“光障”挡不住人类前进的脚步——纪念第242次香山科学会议召开10周年

第242次香山科学会议的主题是“宇航科学前沿与光障问题”.如所周知A.Einstein于1905年断言“超光速没有存在的可能”,后人称为“光障”.但在这次会议上宋健院士指出,该说法仅是假设,因为超光速运动不能完全观测,在什么也看不见的地方只能是猜测或假说.现在把太阳系内飞行称为航天,系外飞行称作宇航.估计在本世纪将有第一批宇航员飞出太阳系并安全返回,而飞出太阳系是人类的伟大理想.但这有许多理论与技术问题需要解决.所以必须加大航行速度,应达到光速,可能的话应为超光速.本文回顾了10年前召开的第242次香山科学会议的成就,探讨了2003～2013年间的超光速研究工作.首先对“光障”和“声障”作了比较研究,认为可压缩流体力学可用在超光速研究中,空气动力学发展对突破光障有参考作用.其次讨论了信息速度问题,指出近10年来负群速(NGV)已在许多科学实验中发现,而NGV是超光速的一种形式.众多群速超光速实验是很大的成绩,从波粒二象性角度看就有可能发现以超光速运动的奇异电子.故可考虑改装加速器,使粒子在通过某种势垒后能量减小从而速度加快(v＞c区域的规律).这类似于使用Laval管突破声障的方法.……本文还讨论了Alcubierre曲速引擎的改变空时以实现超光速宇航方案,虽只是假说,但美国《时代》周刊已于2012年9月19日报道说:“美国航天局着手研究超光速曲速引擎”.因此,重要之点在于NASA已认可超光速宇宙航行.根据10年来超光速研究的发展,认为新学科“超光速物理”的建立已是既成事实.最后进一步讨论了真空中光速c的定义及光速恒定性问题.     

激光光散射研究温度敏感性聚(N-异丙基丙烯酰胺)——胶束的复合作用

聚(ε-己内酯)-b-聚乙二醇-b-聚(ε-己内酯)(PCL-b-PEO-b-PCL)三嵌段聚合物在水中自组装形成以PCL为核、PEO为壳的胶束,利用激光光散射研究该胶束与温度敏感性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PiPA)的复合过程.结果发现:PiPA与胶束通过疏水作用形成复合物,该复合作用随温度和胶束-PiPA质量比(r)的增加而升高.当r=1时,随着温度升高,溶液中游离的PiPA链及复合物表面的PiPA链发生塌缩和聚集,使复合物粒径减小,散射光强增加.当r=5时,复合物的链内塌缩引起粒径减小,散射光强保持不变.     

W波段圆电模回旋振荡管准光模式变换器的理论与设计

基于几何光学导出圆电模回旋振荡管准光模式变换器的理论,确定了开口辐射器、椭圆面反射镜和抛物面反射镜的具体形状,研究并设计了一个由Vlasov阶梯型开口辐射器、椭圆面反射镜和抛物面反射镜组成的W波段圆电模回旋振荡管准光模式变换器。利用矢量绕射理论分析了此模式变换器的工作机理;编写仿真程序设计和模拟了W波段TE02模回旋振荡管准光模式变换器的变换过程。结果表明,在输出窗处工作模式被转换为场型较好的高斯波束,转换效率为73.9%。     

不屈的灵魂

福克纳在创作上的一个重要特点是对人性和人的生存状态的关注,这在小说《八月之光》中得到了充分的体现.文章通过分析处于种族主义和清教主义双重枷锁禁锢中南方人的生存状态,及人物莉娜和克里斯默斯身上所体现出的南方人固有的坚强不屈的优良品质,来剖析阴霾社会中充满人性光辉的光源所在,并重申了福克纳对南方人重生的期盼.     

潮白河下游晚更新世晚期—全新世早期地层粒度特征研究

本文通过潮白河下游第四纪剖面测量,采集光释光样品2个,显示剖面年龄为12.36±1.76ka ~5.15±0.80ka,为晚更新世晚期到全新世早期沉积,结合地层厚度,该地区平均沉积速率为0.038cm/a。共采集37个粒度样品,频率曲线特征是：双峰、左偏双峰、右偏双峰、三峰,说明沉积物成分复杂。概率累计曲线特征是三段式,滚动组分含量存在变化,说明水动力条件存在强弱的更替。地层至下而上沉积模式是粘土—粉砂—粉砂质粘土。结合区域地质特征,综合分析潮白河下游晚更新世晚期—全新世早期沉积环境为泛滥平原沉积;本文研究结果可为潮白河中下游沉积过程研究、地下水综合利用与开发提供重要地质资料。     

