氢原子光谱理论发展概况

本文介绍了氢原子光谱理论的发展过程，即：氢原子光谱的发展是从氢原子光谱的理论出发，后经相对论修正过渡到非相对论下的氢原子光谱理论，进而发展到相对论下的氢原子光谱理论。     

氢原子的量子理论

阐述了表征氢原子内在属性的各种物理量的微观本质,证明氢原子系统的量子能量、系统内部电子的量子轨道动量及原子核和电子的量子相对距离均与原子系统所处的量子状态有关.当原子系统处于不同的量子状态时,上述量子物理量的取值完全不同.首次建立适合氢原子特性的量子算符代数理论.根据氢原子的量子哈密顿量表示,结合创新的量子算符代数理论,得到氢原子的能量、氢原子的基态能量、电子轨道角动量、氢原子的光谱常数等各种物理量的理论值.结果表明,氢原子的能量、氢原子的基态能量、氢原子的光谱常数均与氢原子中的原子核及电子的量子尺寸有关.氢原子的光谱常数与实验测定值完全符合.     

物理教学中氢原子巴耳末系光谱的两种观测方案

观测氢原子光谱巴耳末系的实验能够对氢原子光谱实验规律的教学提供实验支持。本文以高中物理教材文本作为实验方案的设计线索,基于棱镜分光计和光栅,提供两种观测氢原子光谱巴耳末系的简便易行的演示实验方案,并分析两种方案的优缺点,以丰富"氢原子光谱"的教学资源,为氢原子光谱教学提供参考。     

芳烃类化合物对呆鲦鱼急性毒性模拟研究

【目的】研究芳烃类化合物结构与毒性的关系，建立化合物毒性预测模型。【方法】将化合物中不同类型的非氢原子进行参数化表征，构建了非氢原子之间的关系，将非氢原子及非氢原子之间的关系作为结构描述符，对25个芳烃类化合物结构进行了参数化表征，运用多元线性回归和偏最小二乘回归建立了芳烃类化合物结构与对呆鲦鱼（Pimephales promelas）的急性毒性关系模型。【结果】两模型的相关系数分别达到0.947和0.950，标准偏差分别为0.253和0.210，模型预测能力强、稳定性高、质量良好。【结论】芳烃类化合物的结构与毒性之间存在着良好的相关性，对于环境中的有毒化合物结构与性质关系研究具有一定的参考价值。     

氢原子理论的修正过程

在玻尔理论基础上，以氢原子能级和氢原子光谱为主线，探讨了狄拉克理论、兰姆移位、氢原子光谱的超精细结构理论对氢原子理论的修正．     

基于人工蜂群波长优选和残差增广的近红外光谱定量模型研究

提出一种基于人工蜂群(artificial bee colony,ABC)算法的光谱波长优选和残差数据增广回归算法的近红外光谱定量模型.以勾兑果汁中苹果汁原汁含量的近红外光谱数据为基础,对原始光谱数据进行预处理,通过人工蜂群算法优选光谱波长变量,采用优选出的波长变量建立近红外光谱浓度残差增广的最小二乘回归(concentration residual augmented classical least squares,CRACLS)模型.将ABC波长优选后建立的CRACLS模型与全光谱建立的CRACLS模型,遗传算法(genetic algorithm,GA)波长优选后建立的CRACLS,ABC波长优选后建立的PLS模型,全光谱建立的PLS模型,GA波长优选后建立的PLS模型进行比较.实验结果表明,ABC-CRACLS模型的校正集的Rc值为0.999 8,RMSEC值为0.000 9,预测集的Rp值为0.999 1,RMSEP值为0.012 1,均优于其它几个模型.因此提出的人工蜂群算法能够有效地处理好波长变量的优选问题,并且CRACLS模型取得良好的预测结果.     

基于高光谱技术的牛肉-猪肉掺假检测

利用高光谱技术建立一种牛肉-猪肉掺假的快速无损检测方法.通过对样本集进行划分、光谱预处理以及特征波长的选择,建立了全波长和选择波长的掺假定量检测模型.结果表明:基于基线校正光谱预处理所得的偏最小二乘回归(PLSR)预测模型最优,其交叉验证决定系数R2CV=0.97、预测决定系数R2P=0.98,均方根误差RMSECV=5.20%、RMSEP=4.23%.此外,用回归系数法优选5个波长点作为特征波长进行建模,所得模型与全波长模型相比,具有变量少、结构简单、性能更优等优点.     

