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紫外光谱的研究论文

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紫外光谱的研究论文

它能够有效分析和鉴定药物活性成分,分析维生素B12,青霉素,土霉素等化学结构,还可以有效检测化合物分子结构,能够认识物质世界。

1. Yong-Heng Xing, Guang-Hua Zhou, Yue An, Xiao-Qing Zeng, and Mao-Fa Ge Synthesis and Structure of a New Trinuclear Copper(II) Complexwith 5-Phenyl Pyrazole-3-Carboxylic Acid as Ligand Synthesis and Reactivity in Inorganic, Metal-Organic, and Nano-Metal Chemistry,38:514~517,20082.安悦,周光华,形永恒,牟萍萍等,5-苯基-1H-3-吡唑酰腙化合物的合成及其结构表征,应用化学,2008,25 (5):539~5423. 安悦,形永恒,肖光,范晓宁等,α,α'-二氧代烯酮环二硫代缩酮类化合物的晶体结构研究,化学研究与应用 ,2006,18 (11):1330~13334. 李明强,蹇锡高,韩铁民,安悦,磷钼杂多蓝作为反应控制转移催化剂,化学学报 2004,62(6):540~5415. 安悦,朱再明,胡皆汉,葛俊杰,a,a-二氧代烯酮环二硫缩酮类化合物的谱学研究,光谱学与光谱分析 2004 ,24(9):1069~10716. 安悦,胡皆汉,朱再明,李继平, a,a-二氧代烯酮环二硫缩酮类化合物的紫外光谱研究,光谱学与光谱分析 2002,22 (5):822~8247. 安悦,朱再明,胡皆汉,刘爱华,a,a-二氧代烯酮环二硫缩酮类化合物的特征红外光谱(Ⅲ),光谱学与光谱分析2001,21(6):775~7778. 安悦,李英俊,胡皆汉,孟令俭等,N-(2-苯基-(1,2,3-连三唑-4-甲酰基)-N?芳基硫脲化合物的特征红外光谱,光谱学与光谱分析2001,21(2):177~179

