基甲酯(CH3NO2)的稳定结构、能量和振动频率等,并分析了它们的相对稳定性和相互转换的机理.结构优化结果表明,CH3ONO有两种稳定的构象cis和trans,CH3NO2有一种稳定的结构.在B3LYP/6-31G(d,p)方法的基础上,作出了CH3ONO的能量随CH3O-NO单键旋转的变化曲线图,定性地讨论了CH3ONO可能存在的稳定构象以及两种稳定构象之间互异化的机理.研究了CH3NO2与CH3ONO之间互异化的反应机理,计算了该异化反应发生时几何结构的变化以及最小能量途径,确定了该互异化反应实际上是C-N键和C-O键的断裂或形成的一个过程.

硝酸溴与三重态氧原子反应机理的密度泛函研究

用密度泛函理论方法 (B3LYP) ,在 6 311+G(d ,p)水平上对硝酸溴与三重态氧原子的反应进行了研究 ,计算了反应中各驻点物种的平衡构型、振动频率、总能量和零点能 (ZPE) .对计算得到各可能反应途径的过渡态经内禀反应坐标分析加以了证实 ,对反应途径中的键长和能量的变化作了IRC解析 .在B3LYP优化的基础上利用了耦合簇理论方法 (CCSD(T) )在 6 311+G(d ,p)水平上对各驻点物种的单点能进行了修正 .研究表明 ,存在三种可能的反应途径 ,其产物分别为 :cis BrONO和 3 O2 、trans BrONO和 3 O2 以及BrOO和NO2 .其中第三个通道由于活化能垒较低 ,是主要反应 .

HOX(X=F,Cl)二聚体红移氢键的理论研究

用理论方法研究了二聚体HOX(X=F,Cl)分子间氢键,在B3LYP/6-31+G(d,p)、B3LYP/6-311++G(d,p)、MP2/6-31+G(d,p)和MP2/6-311++G(d,p)水平上,利用标准方法和均衡校正方法对二聚体进行了几何优化、振动频率和相互作用能的计算.同时,利用电子密度拓扑分析和自然键轨道分析对红移氢键的本质进行了分析.研究表明:分子间O—H…O和O—H…X(X=F,Cl)氢键的形成使二聚体中O—H键伸长,伸缩振动频率减小,形成红移氢键.NBO分析表明,电荷转移效应占优势,因此形成O—H…O和O—H…X(F,Cl)红移氢键.

用于产生瞬态物种的脉冲放电及其光谱探测的分子束装置

建立了一套用于产生瞬变物种的脉冲高压放电分子束装置 ,以N2 气为例 ,对高压脉冲放电过程和整个荧光采集系统的工作效率进行了研究 ,从N2 气的振动光谱中得到其激发态的振动温度为 2 2 5 7K。

铅黄铜合金激光诱导击穿谱特性的实验研究

本文系统地研究了靶点位置、激光功率密度以及缓冲气体对铅黄铜样品中激光诱导击穿谱(LIBS)特性的影响;并分析了不同环境气体下LIBS信号的时间分辨特性,确定了将LIBS用于铅黄铜合金样品杂质元素定量分析时的最佳实验条件.

纳秒强激光场中苯电离产生高价离子的研究

用25ns脉冲Nd-YAG532nm的激光,在1010～1011W·cm-2的光场强度下,利用飞行时间质谱对He、N2、Ar载气条件下苯的激光电离过程进行了研究.发现当利用氩作为载气时,除观察到C+2、C2H2+、C3H3+、C6H6+离子外,还观察到很强的Cq+(q=1～3)高价离子.这些离子都有很高的平动能,C2+的最可几平动能为12.9eV,C3+为37.5eV.通过改变载气种类和压力及在不同光场强度条件下的实验,可以认为这些高价离子来源于含苯团簇的库仑爆炸过程.

氢原子低能级的Stark效应

用微扰法计算了氢原子低能级的Stark效应 ,基态精确到二级修正 ,能级产生移动 ;第一激发态、第二激发态精确到一级修正 ,能级产生分裂 ,简并部分解除 .