紫茉莉光合生理特性及其影响因子研究

自然条件下利用Li-6400便携式光合测定系统测定紫茉莉（Mirabilis jalapa L.）的光合-光响应及CO2 响应数据;同时测定蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Cond）、胞间CO2浓度（Ci）等光合参数,对生理因子和环境因子进行相关性分析.结果表明：由改进指数模型拟合得出紫茉莉的光合生理参数,其表明紫茉莉具有较强的耐荫性及净化空气的能力.相关性分析表明,环境因子中光合有效辐射（PAR）、大气CO2浓度及空气相对湿度（RH）和生理因子中胞间CO2浓度与气孔导度是影响紫茉莉光合作用的主要影响因子.因此,在栽培种植时,应采取遮阴或雾灌方式,提高光合作用效率.     

双稀土共掺杂超细BaZrO3荧光粉的发光性质

采用柠檬酸凝胶-燃烧法制备了Eu3+和Gd3+双稀土共掺杂超细BaZrO3荧光粉,利用X射线衍射、差热-热重、红外光谱、扫描电镜等方法对荧光粉的结构、组成及形貌进行了表征.结果表明,经800℃退火后得到的样品呈球形分布,为粒径100~300nm的超细立方相结构BaZrO3:Eu3+、Gd3+粉末.通过样品的激发光谱和发射光谱详细研究了Gd3+对BaZrO3:Eu3+体系中Eu3+发光性质的影响,结果表明在BaZrO3:Eu3+、Gd3+体系中Eu3+的发光强度远远强于Eu3+的单一掺杂,说明Gd3+对Eu3+发光的敏化效果十分明显.BaZrO3:Eu3+、Gd3+的最强激发峰位于465nm和395nm处,与广泛使用的蓝光LED芯片的输出波长相匹配.在近紫外和蓝光激发下,样品发射以Eu3+5 D0→7F1磁偶极跃迁为主的橙光和5 D0→7F2电偶极跃迁为主的红光.因此该法制备的超细BaZrO3:Eu3+、Gd3+粉末有望成为一种潜在的适用于蓝光LED芯片的光转换橙红光材料.     

铯原子D2线无多普勒噪声谱的测量

文章阐述了共振介质的吸收和色散特性导致光场的位相噪声向振幅噪声转化的原理;在速度选择光泵浦的作用下,共振频率附近介质的吸收进一步增强,位相噪声向振幅噪声转化更有效,在实验上得到了铯原子D2线不受交叉吸收线影响的无多普勒吸收谱和噪声谱.噪声谱中每个"M"都对应一条跃迁能级吸收线,中心的最低点严格对应共振跃迁频率.噪声谱可以作为一种高分辨率光谱,用于研究原子的能级结构,原子的吸收和色散,尤其是可以作为一种高灵敏度的探测光场的位相噪声的方法.     

焊缝结构光图像处理与特征提取方法

为实现焊缝磨抛自动化,将双CCD相机与激光器搭载于磨抛机器人上,构成机器人视觉导航和检测系统。根据机器人与焊缝特征点之间空间位置的相关性,构造动态感兴趣区域(ROI),提出了一种提取焊后焊缝结构光特征线的快速算法,该算法可将图像处理区域缩小到原来的1.49%,从而极大地提高了运算效率。在动态ROI内,对图像进行分析,针对焊缝结构光图像的特点,对图像的预处理过程进行了优化,采用动态高斯平滑模板处理直方图,改进了阈值计算方法。在此基础上,提取焊缝激光带的特征线,并进行了实验研究。研究结果表明,视觉系统稳定可靠,提出的算法能够快速地锁定动态ROI,可准确地提取结构光特征线,从而为磨抛机器人视觉导航和检测奠定了基础。     

3D打印技术——掀起制造技术的新革命

3D打印技术是制造业领域正在迅速发展的一项新技术,它与传统制造业不同,无需原胚和模具,就能直接根据计算机图形数据,通过增加材料的方法生成任何形状的物体,其缩短了产品的研制周期,提高了工作效率,因此,这一段时间一直受到社会的广泛关注。本文对3D打印的技术体系和国内外产业发展现状、发展态势作了综合介绍,表明这项技术将对中国制造产业带来巨大的挑战和机遇。