§8—2 紫外和可见吸收光谱一,紫外光谱及其产生1,紫外光谱的产生物质分子吸收一定波长的紫外光时,电子发生跃迁所产生的吸收光谱称为紫外光谱.一般的紫外光谱仪是用来研究近紫外区吸收的.2,电子跃迁的类型与电子吸收光谱(紫外光谱)有关的电子跃迁,在有机化合物中有三种类型,即σ电子,π电子和未成键的n电子.电子跃迁的类型与能量关系见图8-2.电子跃迁类型,吸收能量波长范围,与有机物关系如下:可以看出,电子跃迁前后两个能级的能量差值ΔE越大,跃迁所需要的能量也越大,吸收光波的波长就越短.二,朗勃特—比尔定律和紫外光谱图1,Lambert-Beer定律当我们把一束单色光(I0)照射溶液时,一部分光(I)通过溶液,而另一部分光被溶液吸收了.这种吸收是与溶液中物质的浓度和液层的厚度成正比,这就是朗勃特—比尔定律.用数学式表式为::吸光度(吸收度);c:溶液的摩尔浓度(mol/L)L:液层的厚度;E:吸收系数(消光系数)若化合物的相对分子量已知,则用摩尔消光系数ε=E×M来表示吸收强度,上式可写成:2,紫外光谱的表示方法应用紫外光谱仪,使紫外光依次照射一定浓度的样品溶液,分别测得消光系数E或ε.以摩尔消光系数ε或Iogε为纵坐标.以波长(单位nm)为横坐标作图得紫外光谱吸收曲线,即紫外光谱图.如下图:在一般文献中,有机物的紫外吸收光谱的数据,多报导最大吸收峰的波长位置λmax 及摩尔消光系数ε.如:丙酮在环己烷溶液中的UV光谱数据为 对甲基苯乙酮的UV光谱数据为一般 ε> 5000为强吸收= 2000~5000为中吸收< 2000为弱吸收在紫外光谱图中常常见到有R,K,B,E等字样,这是表示不同的吸收带,分别称为R吸收带,K吸收带,B吸收带和E吸收带.R吸收带为 跃迁引起的吸收带,其特点是吸收强度弱.εmax 10000.共轭双键增加,λmax向长波方向移动,εmax也随之增加.B吸收带为苯的 跃迁引起的特征吸收带,为一宽峰,其波长在230~270nm之间,中心再254nm,ε约为204左右.E吸收带为把苯环看成乙烯键和共轭乙烯键 跃迁引起的吸收带.三,紫外光谱与有机化合物分子结构的关系一般紫外光谱是指200~400nm的近紫外区,只有π—π*及π π* 跃迁才有实际意义,即紫外光谱适用于分子中具有不饱和结构,特别是共轭结构的化合物.1,孤立重键的 跃迁发生在远紫外区如: λmax =162 εmax = 15000λmax =190 εmax = 18602,形成共轭结构或共轭链增长时,吸收向长波方向移动——即红移 见P192表8-1.例如:3,在π键上引入助色基(能与π键形成P-π共轭体系,使化合物颜色加深的基团)后,吸收带向红移动.例如:一些简单有机分子的紫外光谱见P193表8-2.四, 紫外光谱的应用1,杂质的检验紫外光谱灵敏度很高,容易检验出化合物中所含的微量杂质.例如,检查无醛乙醇中醛的限量,可在270~290nm范围内测其吸光度,如无醛存在,则没有吸收.2,结构分析根据化合物在近紫外区吸收带的位置,大致估计可能存在的官能团结构. 1)如小于200nm无吸收,则可能为饱和化合物.2)在200~400nm无吸收峰,大致可判定分子中无共轭双键.3)在200~400nm有吸收,则可能有苯环,共轭双键, 等.4)在250~300nm有中强吸收是苯环的特征.5)在260~300nm有强吸收,表示有3—5个共轭双键,如果化合物有颜色,则含五个以上的双键.3,分析确定或鉴定可能的结构1)鉴别单烯烃与共轭烯烃2)测定化合物的结构(辅助)有一化合物的分子式为C4H6O,其构造式可能有三十多种,如测得紫外光谱数据λmax =230nm (εmax > 5000),则可推测其结构必含有共轭体系,可把异构体范围缩小到共轭醛或共轭酮:至于究竟是哪一种,需要进一步用红外和核磁共振谱来测定.--------------------------------------------紫外—可见分光光度分析法一、基本要求掌握:本章要求掌握分光光度法的特点、基本原理、测定方法及计算方法;分子吸收光谱与电子跃迁类型,物质对光的选择吸收与吸收光谱曲线,摩尔吸收系数与吸收系数,吸光度与透光度,偏离朗伯-比尔定律的原因;掌握显色反应条件及光度测量条件的选择;掌握紫外—可见分光光度计的主要部件,各部件的作用及仪器原理,主要类型及特点;掌握差示分光光度法的原理、特点。理解:物质分子结构与紫外吸收光谱的关系,吸收波长位移与分子结构变化的关系;紫外—可见分光光度定量分析影响结果准确度的各种因素。了解:了解紫外—可见分光光度法测定灵敏度和选择性的途径;双波长分光光度法等其它分光光度法定量测定的方法;紫外—可见分光光度法在有机化合物的结构解析方面的作用及在其他方面的应用。二、基本概念与重点内容A概述1.紫外—可见分光光度法的特点灵敏度与准确度较高;选择性较好;设备简单、操作简便。2.分光光度法的发展过程目视比色法光电比色法分光光度法3.分子的紫外—可见吸收光谱分子的紫外—可见吸收光谱是基于物质分子吸收紫外辐射或可见光,其外层电子跃迁而成,又称分子的电子跃迁光谱。紫外—可见分光光度法是基于物质分子的紫外—可见吸收光谱而建立的一种定性、定量分析方法。4.光的基本性质5.物质对光的吸收及吸收光谱6.紫外—可见吸收光谱与电子跃迁类型7.生色团与助色团B光的吸收定律1.光吸收的基本定律(朗伯-比尔定律)2.吸光度与透光率、百分透光率之间的关系3.工作曲线的绘制与应用4.吸光系数、摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度5.偏离朗伯-比尔定律的因素C紫外-可见分光光度计1.分光光度计的主要部件2.在紫外和可见光区进行测量时,分别选择何种光源3.单色器的主要元件光栅;棱镜4.分光光度计中的检测器类型早期:光电池;光电管;光电倍增管。5.紫外-可见分光光度计的类型及特点D显色测定试样的制备和光度测定条件的选择、1.显色反应及其影响因素2.测定读数误差和测定条件的选择5.入射波长的选择E分光光度定量测定方法与其他应用1.单组分的测定通常采用A-C标准曲线法定量测定。2.多组分的同时测定3.紫外可见吸收光谱在有机化合物结构解析中的作用了解共轭程度、空间效应、氢键等;可对饱和与不饱和化合物、异构体及构象进行判别。在有机化合物结构解析中,紫外可见吸收光谱没有红外吸收光谱提供的结构信息多。4.紫外—可见吸收光谱中有机物发色体系信息分析的一般规律--------------------------------------------3-1 紫外和可见光谱仪紫外和可见光谱仪的主要组成部分紫外及可见光谱仪的类型3-2 影响紫外光谱的因素紫外光谱吸收带的分类测试条件对紫外及可见吸收谱带的影响;3-3 有机化合物的紫外光谱 共轭烯烃的紫外吸收 共轭烯酮的紫外吸收 芳香化合物的紫外吸收 杂环化合物的紫外吸收3-4 无机化合物的紫外光谱电荷转移吸收带配位体场吸收带3-5 紫外-可见光谱的应用荧光光谱

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紫外光谱仪毕业论文

应用化学是介于理科与工科之间的一门理工结合型学科,应用化学专业的毕业生可服务的社会领域非常广泛。下面是我为大家整理的应用化学毕业论文,供大家参考。

摘要:在完善应用化学实验教学内容改革的同时,继续加大了对实验教学设备的调研与采购。着重按照现行企业运行模式中的方式,采用一些先进的小型化设备与仪器,让学生在实验操作技能锻炼的同时,熟悉设备与仪器的使用,这为学生进入企业能尽快投入到工作中奠定一定的基础。