基于多维度光谱特征波长提取大豆冠层SPAD值估算模型

应用多种光谱特征波长段提取技术,研究了全生育期大豆冠层的近红外光谱曲线特性,提出了基于多维度光谱特征波长提取的大豆冠层叶绿素相对含量(SPAD值)估算模型.在大豆冠层原始近红外光谱曲线中,优选多元散射校正预处理和偏最小二乘回归法建模.经多元散射校正预处理后,应用竞争性自适应重加权采样算法(CARS)、主成分分析法(PCA)和连续投影算法(SPA),提取大豆冠层的光谱特征波长数量分别为22,51和12个.以此特征波长为基础,利用偏最小二乘回归法和多元线性回归法(MLR),分别建立大豆冠层SPAD值估算模型.结果表明CARS-MLR模型试验效果较好,该模型校正样本和预测样本SPAD值的均方根误差分别为5.67和5.94,平均值约为5.81.     

巴耳末公式发现途经的推测

1884年,瑞士的物理学家巴耳末在仅知道四条氢的可见光谱线H_α,H_β、H_γ、H_δ的波长的情况下,得到了氢原子光谱的经验公式 λ=B(n~2/n~2-4) 这个公式称为巴耳末公式,是属于最准确成立的物理定律之一。 巴耳末如何从少得可怜的四个波长数据,就能归纳出这么一个非常简洁而优美的,又是高度准确的数学公式?至今未见确证的资料。本文拟从数量关系着手,分析推测其发现途径。 四条谱线的排列是很有规律的:谱线的间隔(波长差)随着波长的减少而递减。如果存在一个解析式的话,一般将是简单的整数比的关系。 由四个波长数据可得     

基于改进遗传算法的区间光谱特征波长变量选择方法

为提高土壤养分近红外光谱预测模型的鲁棒性和预测精度,提出一种基于改进遗传算法的近红外区间光谱特征波长变量选择方法.利用土壤速效磷近红外光谱全光谱波长变量纯度梯度的正负变化次数将全光谱划分为多个波长间隔,以偏最小二乘回归模型(PLS-R)输出的变量投影重要性系数(V_(VIP))大于1作为提取准则,提取对土壤养分预测目标量解释性较强的波长间隔,并合并成一个区间光谱.建立区间光谱特征波长变量(FWV)PLS-R模型,利用改进遗传算法选择PLS-R的均方根误差为最小对应的FWV为最优FWV.试验结果表明:该方法在区间光谱选择最优FWV,能提高回归模型的鲁棒性和预测精度,简化模型结构;改进遗传算法采用一种改进的实数编码差分变异算子,扩大了全局最优解搜索空间,提高了收敛速度.     

二次精度参数插值曲线的构造

提出了一种构造三次参数曲线对给定数据点插值的新方法。该方法不同于现有的许多参数曲线构造方法,其构造参数曲线没有选择节点的过程,而是在每2个数据点之间构造一条单位区间上的三次埃尔米特插值曲线段,所有曲线段拼合在一起形成整体的插值曲线,该方法的关键是计算每个数据点处的导矢。对每个数据点,该方法使用5或4个数据点构造一条二次多项式曲线,数据点处的导矢由二次多项式曲线的导矢近似。该方法构造的三次参数曲线具有二次多项式精度。并以以实例对新方法与其它方法构造的插值曲线的精度进行了比较,结果表明,新方法构造的插值曲线的精度较高。     

船闸一次过闸平均吨位计算模型

为研究内河船闸通过能力,对其关键参量一次过闸平均吨位的计算方法进行改进,建立了基于船舶吨位与面积关系的一次过闸平均吨位计算模型.结合实测资料,对模型的船舶吨位与面积关系以及闸室利用率进行了分析.船舶吨位与面积关系可采用线性、二次多项式等函数进行回归分析得到,闸室利用率可采用其年平均值,一般在0.5~0.7之间.验证表明:该模型结构简单,能够得到令人满意的结果;较之规范(JTJ305—2001)推荐的方法,回避了过闸设计船型的选取及其组合等不确定性因素,能够动态地反映船舶大型化和标准化趋势的影响,根据实际或预测的船舶平均吨位即可连续计算一次过闸平均吨位,为船闸通过能力计算提供了新思路.     

