面向学生自主学习的大学物理实验教学体系建设与实践

针对大学物理实验中心建设和大学物理实验教学发展中遇到的困境,如课程体系老化、学生预习环节失控、实验考试难以进行、部分优秀学生的能力得不到拓展以及不能实现产学研转化等,逐步建立起了以学生为主体,以多层次物理实验课程体系为核心、虚拟仿真实验教学平台为支柱、学生竞赛和"大学生创新创业训练计划项目"为拓展,面向学生自主学习的物理实验教学体系。

氧化石墨烯/液晶网络复合膜的响应性能及仿生设计

液晶网络是由液晶聚合物单体适度交联得到,兼具有聚合物的弹性和液晶的各向异性,包括多刺激响应能力、可逆的驱动以及可编程的形状变形等性能,因此具有良好的外场响应性、分子协同作用和弹性。氧化石墨烯膜层具有优秀的光热转换性能,而光具有环保性、远程可控性等优异的特性,因此光致形变的氧化石墨烯/液晶网络(GO-LCNs)复合膜逐渐成为人们的研究热点。它可以制作柔性机器人、仿生光热驱动器等先进器件,具有良好的发展前景。本文在两种厚度的液晶网络膜上制作氧化石墨烯薄膜,构成氧化石墨烯/液晶网络复合膜,测量了温度或红外光作用下液晶网络膜厚度对其响应性能的影响。本文结果为复合膜的应用设计提供了实验基础,并以此为基础设计了GO-LCNs复合膜的仿生器件。

质子治疗的物理与生物学基础

近几十年来质子治疗在临床上取得了巨大成就,这是因为质子束在物理学和生物学上具有独特的优势。在肿瘤治疗学上质子比常规射线(60 Co、X射线、电子)有两个主要优势:(1)可根据肿瘤在体内的深度,使质子束精确地定位在肿瘤病灶处,以使肿瘤受到最大的照射剂量而不伤害健康组织,从而达到适形治疗。(2 )可根据肿瘤的形状改变质子在微观尺度能量沉积的形状,实现辐射生物学效应的改变。基于此,对于形状较复杂的大实体瘤,质子治疗比常规治疗有更高的精度。质子的这些在治疗学上特异的可能性是由其剂量学和辐射生物学特性决定的。剂量学的性质与能量在宏观尺度的沉积特征有关,作为带电粒子,质子在介质中有确定的射程和相对小的散射歧离,此外在射程前端剂量相对较小,而到射程末端剂量达到最大,形成一个尖锐的Bragg峰,基于这些特点使得肿瘤受到高剂量的照射而周围的健康组织受到很小的伤害;相对生物学效应与能量在微观尺度的沉积特征有关,与重离子相比虽然质子属于低LET射线,但就其能量在微观尺度沉积的性质与常规射线相比质子是致密电离辐射,因此目前已有实验证实质子治疗比常规射线治疗增加了相对生物学效应,然而目前对能量的微观沉积与生物学效应关系的原理仍需要进一步从理论上和实验上研究证明。文中分析了质?

加强大学本科人才培养,迎接液晶显示器产业跨越发展

河北工业大学本科"液晶物理特色方向",以培养全面发展的高素质液晶物理人才为核心,坚持理论创新与教学实践相结合,本科教学与科学研究相结合,学生培养目标与师资队伍建设相结合,逐步形成厚基础、能自学、重创新的本科学生培养特色,打造以液晶物理方向专业课程为主体的特色课程体系,努力为国家液晶器件产业发展提供有力的基础人才即本科人才的支撑。

氧化石墨烯/液晶弹性体复合膜的性能研究

近年来,氧化石墨烯/液晶弹性体复合膜凭借其稳定高效的光热性能,受到科学家的广泛关注。但目前研究者大多重点关注其光热响应行为及使用场景,并未系统研究外界刺激的强弱和复合膜自身的尺寸大小对其响应性能的影响。本文采用旋涂的方法在制备的具有固定取向的液晶薄膜上涂覆一层氧化石墨烯,制备了具有不同液晶分子取向的氧化石墨烯/液晶弹性复合膜,可以实现红外光和温度的双重刺激响应,并对其进行了响应性能和形变规律的表征和分析。实验结果表明,氧化石墨烯/液晶弹性体复合膜是一种红外-热响应型的复合膜,该复合膜由于裁剪方向的不同,会呈现2种不同的形变规律,以此为基础,研究了不同强度外场刺激下复合膜的响应特性,以及复合膜自身尺寸的不同对复合膜响应特性产生的影响。发现1型复合膜的响应性能主要受宽度影响,2型复合膜的响应性能主要受长度影响,为氧化石墨烯/液晶弹性体复合膜的应用提供了基础。使用该复合膜制备了仿生光热驱动器,证明了其在生物仿生领域的潜力。