关键词:应用化学;实验

1应用化学实验课程现状

从实验教学内容来看,大体上分为三个部分:其一,典型的物质合成,占实验教学内容的,从教学范畴上属于有机化学实验教学内容,不利于学生应用化学实验的开展;其二,系列产品的配制实验偏多,占实验教学内容的,咋一眼看上去,内容较为丰富,但都属于同一范畴,造成实验类型单一;其三,提取类实验,占实验教学内容的20%,操作方法基本上相同,很难体现出应用化学实验的真正目的。另外,从学科与地方经济发展的角度考虑,包头隶属于稀土产业的主产地,国家中长期发展纲要中,把内蒙古定位成国家重要的能源基地,尤其是在化工行业中尤为突出。然而,从应用化学实验教学内容来看,并没有突出化工行业中典型流程的分离,脱离了地方产业的发展,违背了应用化学实验在人才培养方法中的重要地位。同时,从大的环境来看,高校从事应用化学专业相关的人员很多,但在这个领域中具有技术型的人才偏少,往往因设备、技术和资金等原因只停留在理论阶段,很难实现校企合作,时间长了,理论就会偏离实践。鉴于以上原因,我校化学学院在12版人才培养方案修订的同时,着重对应用化学实验教学内容进行了改革,强化高校与地方产业的联系,重点突出校企合作平台建设,丰富应用化学实验教学内容。

2应用化学实验课教学内容改革

实验教学课时的变动

按照化学学院12版人才培养方案的修订,对于应用化学实验教学内容修订正处于尝试与完善阶段,在人才培养方案修订的同时,兼顾多方面考虑,将原有应用化学实验90课时,缩减为35课时,并且由原来的两学期变成一学期。在应用化学实验教学内容完善并走向正常化运行时,进一步修订补充应用化学实验教学课时,真正实现应用化学实验教学对应用化学专业学生走向社会的需求。

实验教学内容的转换

对于应用化学实验教学内容的改革,我们在吸收原有实验教学内容的基础上,积极与周边化工企业、煤化工企业和环保局等多次接触,一方面了解这些企业岗位群体的实际需求以及对毕业生的要求,另一方面积极学习这些企业对化工原料、煤化工以及环境监测等方面的技术,组织相关专业任课教师依据应用化学实验课程改革要求,结合企业生产环节,充分调研,再通过相关文献检索与其他院校开设应用化学实验教学内容进行对比,初步对应用化学实验教学内容梳理为四个方面。就稀土元素分离与提取模块而言,学生在掌握基本无机化学实验的基础上,通过分层次教学手段,强化学生实验技能的培养,建立与地方稀土企业的密切联系,如与当地金蒙稀土集团有限公司和稀土研究院搭建校企合作平台,让学生形成实验—实践—再实验三者循环模式(见图1),杜绝因课堂实验教学的单一性和程序化给学生实验造成不良的惯性学习习惯。煤化工实验模块,也是应用化学实验尝试引入教学环节的新举措。最近几年来,随着包头新型煤化工企业相继入驻,对煤化工类的人才需求越来越多,学校也非常重视与这些企业的联系,每年利用化工专业见习和专业实习机会,加大拓展实习基地的建设,目前已经与内蒙古乌海化工、鄂尔多斯大陆新区的煤制天然气和煤制油等大型企业建立了良好的合作关系。有必要尽快将煤化工实验模块引入到课堂教学中,除建立以理论教学促进实验教学体系以外,还应建立以实践基地建设来完善实验教学的新模式。既丰富学生教学实验内容,又能为相关用人企业培养具有专业背景的人才,实现学校与企业,企业与学生,学生与学校互利双赢的金三角格局。环境检测与分析模块是结合当前国家重视环境保护,促进生态环境建设而提出的。包头具有丰富的煤炭资源,新型的能源化工企业规模正在逐步扩大,对节约资源、实现环境与效益双赢的意识也越来越高,环境治理与检测相关专业的人才也逐步受到重视。但从现实来看具有这方面的专业人才相对匮乏。为此我们在应用化学实验教学中加大环境监测与分析方面的教学内容,进一步拓宽学生视野,掌握一定的专业技能,为社会输送可用人才。

实验教学设备的完善

在完善应用化学实验教学内容改革的同时,继续加大了对实验教学设备的调研与采购。着重按照现行企业运行模式中的方式,采用一些先进的小型化设备与仪器,让学生在实验操作技能锻炼的同时,熟悉设备与仪器的使用,这为学生进入企业能尽快投入到工作中奠定一定的基础。对于一些大型的、一时无法满足教学实验的仪器,采取积极与临近科研院所沟通的形式,转移课堂教学,通过现场学习的方式进一步完善应用化学实验教学体系。目前,按照我校12版人才培养方案的修订,结合多方面的努力,应用化学实验教学内容已经修订完成。以11级的学生作为研究对象,正在实施运行当中,根据学生的反馈与实际教学效果,反响很理想。当然,在实际实验教学中也发现一些问题,正在积极总结经验,争取进一步完善应用化学实验教学改革。