以液体喷流方式利用LIBS定量分析水溶液中的Cr元素

为了提高激光诱导击穿光谱技术用于水溶液中痕量重金属检测的稳定性和灵敏度,采用液体喷流的方式,利用激光诱导击穿光谱技术对不同浓度的Cr溶液进行了检测和分析.通过对实验系统的激光能量、探测延时等的优化,以Cr元素的425.43 nm谱线作为分析线,得到水溶液中的Cr元素的检测限(LOD)为1.26ppm.这一结果比Nilesh K.Rai等人(参见文献1)的检测灵敏度提高了近24倍.

激光烧蚀Al^+与乙醇团簇的反应研究

利用激光烧蚀 -分子束法对Al等离子体与乙醇团簇的反应进行了研究 .飞行时间质谱测得的主要反应产物有Al+ (C2 H5OH) n(n =3～ 10 )与H+ (C2 H5OH) n (n =1～ 14 )团簇正离子和 (C2 H5OH) n(H2 O)OH-(n =0～ 8)团簇负离子 .实验发现 ,烧蚀产生的Al等离子体与脉冲分子束的不同位置反应 ,对团簇离子的类别、大小及强度分布均产生很大影响 .Al等离子体与脉冲分子束的前段反应 ,主要产生金属 -复合物团簇离子Al+ (C2 H5OH) n,且信号较强 ;Al等离子体与脉冲分子束的中段及后段反应 ,主要产生质子化团簇离子H+ (C2 H5OH) n 和团簇负离子 (C2 H5OH) n(H2 O)OH-,同时还出现强度较小的其他水合团簇离子 ,如H+ (H2 O) m(C2 H5OH) n (m =1～ 2 )

特征提取算法在福美双表面增强拉曼光谱定量分析中的应用

表面增强拉曼散射(SERS)技术具有快速、指纹效应与极低的检测限等优点,被越来越多地应用到有害污染物、有毒物质、危险物质的检测与分析中。在SERS光谱的测量过程中,易受基底、仪器、宇宙射线与测量环境等因素影响,出现波动现象,对后续的分析与检测造成较大的干扰。基于农药福美双SERS光谱数据,尝试利用多种特征提取算法,如主成分分析(PCA)、离散余弦变换(DCT)、非负因式分解(NMF),对光谱的主分量进行提取,以减弱光谱数据波动对其后续的定量分析结果的影响。然后将提取后的分量分别结合线性回归算法——偏最小二乘法回归(PLSR),非线性回归算法——支持向量机回归(SVR)建立定量模型。最后,利用5-折交叉验证方法对比不同特征提取算法在不同类型的回归算法下的效果。通过实验验证可知,SVR对福美双溶液的分析精度要明显高于PLSR,这主要是由于SERS光谱强度与被分析物浓度之间为非线性关系。同时针对两种类型回归算法,特征提取算法都能明显地提升了分析结果,主要是由于其提取了源数据的主体信息,去除干扰信息。其中在线性回归中使用PCA效果最佳,在非线性拟合中使用NMF结果最佳,分析误差最好时可降低近3倍。最优回归模型(NMF+SVR)的交叉验证均方误差(RMSECV)为0.0455μmol·L-1(10-6 mol·L-1),达到国家对福美双的检测标准,为农药快速检测提供一种新的方法。

CuSO_4水溶液中Cu元素的激光诱导击穿光谱研究

通过单脉冲激光诱导击穿光谱技术(LIBS),测定了CuSO4水溶液中微量重金属元素Cu的LIBS光谱.研究Cu原子LIBS光谱信号的时间演化特性,激光功率密度对LIBS光谱信号的影响,测定Cu元素浓度在31.25ppm到1000ppm区域内变化时324.75nm谱线的强度,由定标曲线拟合结果得到铜元素的检测限为23ppm.

纳秒强光场下呋喃的激光电离中高价离子的产生

利用 2 5ns脉冲Nd :YAG 5 32nm的激光 ,在 10 11W/cm2 的光场强度下 ,用飞行时间质谱对不同条件下呋喃的激光电离过程进行了研究 .当利用氩作为载气时 ,首次观察到了较强的Cn + (n =2～ 4 )和Om + (m =2～ 3)离子信号 .通过测定峰分裂和数值模拟计算的方法可以确定其中C2 + 、C3 + 和C4+ 的最可几平动能分别为 2 1、6 3和 10 0eV ,O2 + 和O3 + 的最可几平动能分别为 2 0和 4 0eV .质谱峰型的分裂现象和激光延迟实验结果表明 ,这些高价离子可能来源于呋喃团簇的库仑爆炸过程 .