用于宽色域液晶显示器的反射型高光效率彩色滤光片

为了提高宽色域液晶显示器的光效率,本文提出了一种反射式彩色滤光片。首先计算了反射式彩色滤光片的光效率增强效果,然后设计了基于低中高折射率介质的多层堆叠结构([ABCCBA]~8)的彩色滤光片,在使用带有黄色荧光粉的白光二极管(YAG-LED)和量子点(QD)背光单元时,光效率分别从17.4%提升到32.9%,从18.5%提高到58.9%,同时该结构的色域提高到了120.7%NTSC和131.2%NTSC。考虑背光模组中散射膜的作用,计算了入射光角度在20°以内时,带有YAG-LED和QD背光的LCD光效率依然分别大于32%和56%,色域基本不变。这些结果在宽色域液晶显示器中具有重要的潜在应用前景。

幅值步进的电流波形对3D-AAO结构的影响

阳极氧化过程中使用不同的电流波形可以调制阳极氧化铝(AAO)多孔结构。使用电流幅值逐渐增加的改良间断锯齿状脉冲在磷酸电解液中对铝片进行脉冲阳极氧化,制备了孔径和周期长度都逐渐增加的3D-AAO纳米孔结构。通过改变幅值步进(ΔI)和周期时间(T)可以精确控制3D-AAO纳米孔的几何结构。结果表明,随着ΔI的增加,得到了三种不同的纳米孔结构,且周期结构调制越来越明显。通过改变T,发现若T太小,则不足以形成与电流波形形状对应的微观结构。随着T的增大,会出现周期内分层的“Y”型分支纳米孔结构,且可能在一个周期内出现两个分支。分支长度随着电流幅值的增加而增加。通过分析阳极氧化电压-时间(U-T)图像发现,一个周期内氧化电压有两个极大值和极小值,极大值和极小值的比值决定了一个周期纳米孔的分支个数。这些新颖和定制的纳米结构可以广泛应用于光子晶体、药物传递,传感等领域。

创建国家级实验教学示范中心及其辐射示范作用的研究与实践

在创建国家级实验教学示范中心中取得一些经验，形成鲜明特色：建立了工科与理科教学结合、本科与研究生教学结合、教学与科研结合、自主实验选题与工程实践结合的全面开放实验教学新机制；构建多形式、多元化的考试模式；建立了“自主学习与创新训练”的创新教育机制，开创了创新教育新局面。

应变液晶调光玻璃显示

介绍了聚合物分散液晶和应变液晶(SLC)的性质,SLC调光玻璃的结构特点,调光原理和光学特性以及制备方法。在SLC调光玻璃制备时,采用文字图案遮挡部分区域进行曝光,得到有文字图案的制品,遮光处形成透明状态,无遮光处处于散射状态。对制品施加剪切应力,散射区域变成半透明状态,文字图案消隐。依据此原理用SLC调光玻璃制作出一种特殊应力显示玻璃,可以开发成为节能的门窗等实用产品、在商场、公司以及酒店等场所装修上具有应用前景。

氧化物半导体透明导电薄膜的最佳掺杂含量理论计算

以铝掺杂氧化锌 (Al- doped Zn O,简称 AZO)和锡掺杂氧化铟 (Sn- doped In2 O3,简称 ITO)薄膜为例 ,建立了一个氧化物半导体透明导电薄膜的最佳掺杂含量的理论表达式 ,定量计算的结果 AZO陶瓷靶材中铝含量的理论最佳值为 C≈ 2 .9894% (wt) ,ITO陶瓷靶材中锡含量的理论最佳值为 C≈ 10 .3114% (wt) ,与实验数据相符合 .