参考文献

1、应用化学专业建设与实践研究张群正化工高等教育2004-09-30

2、走理工融合之路 培养应用化学专业高素质创新人才杨屹; 陈咏梅; 白守礼; 许家喜; 李蕾; 李保山中国大学教学2013-07-15

摘要:经过近几年的建设,我们制定了明确的课程建设目标和规划,建立了较为完善、科学的课程体系,做到了理论联系实际,课内课外结合,既传授知识和技能,又培养学生的应用能力和综合素质。

关键词:应用化学;仪器

1仪器分析实验课程设置

课程设计理念

“仪器分析实验”是应用化学专业必修的基础课程之一,它是分析化学不可分割的重要组成部分。通过本课程的学习,学生比较系统地掌握仪器分析的基本理论和操作,能根据不同仪器的性能、不同分析对象选择合适的分析方法。能够运用分析技术解决生产和科研的实际问题,并初步具备从事仪器分析方面研究工作的方法与能力。为此,我们的设计理念是“夯实基础,综合训练,创新提高,实践应用”。“夯实基础”要求所有学生都要完成基础性实验,加深理解仪器分析的基本原理,掌握大型仪器的使用方法;“综合训练”是指每个学生必须完成部分综合性实验,能够综合运用所学的知识和各种仪器分析测定实际样品,掌握常用的样品前处理方法;“创新提高”是指学生自主选择1-2个创新性实验,课下完成,针对生产生活实际中的某个问题,查阅文献,设计实验方案,优化实验条件,得到产品,进行表征或测定,并评价其使用效果,无论成功与否,都要给出合理的解释。通过这样的训练,可以培养学生的问题意识和创新能力,为下一步毕业论文和今后的研究生学习奠定基础。“实践应用”是指学生通过见习实习,加深理解课堂上所学的知识;更重要的是利用学到的基本理论和分析方法去解决生产生活中遇到的实际问题,增强综合应用能力。

课时安排

在2011版应用化学专业培养方案中,仪器分析实验在第5学期与仪器分析课同时开设,安排在无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验等基础课程之后,48学时,开设12个实验项目,教学大纲提供了26个项目,其他实验项目作为开放实验,供有兴趣的学生课下完成。

课程体系

近年来,我们紧紧围绕应用型人才和创新型人才培养目标,按照仪器分析实验的要求,课程组以教育部精品课程建设宗旨为指导,以学生实验能力和创新能力培养为切入点,对仪器分析实验课程目标和教学内容进行了一系列改革,形成了相对独立的由基础性、综合性与创新性实验以及实践实训构成的课程新体系,体现了从易到难、从简单到综合、从基本技能训练到创新能力养成的认知发展规律。

(1)基础性实验

共有8个基础性实验,其中6个为必做实验。该类实验针对基本的分析方法,选择常用的仪器,开设较为简单的实验,目的是让学生学习和掌握大型仪器的使用方法和基本操作,了解仪器的基本结构,学会记录和分析处理数据,为养成良好的科学素养打下基础。通过第一层次的实验,强化了学生的动手能力和操作技能,并为后续实验奠定了基础。

(2)综合性实验

2个综合性实验为学生必做实验,其余10个为选做实验。综合性实验包括样品前处理和分析测定两部分。目的是让学生进一步熟悉原有仪器的使用,学习新型仪器的操作,如气质联用仪、液质联用仪、X-射线衍射仪等,掌握常用的样品前处理方法,培养学生综合运用知识解决问题的能力。

(3)创新性实验

该类实验难度较大,教师精选生产生活实际中的问题,只给出实验要求。学生必须进行社会调查、查阅文献、设计方案、独立完成实验、分析数据、得出结论。这类实验以开放性实验开出,与大学生创新训练项目、教师科研课题相结合,培养学生的创新能力和科研意识。

(4)实践实训

为了实现应用型人才的培养目标,课程组非常重视学生的实践实训工作,积极开展第二课堂。结合环保主题开展临沂市水质调研、土壤中重金属污染情况的调查,对水质的各种指标和土壤中重金属离子的含量进行测定。学生查阅文献设计方案,不同小组可以选用不同的仪器进行测定,进一步熟悉气相色谱仪、液相色谱仪、ICP-OES光谱仪、原子吸收光度计和原子荧光光度计的使用,掌握样品的前处理方法。比较不同小组的测定结果,并与国家标准对照,确定水或土壤是否被污染。2011年,我们组织的临沂大学沂河水质调研团获山东省暑期“三下乡”社会实践优秀服务队。充分利用现有的实习基地组织学生进行参观学习或实习,在实践中开阔视野,学习了解先进的分析仪器。学生在学习仪器分析之前,接触到的分析仪器都是玻璃仪器,复杂一点的就是紫外-可见分光光度计,所以对于大型仪器非常陌生。开始新课前,我们组织学生分组到仪器分析实验室和分析测试中心,见识将要用到的大型仪器,对于学校没有的较先进的仪器,就带学生去实习单位参观,了解分析化学的应用领域,大型仪器在现代分析中的重要地位,明确仪器分析要解决的问题,让学生带着实际问题学习,增强学习的目的性和针对性,提高学习效果。教学结束时,部分有兴趣的学生,可以再去实习基地见习或实习1~2周,用学到的知识去解决问题,对实际样品进行处理和测定,深刻体会学有所用、学有所成的道理。大四下学期,所有的学生都要去基地实习2-3个月,实习期间,学生进行系统的训练,从设计方案,到优化条件,最终建立一种灵敏度较高、选择性较好的分析方法,或者对已有的方法进行改进,在校内教师和基地老师的指导下完成毕业论文

