Mathematica的非线性拟合功能及其在物理学中的应用

介绍了Mathematica的曲线拟合命令,并利用该命令求出了爱因斯坦温度和钠光谱中的线系限与量子数亏损．     

用FX—702P对钠原子发射光谱实验的数据处理

随着电子技术的发展,计算机的应用越来越普及,用计算机进行实验数据的处理,既准确又可节约很多时间。以前近代物理实验中的钠原子发射光谱这一题目,是通过测定钠光谱各谱线的波长,要求学生(1)计算量子亏损数△_L和有效量子数n~*;(2)计算第一辅线系和第二辅线系限的波数v_∞;(3)绘制出钠原子能级图。     

波尔氢原子光谱理论的里德伯公式

由波尔氢原子光谱理论的里德伯公式证明了存在谱线可以属于不同的谱线系(即存在同一波长(频率)的谱线可以是不同的能级跃迁辐射产生的)，即对任意给定的正整数k，总存在谱线同时属于k个不同的谱线系。     

碱金属原子光谱线系的确定

一般教材在实验光谱的基础上仅对最简单的碱金属锂原子总结了四个光谱线系的经验公式,本文导出了全部碱金属原子钠、钾、铷、铯和钫的四个光谱线系公式。该方法对探讨其它复杂原子的光谱也有一定的借鉴作用。     

基于FFT的傅里叶光谱Matlab仿真分析

采用迈克尔逊干涉装置测定了钠光灯和汞灯的干涉图,利用傅里叶光谱中存在的干涉图和光谱图的变换关系,通过快速傅里叶变换（FFT）的方法分析了钠光灯和汞灯的辐射光谱.Matlab仿真分析结果表明,采用傅里叶变换光谱可以清晰地展现辐射源的辐射光谱.     

乙二醇溶液中圆锥泡声致发光的发光光谱

利用一种改进后的U型管圆锥泡声致发光装置,研究了乙二醇溶液中圆锥泡声致发光的发光光谱.实验结果表明,光谱为从紫外到可见光波长范围的连续谱,在589 nm附近叠加有钠的3p-3s原子发射谱线.在钠的原子发射谱线左侧测量得到了Na-Ar分子激发态跃迁形成的蓝卫星带,并首次在声致发光实验中测得了Na-Ar的红卫星带以及钠的3d-3p原子发射谱线.最后,讨论了钠的原子发射谱线以及卫星带的形成机理.     

瞬态分子速度/ 浓度调制磁旋转光谱技术的选择特性

介绍了速度/浓度调制光谱技术和磁旋转光谱技术对瞬态分子的选择性探测．速度/浓度调制光谱技术可以实现对离子分子和瞬态中性分子的选择性探测；磁旋转光谱技术可以实现对顺磁性分子以及顺磁性态的选择性探测，并且可以明确指认转动谱带中的P支和R支谱线，有助于对复杂分子光谱线的分析．文中借助对N₂，O⁺₂，CN等瞬态分子的研究，阐述了速度/浓度调制光谱技术和磁旋转光谱技术的选择性探测原理．     

棱镜材料与其色散研究及应用

采用汞灯光谱谱线波长为已知数据,测量其通过三棱镜后所对应的各最小偏向角,求出其对应的折射率n值,进而作出色散曲线,验证其所满足的函数关系,在此基础上用图解插值法求其钠光谱谱线波长.     

聚四氟乙烯微孔膜表面亲水改性研究

用化学法对PTFE微孔膜表面进行亲水改性,利用红外光谱（ATR—FTIR）和扫描电镜（SEM）观察了改性膜表面形态和微观结构的变化,FTIR图表明膜的表面产生了极性基团,SEM图显示膜的孔径和孔隙率发生了变化。研究了钠萘处理液浓度与膜改性效果的关系,结果表明：随着钠萘处理液浓度的提高,膜表面接触角减小,亲水性增强。钠萘处理液浓度以0．6mol／L为最佳。     