AZO透明导电薄膜的特性、制备与应用

本文综述了 AZO透明导电薄膜的结构特点 ,电学和光学的特性 ,薄膜研究、应用和开发现状 。

用不对称液晶盒测定挠曲电系数

用解析方法研究了电压作用下的沿面校列不对称向列液晶(NLC)盒。着重考虑了挠曲电效应的影响,导出了指向矢倾角θ满足的微分方程和边界条件,计算和讨论了阈值电压以及指向矢分布对盒中央平面对称性破缺参量Δ。提出了一种在给定阈值电压和盒厚时,可确定上、下基板锚定强度及挠曲电参量e(e=(e1+e3)/k11Δε)的新实验方法。

不对称弱锚定沿面排列向列液晶盒的研究

用解析方法研究了上、下基板锚定强度不同的弱锚定沿面排列向列液晶盒(不对称液晶盒),给出了指向矢倾角θ满足的方程和边界条件,讨论了它的解,导出Freedericksz转变的阈值场强和饱和场强。研究了由于上、下基板锚定强度不同而引起的对称性破缺,以及对称破缺和磁场强度之间的关系,发现了不对称液晶盒一些特殊的现象。作为应用的例子,讨论了一种测定基板锚定强度的新方法。

OCB液晶显示的动力学计算

以液晶动力学理论为基础， 考虑引流效应后，计算在强锚定和弱锚定边界条件下的OCB型盒中的指向矢分布和流动速度分布， 给出透射光相对强度随时间变化有预倾角情况下的透射光相对强度。 计算结果表明， OCB盒较平行排列盒和HAN盒具有更快的响应速度。

具有周期输入Hopfield型神经网络的全局渐近性质

在不假定非线性激励函数有界和可微的条件下 。

二氧化锡薄膜的最佳掺杂含量理论表达式

二氧化锡薄膜应用广泛。本文讨论掺锑和掺氟的二氧化锡透明导电薄膜的最佳掺杂含量问题 ,建立模型并给出理论表达式 ,得出的最佳掺杂含量值与实验数据相符。

弱锚定垂面排列液晶显示器的响应时间

研究了弱锚定垂面排列液晶显示器中液晶的响应时间。应用等效液晶盒厚的方法可以将弱锚定液晶盒看作强锚定液晶盒。等效盒厚为液晶层厚度加上由于弱锚定边界条件而引起的外推长度。文中应用两种不同的方法推导了该外推长度,并对两种方法对应的响应时间进行了比较和分析。

取向层厚度及介电常数对TN-LCD影响的研究

在具有高驱动电压的液晶显示器中,为了对液晶器件起到保护作用,以采用增加取向层厚度的方法来解决某些显示器件由于驱动电压过高导致的问题。当取向层厚度不可忽略时,随着取向层厚度增加会导致器件驱动电压升高。本文利用扭曲向列相液晶显示器结构,通过模拟和实验分析了取向层厚度对LCD的影响以及不同介电常数的取向层对LCD的影响。结果表明:当取向层的介电常数大于20时,能够有效降低TN-LCD驱动电压。当其介电常数大于500时,其厚度变化对驱动电压的影响变得很小。本文结果对降低高驱动电压液晶器件的驱动电压有重要的指导性意义。

聚合物分散液晶的电场诱导定向聚合实验研究

实验研究了聚合物分散正性和负性向列相液晶的电场诱导定向聚合,给出样品实物照片和偏光显微镜照片。实验结果表明,样品在施加电场和不施加电场的不同区域具有明显区别,在制备聚合物分散液晶样品时施加电场有诱导定向聚合作用。实验结果对于研究聚合物边界条件对液晶微滴构型的影响,对于设计新型液晶显示器件具有一定的启示意义。

人体疲劳的生物力学分析

对疲劳前后的两组纵跳中关节功率的变化及其与人体疲劳的关系进行了定量分析。纵跳动作用摄像机记录,录像资料用一套运动影像分析系统进行分析处理。纵跳中的地面反力由测力台进行测量。对两组动作中的关节功率进行了生物力学计算和比较。结果表明,关节功率能够明确地反映人体各部分的疲劳程度,是对人体疲劳进行定量描述的重要力学量。