2仪器分析实验课程内容

为了适应不断发展变化的社会需求和人才培养需要,我们积极吸收行业企业参与课程内容和课程体系改革,临沂市环境监测站、临沂市出入境检验检疫局、临沂市产品质量监督检验所、临沂市药品检验所等监测部门、山东金正大生态工程股份有限公司、鲁南制药集团股份有限公司、天津药明康德新药开发有限公司、山东潍坊润丰化工有限公司等企业对仪器分析实验项目的设置提出了修改建议。我们主要从以下几方面对实验内容进行了修订。

从生产生活实际出发选择实验内容

仪器分析实验教学的内容要贴近生活、生产实际,强调知识的应用和内容的开放性,这样才能激发学生的好奇心,从而引起对实验的兴趣。讨论问题不能一味地从理论知识开始,应注重从与知识相关的应用和技术以及社会的角度进行思考,从项目(主题)及应用性的问题出发,根据需要合理选择实验内容。例如:在原子吸收分光光度法中就可以选择头发中微量元素含量的测定,双波长紫外分光光度法测定复方磺胺甲恶唑片中磺胺甲恶唑含量,循环伏安法可以选择各种饮料中葡萄糖含量的测定,既保证了实用性,又增加了前处理的内容。对于社会上出现的一些热点问题将其有选择性地融入仪器分析实验教学中,如假药的检测、苏丹红及三聚氰胺的分析等此类探索研究性实验,作为开放性实验,对一些有浓厚兴趣且基础较好的学生单独开放。学生通过实验可以体会到仪器分析实验在社会生产和生活中的巨大作用,以及给社会生活带来的便利,并且认识到,如果不合理地利用科学技术,它会给人类带来危害,甚至是灾难,让学生关注与科学有关的社会问题,增强社会责任感。

删除陈旧的内容,增加新技术新方法

传统的仪器分析实验内容多是一些验证性和低层次的常规实验,与现代实验方法技术和现实应用等相差较远,无法调动学生学习实验课的兴趣和积极性。在实验课的教学过程中,必须结合科学发展前沿介绍本学科的新理论、新方法,以及本学科与其他相关学科的关系。以基础理论为主线,以典型的实验为重点,以实际操作为核心,在集中讲授研究成熟、应用性广泛的仪器方法的同时,要让学生通过查阅文献,掌握现代仪器理论的最新动态,了解本学科涌现的新知识、新技术、新方法,使学生受到现代科学技术的熏陶。基于这一想法,我们增加了有关新仪器、新方法、新技术的实验,如“吹扫捕集-气相色谱/质谱法测定水中苯系物的组成”、“松果菊中组分的LC/MS分析”、“流动注射化学发光法检测DNA”、“基于纳米金比色分析法测定中药材中的汞离子”等。

提高综合性实验和创新性实验的比例

不少学生希望老师把更多的思维空间留给他们,让他们有独立思考的机会。为此我们尝试把学生的一些基础实验设计成研究型实验,把科学前沿领域的知识引入学生实验中来,增加创新性实验,旨在调动学生的积极性,培养学生的综合能力。例如“HPLC法测定中药材提取物和克林霉素磷酸酯注射液中抑菌剂含量”、“叶绿素的提取分离及叶绿素金属络合物的合成与鉴定”、“固相萃取-HPLC检测土壤中的三嗪类除草剂”等。通过实验,学生很好的掌握了样本的提取与预处理,以及气相色谱、液相色谱、紫外-可见分光光度计、原子吸收分光光度计等仪器的使用和注意事项,初步具备了实验方案制定的能力,并对现代仪器的原理、结构和操作有了更深一步的了解。

及时将教师的科研成果转化为实验内容

课程组教师坚持以教学为中心,教学与科研相互促进,积极开展科研工作,形成了几个较为稳定的研究方向:生命化学分析、纳米改性与传感、环境分析、天然产物分离与分析。课程组充分利用科研优势推动教学改革和实验内容的更新,部分教师的研究成果已经成为仪器分析实验的重要组成部分。例如,“流动注射化学发光法检测DNA”来源于生命化学分析研究方向,“毛细管电泳法测定阿司匹林中水杨酸的含量”、“松果菊中组分的LC/MS分析”等实验项目来源于天然产物分离与分析方向,“基于纳米金比色分析法测定水中的汞离子”、“稀土掺杂TiO2光催化剂制备及光催化活性的研究”来源于纳米改性与传感方向,“土壤中砷的形态分析”,“金属离子印迹聚合物的制备及水中镉离子的测定”等实验项目来源于环境分析化学方向。这些实验项目的实施,既完善了实验教学体系,又充实了实验内容,有助于学生了解科学研究的过程,激发参与教师科研课题的热情。