酸,碱对钠膨润土悬浮系pH值的影响

通过测试ｐＨ值及电导率的方法,研究钠蒙脱石在ｐＨ＝１￣３的酸、碱体系中形成质量分数为０．１％的悬浮系时,钠蒙脱石－水体系ｐＨ值的变化行为。钠蒙脱石悬浮系呈现缓冲性质,保持ｐＨ值的能力决定于它在中性水溶液中形成的悬浮系的ｐＨ值大小。悬浮系的ｐＨ值稳定约需７ｄ的时间,在老化时间内,呈酸性的悬浮系其ｐＨ值回升,呈碱性的悬浮系,其ｐＨ值回落。     

Atom-by-atom spectroscopy at graphene edge

The properties of many nanoscale devices are sensitive to local atomic configurations, and so elemental identification and electronic state analysis at the scale of individual atoms is becoming increasingly important. For example, graphene is regarded as a promising candidate for future devices, and the electronic properties of nanodevices constructed from this material are in large part governed by the edge structures. The atomic configurations at graphene boundaries have been investigated by transmission electron microscopy and scanning tunnelling microscopy, but the electronic properties of these edge states have not yet been determined with atomic resolution. Whereas simple elemental analysis at the level of single atoms can now be achieved by means of annular dark field imaging or electron energy-loss spectroscopy, obtaining fine-structure spectroscopic information about individual light atoms such as those of carbon has been hampered by a combination of extremely weak signals and specimen damage by the electron beam. Here we overcome these difficulties to demonstrate site-specific single-atom spectroscopy at a graphene boundary, enabling direct investigation of the electronic and bonding structures of the edge atoms-in particular, discrimination of single-, double- and triple-coordinated carbon atoms is achieved with atomic resolution. By demonstrating how rich chemical information can be obtained from single atoms through energy-loss near-edge fine-structure analysis, our results should open the way to exploring the local electronic structures of various nanodevices and individual molecules.     

锂离子电池碳负极中边缘碳及表面碳原子含量的理论计算

通过理论分析与计算得到边缘碳及表面碳原子含量的表达式。分析了石墨微晶结构与成键特征,研究了石墨微晶中边缘碳原子与基平面碳原子的电化学特性。结果表明:边缘碳原子比基平面碳原子更易于与其他原子或基团形成较为稳固的联接,电化学反应活性较高;在首次充电过程中,边缘碳原子附近电解质的分解与SEI膜成膜反应速度较快,有利于形成联接较为紧密的SEI膜;建立了紧密堆砌的正六棱柱颗粒模型,推导出理想石墨中边缘碳原子及表面碳原子含量与微晶参数、颗粒尺寸之间的关系式。通过引入适当因子,修正了实际石墨颗粒与理想石墨在结构、形貌、孔隙率等方面的差别,得到的表达式可适用于石墨、无定形碳及改性碳等多种碳材料碳原子含量的计算。     

基于边缘的小波变换编码

基于原图像经低通滤波器且向下２ 减抽样后,变成了分辨率低、缩小至原图像的四分之一,经高通滤波后,过滤出垂直、水平、对角边缘信息这一观点,提出了基于边缘的小波变换编码．当对３ 个高频带量化和编码时,充分利用低频带的边缘与３ 个高通滤波器过滤出的边缘之间对应关系,仅对边缘点的小波变换系数进行编码,无需记下边缘点的位置．从而更有效地对图像进行高倍压缩．     

H2O分子在石墨烯扶手型边缘吸附的研究

类似石墨表面,石墨烯可以吸附和脱附各种原子和分子,石墨烯比石墨具有更大表面积,因此,石墨烯的表面性能被广泛关注. 然而较少被关注的是石墨烯边缘C原子的性能. 石墨烯边缘C原子由于存在未配对的电子,因此具有更强的反应活性. 本文采用了SelfConsistentCharge Density Functional Tight Binding(SCCDFTB)方法对H2O分子在石墨烯扶手型边缘的吸附现象进行了研究. 研究发现,石墨烯边缘的峰位C原子具有很好的吸附性,吸附能大约为-0.109~-0.768     

一种基于去冗余字典的图像去噪算法

图像去噪是图像处理中的关键问题之一,也是图像后续处理的基础.结合近年来兴起的稀疏表示理论,能更好的处理图像去噪问题.在正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)的基础上,采用K-奇异值分解(K-SVD)算法对图像进行去噪.为了得到更好的去噪效果,改进了字典更新算法,对字典原子进行优化选择,去除冗余的字典原子,并用图像块替换字典原子,用于提高字典训练的效率,与自然图像数据相适应.实验结果表明,与小波去噪算法相比,该算法具有良好的去噪能力,能较好地保持图像的细节和边缘特征,去噪后的图像更为清晰.     