基于响应面法的几何非线性结构概率响应分析

将响应面法、有限元法和蒙特卡罗法各自的优点相结合，提出一种新的结构概率响应分析方法——集成化响应面法．通过对几何非线性桁架结构的概率性响应分析，验证了该方法的有效性和准确性．选取五种响应面分析模型，比较它们的计算结果，得出一些有益的结论．     

死区非线性系统物理参数的两步辨识法

针对含非对称死区环节的非线性系统提出了一种基于Legendre多项式最佳平方逼近的两步辨识法。辨识时首先将非对称死区非线性恢复力用Legendre多项式近似,并用直接参数估计法辨识得到系统质量、阻尼等参数以及Legendre多项式系数;然后根据Legendre多项式最佳平方逼近系数与死区参数之间的关系估计出死区参数。仿真算例表明:在只测得带观测噪声的加速度和激励力数据的情况下,该方法仍能较好地辨识出死区宽度和斜率参数。     

行星际小推力转移轨道分层初始设计方法

针对小推力转移轨道设计问题,提出了一种结合切比雪夫多项式拟合和离散脉冲策略的分层初始设计方法.基于曲线拟合思想采用切比雪夫多项式对小推力轨道进行逼近,建立起轨道状态与时间的关系,避免了传统曲线拟合策略中时间约束的解算并舍去了速度方向假设;在全局搜索中利用低阶多项式求解边界约束得到降维解空间中的全局最优解;在此基础上,增加切比雪夫多项式的自由度并局部优化;通过脉冲离散并进一步优化求解出引入路径约束的小推力轨道.以地火交会轨道及地-火-木星借力交会轨道为例对所提方法进行了仿真验证,结果表明此方法可有效地对交会、借力轨道进行快速全局初始设计.     

基于二次有理Bézier曲线逼近的图像压缩

针对传统的Bérnstein多项式逼近方法进行图像压缩时压缩率和压缩质量不高的问题,提出一种基于希尔伯特扫描和二次有理Bézier曲线逼近进行图像压缩的方法.首先利用希尔伯特扫描曲线将二维灰度图像转化为一维灰度序列;然后采用二次有理Bézier曲线对数据进行分段逼近;最后利用各段数据的逼近参数对图像进行压缩编码.实验结果表明：该方法比传统的Bérnstein多项式逼近方法在图像的压缩率和压缩质量方面都有所提高.     

一种基于小波消噪技术的平直度模式识别方法

为了提高平直度模式识别的精度,引入小波消噪技术对平直度信号进行预处理,然后采用以1次、2次、3次和4次勒让德多项式作为平直度基本模式的基于最小二乘原理的多项式回归方法进行模式识别,提出了一种计算精度高、抗干扰能力强的平直度模式识别方法。该方法能够从本质上提高平直度模式识别的精度,计算过程稳定可靠,能够为平直度控制模型提供准确的平直度信息,适合在线应用。     

使用多项式方程方法的线性二次控制

使用多项式方程方法解决一类线性二次控制问题.讨论的问题包括线性调节器,状态估计器,状态线性函数观测器,及不完全或有噪声测量的线性二次控制.得到简单有效的控制系统设计算法.     

一类二次函数指数和的简化计算

利用二次函数伴随多项式的一种特定分解形式,结合Frobenius变换和有限域上迹函数的性质,将一类二次函数的指数和转化为目前可计算的形式。并给出一种简化二次函数指数和计算的新方法。     

单色料反射光谱曲面配色方法

为了获得单色料反射率随着可见光波长和染料质量占比变化的函数,提出一种单色料反射光谱曲面配色方法.首先,根据染料质量占比与可见光波长的范围将单色料反射光谱曲面划分为9个曲面片;然后,采用多项式建模方法,构建不同曲面片的单色料反射光谱曲面模型,并通过小样实验验证该方法的准确性.实验结果表明:通过有限组小样实验可以构建单色料反射光谱曲面,确定单色料反射率随着染料质量占比和可见光波长的变化关系,预测布匹在单色料染色后的颜色与目标色的色差.