3结语

经过近几年的建设,我们制定了明确的课程建设目标和规划,建立了较为完善、科学的课程体系,做到了理论联系实际,课内课外结合,既传授知识和技能,又培养学生的应用能力和综合素质。紧跟学科发展前沿,力求教学内容科学先进,及时把新型的仪器手段、分析方法和教师的教学科研成果引入教学。教学过程中灵活运用多种教学方法,调动学生学习的积极性和主动性,学生的学习兴趣明显增强,动手能力和解决问题的综合能力显著提高,在各种大赛和科技活动中取得了优异的成绩。在山东省大学生化学实验技能大赛中获一等奖4人、二等奖7人、三等奖1人;在“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛中获二等奖5人、三等奖6人;6名学生获山东省优秀学士学位论文;27人在省级以上期刊发表学术论文;2012年,14人获国家级大学生创新训练计划项目,16人获校级大学生创新训练计划项目。

参考文献

1、浅谈应用化学专业实验教学改革与实践李凡修; 孙首臣; 邓仕英; 李克华实验室研究与探索2014-04-15

可用UVWin5紫外软件打开,如果你没有这个软件,可将原始文件打包压缩上传给有UVWin5紫外软件的人,对方可将它打开并可导出为其它形式(如文件、WORD、EXCEL等)再回传给你; 也可用Adobe Reader 软件打开; 实在不行,可尝试下,存入U盘,去复印店让其直接复印(一般高校附近的复印店各种格式都能打开)

红外光谱的研究论文

此本来自自己硕士论文的综述部分。

FT-MIR在检测某特定物质时会根据该物质的官能键与官能团,产生属于该物质的特征波。研究表明在使用多自变量建立预测某物质模型的过程中,选出该物质特征波来作为自变量,不仅能提高模型预测的准确性,还能增强模型的稳定性(Leardi et al 2002, Zou et al 2010, Vohland et al 2014)。John等较早提出了特征选择主要分为两大类,第一类为过滤法,其是独立于预测变量的特征选择算法,并且单独度量各个自变量的重要性,过滤掉在数据分析中几乎没有用的特征;第二类为封装法,其是将所有自变量逐一添加或删除应用在某类算法中,根据模型结果找到最佳自变量组合(John et al 1994)。两者各有优缺点,过滤法速度快,但其不能根据建立模型的结果来分析自变量,而封装法能够结合建立模型准确性的结果来选择变量,但其计算量比过滤法大且有过拟合的风险(Saeys et al 2007)。但随后还出现了第三种嵌入法,其在算法构建中加入了特征波选择,与封装法类似,但其不能用于其他算法(只能适用筛选特征波的算法),优点在于比封装法降低了计算量(Saeys et al 2007)。所以比较合理的筛选光谱特征波方法是先使用过滤法缩小范围,再使用封装法或嵌入法筛选最终特征波。

定性判别分析(Discriminant Analysis)是在已知特征与类别的训练集上建立判别模型,再使用判别模型对已知特征与未知类别的新数据进行分类预测。 定性判别分析根据判别准则可分为Fisher判别、距离判别和Bayes判别。Fisher判别是将多维数据投影到某一个维度上,使各类的总体之间最大限度分开,再选择合适判别规则将新的样本分类判别。距离判别是先计算出已知分类的各类别的重心,再对未知类别的数据计算其与各类重心的距离,与某类重心距离最近则归于该类。Bayes判别是由先验概率计算出后验概率,再根据后验概率分布对新数据作出统计推断。 定量分析(Quantitative Analysis)是通过某类算法使自变量能够较为精确地预测因变量的一种回归方法,且因变量一般为连续变化的数据,其一般分为线性、广义线性与非线性三种。主要有:偏最小二乘法(Partial least squares, PLS),主成分分析-线性判别分析(PCA-LDA),决策树(Decision Tree, DT),人工神经网络(Artificial neural network,ANN),支持向量机(Support Vector Machine, SVM),K最近邻算法(K Nearest Neighbor, KNN),逻辑回归(Logistic Regression, LR),随机森林(Random Forest, RF)。这8中算法的理论部分请查看 机器学习 部分 11 与 12 篇。

定性判别模型的评价可使用混淆矩阵,混淆矩阵及其相关参数是最简单与最直观的评价指标之一,以二分类为例,混淆矩阵如表1-3,可基于混淆矩阵计算出判别模型的评价指标

推导出的参数有:

定量分析模型的评价指标主要有决定系数(coefficient of determination,R2 )和均方根误差(Root Mean Squared Error,RMSE),R2值越大表示模型越好(0≤R2≤1),RMSE越小表示模型越好(RMSE≥0)。 计算公式如下:

在不同数据集中,可分别计算出相应的R2与RMSE参数。在训练集中,其中公式(2)中n=样本数-主成分数-1时,全部数据建模的参数表示为校正R2C(Calibration coefficient of determination,R2C)与校正RMSEC(Root mean square error of calibration,RMSEC);当公式(2)中n=样本数-交叉验证时留出的样本数时,建模的参数表示为交叉R2CV(Cross-calibration coefficient of determination,R2CV)与交叉RMSECV(Root mean square error of cross-calibration,RMSECV);在测试集中,当公式(2)中n=样本数时,验证结果得到的参数为验证R2V(Validation coefficient of determination,R2V)与验证RMSE p (Root mean square error of validation,RMSEp)。

1.微孔HA的制备及PLA/HA复合材料的性能研究. 《材料科学与工程学报》.2007,25(1)2.聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的流变性能研究《塑料科技》,2007,25(3)3.宽峰聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究。《中国塑料》,2007(4)结构及流变性能研究。《弹性体》,2007,17(2)5.聚乙烯醇/蒙脱土纳米复合材料的制备及性能研究。《中国塑料》,2007(6)复合水凝胶的制备及性能。《长春工业大学学报》,2007,28(3)薄膜的光氧化及热力学降解,《合成树脂及塑料》,2006,23(5)8.共混聚合物界面张力的测定方法.《高分子材料科学与工程》,2006,22(5) on insulating thermal conductive BN/HDPE composites .thermochimica (2007).聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能。《塑料科技》2006,34(5)纳米复合材料的制备。《2006年中国工程塑料年会论文集》 of Compatibilized Nylon6/ABS Polymer Blends, Journal of Macromolecular Science,Part B:Physics,45:的制备及其对纳米CaCO3/PA66的增韧. 《塑料科技》2006,34(4)14.聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料结构与力学性能的研究.《塑料科技》,2006,34(1)15.原位聚合法制备宽峰聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料。《2006年全国高分子材料科学与工程年会论文集》纳米SiO2的力学性能和光学性能研究 《河北化工》2006(1)17.医用聚乙烯醇水凝胶的制备及性能研究. 《长春工业大学学报》,2006,27(3)纳米复合材料的制备和表征。《中国塑料》,2006,20(6) Morphologies of Poly(L-lactide) Thin Films,《2006年国际高分子物理年会》20.聚乙烯醇缩丁醛/纳米TiO2复合材料的制备及性能研究。《化工新型材料》,2006,34(1)21.吡唑林荧光化合物的合成与红外光谱研究。《光谱学与光谱分析》,2005,25(3)22.一种水容器壳体湿法缠绕环氧树脂体系。《复合材料学报》,2005,22(3)熔融接枝SBS及其对PA6增容研究。《工程塑料应用》,2005,33(2)复合材料的性能和形态结构研究。《塑料科技》,2005(5)增韧聚丙烯及其脆韧转变机理的研究。《弹性体》,2005,15(5)26.熔融法制备POE-g-GMA及影响因素的研究。《弹性体》,2005,15(6)熔融接枝SBS的研究。《弹性体》,2005,15(6)的制备及其对PA66/纳米CaCO3的增韧研究 《05年中国工程塑料年会论文集》29.聚丙烯的官能化及其与尼龙6相容性。《长春工业大学学报》,2005,26(3)30.分子量对PP/PA6体系界面张力的影响。《2005年全国高分子学术年会论文集》 GMA共混物的形态结构和力学性能。《长春工业大学学报》,2005,26(1)32.熔融法制备EPDM-g-GMA及其对PEN脆韧转变的研究。《工程塑料应用》,2004,32(12)33.水处理容器湿法缠绕用环氧树脂体系。《纤维复合材料》,2004,21(1)34.熔融法制备EPDM-g-MAH及其对PEN的脆韧转变研究。《塑料科技》,2004(6)35.水玻璃在练漂液中稳定双氧水的探讨。《纺织学报》2004,25(4)36.熔融法制备EPDM-g-MAH及其对PEN的脆韧转变研究。《塑料科技》,2004(6)37.马来酸酐接枝SBS及其对PA6的增容作用。《长春工业大学学报》,2004,25(2) transition in PP/EPDM blends,effect of notch radius.《POLYMER》.polymer44 (2003)3125—313139.结合科研进行教学 提高专业人才素质。《长春工业大学学报》(高教研究版),2004(25)40.聚丙烯的官能化及其与尼龙66相容性研究。《工程塑料应用》:2003,31(3)41.纳米SiOx改性不饱和聚酯树脂。《纤维复合材料》,2003,20(4)42.增容剂在PC/ABS合金中的应用。《2003年全国高分子学术年会论文集》43.聚丙烯的官能化及其与尼龙1010相容性的研究。《2003年全国高分子学术年会论文集》增韧PVC/ABS共混物共混工艺的探讨。《长春工业大学学报》,2003,24(1) properties of compatibilized Nylon/ABS polymer blends 《2002年国际高分子物理年会》46.聚丙烯与尼龙共混物相容特性。《长春工业大学学报》:2002,23(2)