量子化学从头计算法计算石墨微晶中碳原子的净电荷

采用从头计算法在RHF/STO-3G水平上对石墨微晶中不同位置碳原子的净电荷进行量化计算;研究碳原子的净电荷与炭材料的微观结构变化规律;根据石墨的结构与成键特征,将石墨表面的碳原子分为边缘碳原子与基平面碳原子.研究结果表明：在单碳层及含多层碳的石墨微晶中,不同位置碳原子的净电荷数差别较大;基平面碳原子的电子云密度较小,均带部分正电荷;部分边缘碳原子的电子云密度较大,净电荷为负.随着平行于碳层的微晶尺寸La及垂直于碳层的微晶尺寸Lc的增大,边缘碳原子中电子云密度最大的碳原子所带的负电荷增加.     

表面剂诱导外延中二维岛形状和密度随沉积率的演变

使用一个动力学模型模拟研究表面剂诱导外延中二维岛的构型．在模型中,岛的形核和生长由增原子和表 面剂原子之间的交换过程控制．岛边缘交换垒依赖于表面剂台面上和表面剂层下最近邻原子数．模拟的岛形状和岛 密度随沉积率的演变能定性地解释近期的实验观察结果．     

Sodium fluorescence Doppler lidar to measure atmospheric temperature in the mesopause region

A sodium fluorescence Doppler lidar system has been developed to measure environmental parameters of the middle and upper atmosphere. The lidar system mainly comprises a transmitter system, receiver system, data acquisition and control system and data analysis system. A narrowband 589 nm laser is used to excite sodium atoms in the mesopause region. Excitation of the sodium atoms results in resonance fluorescence, which is collected by the receiver. The temperatures in the mesopause region (about 75?C105 km) can be derived by analyzing the Doppler-broadened width of the sodium fluorescence. Observations were made with the lidar system, and the number density of sodium atoms and atmospheric temperature profiles were extracted from the observation data. Comparisons of the lidar temperatures and TIMED/SABER temperatures show good agreement, illustrating the reliability of the sodium fluorescence Doppler lidar measurements.     

二维蜂窝弹性材料拓扑态的研究

将谷拓扑态的概念引入弹性材料，设计了一种二维蜂窝弹性声子晶体，当系统受反演对称性保护时，在K(K′)点处出现3个线性简并的狄拉克点，分布在不同的频段.通过调整其几何结构参数，破坏体系的空间对称性，使得在K(K′)点处的狄拉克点打开，形成能谷.这种多频段的能谷之间存在连接上、下体带的边缘态，在弹性材料中利用边缘态实现拓扑输运，可以设计出有良好性能的声学器件，具有一定的研究价值.     

Photon-stimulated desorption as a substantial source of sodium in the lunar atmosphere.

Mercury and the Moon both have tenuous atmospheres that contain atomic sodium and potassium. These chemicals must be continuously resupplied, as neither body can retain the atoms for more than a few hours. The mechanisms proposed to explain the resupply include sputtering of the surface by the solar wind, micrometeorite impacts, thermal desorption and photon-stimulated desorption. But there are few data and no general agreement about which processes dominate. Here we report laboratory studies of photon-stimulated desorption of sodium from surfaces that simulate lunar silicates. We find that bombardment of such surfaces at temperatures of approximately 250 K by ultraviolet photons (wavelength lambda < 300 nm) causes very efficient desorption of sodium atoms, induced by electronic excitations rather than by thermal processes or momentum transfer. The flux at the lunar surface of ultraviolet photons from the Sun is sufficient to ensure that photon-stimulated desorption of sodium contributes substantially to the Moon's atmosphere. On Mercury, solar heating of the surface implies that thermal desorption will also be an important source of atmospheric sodium.