关于红外光谱的研究性论文

(1)石春海、何慈信和朱军,稻米碾磨品质性状遗传主效应及其与环境互作的遗传分析。遗传学报,1998, 25(1):46~53。(2)石春海和朱军,稻米营养品质种子效应和母体效应的遗传分析。遗传学报,1995, 22(5):372-379。(3)樊龙江、石春海、吴建国、朱军和吴平,籼稻糙米厚度的发育遗传研究。遗传学报,2000,27(10):870~877。(4)石春海、吴建国、樊龙江、朱军和吴平,不同环境条件下稻米透明度的发育遗传分析。遗传学报,2002,29(1):56~61。(5)Ge G. K., X. Zheng, C. H Shi, J. G. Wu and Z. H. Ye, Analysis of the conditional correlations from different genetic systems between the protein content and the appearance quality traits Genetica Sinica, 2007, 34(2): 129-137.(6)石春海、朱军、杨肖娥和余允贵,籼型杂交稻稻米赖氨酸性状的基因型×环境互作效应分析。中国农业科学,1999,32(1): 8~14。(7)石春海和申宗坦,籼稻粒形及产量性状的加性相关和显性相关分析。作物学报, 1996, 22(1):40-46。(8)石春海、陈国林、朱军、臧荣春,吴建国和陈双燕,籼稻稻米直链淀粉含量的胚、胚乳、细胞质和母体遗传效应分析。作物学报,2000,26(6):833~838。(9)程方民、蒋德安、吴平和石春海,早籼水稻籽粒灌浆过程中淀粉合成酶类的变化及温度效应特征。作物学报,2001,27(2):201~206。(10)张小明、石春海、堀内久满、富田 桂、鲍根良、冯水英和叶胜海,粳稻穗部不同部位米粒直链淀粉含量的差异分析。作物学报,2002,28(1):99~103。(11)程方民、钟连进、舒庆尧、黄华宏、石春海和吴平,早籼水稻垩白部分淀粉的蒸煮食味品质特征。作物学报,2002,28(3):363~368。(12)吴建国、石春海、张海珍和樊龙江,应用近红外反射光谱法整粒测定小样品油菜籽含油量的研究。作物学报,2002,28(3):421~425。(13)郭龙彪、罗利军、邢永忠、徐才国、梅捍卫、王一平、余新桥、应存山和石春海,汕优63重组自交系群体重要农艺性状遗传分析和利用。作物学报,2002,28(5):644~649。(14)林建荣、石春海和吴明国,粳稻稻米外观及碾磨品质与植株农艺性状的遗传相关分析。作物学报,2003,29(4):581~586。(15)吴建国、石春海、张小明和费万辛,用近红外反射光谱法分析稻米三种必需氨基酸含量的研究。作物学报,2003,29(5):688~692。(16)张海珍、石春海、吴建国、任玉玲和李长涛,油菜籽硫代葡萄糖苷含量的胚、细胞质、母体遗传效应分析。作物学报,2004,30(1):31~35。(17)高用明、朱军、宋佑胜、何慈信、石春海和邢永忠,水稻永久F2群体抽穗期QTL的上位性及其与环境互作效应的分析。作物学报,2004,30(9)。(18)吴建国、刘长东、任玉玲、杨国花和石春海,基于计算机视觉的稻米垩白指标快速测定方法研究。作物学报,2005,31(5):670~672。(19)叶俊、吴建国、杜婧、郑希、张志和石春海,水稻“9311”突变体的筛选和突变体库的构建。作物学报,2006,32(10):1525~1529。(20)郑希、吴建国、楼向阳、徐海明和石春海*,不同环境条件下稻米组氨酸和精氨酸的胚乳和母体植株QTL分析。作物学报,2008,34(3):369~375。(21)陈国林、吴建国、张莉、M. T. Variath和石春海*,不同环境条件下油菜籽饼粕赖氨酸含量的发育遗传研究。作物学报,2010,36(4):680~687。(22)何祖华、Etoh Kossi、石春海和申宗坦,水稻株高基因对GA3敏感性及与酶的关系。中国水稻科学,1993,7(3):143~147。(23)石春海和朱军,籼稻稻米蒸煮品质的种子和母体遗传效应分析。中国水稻科学,1994,8(3):129~134。(24)石春海和申宗坦,早籼粒形的遗传和改良。中国水稻科学,1995, 9(1):27-32。(25)石春海和申宗坦,水稻半矮秆基因sd1对农艺性状的影响。中国水稻科学,1996, 10(1):13~18。(26)Shi C. H., Y. G. Yu, J. M. Xue, X. E. Yang and J. Zhu, Genetic correlations analysis of seed,cytoplasm and maternal plant for nutrient quality Journal of Rice Science, 1996, 10(3):143-146.(27)Shi C. H., C. X. He, J. Zhu and J. G. Chen, Genetic effects and genotype ′ environment interaction effects analysis for apparent quality traits Journal of Rice Science, 1999, 13(3):179-182.(28)林建荣、吴明国和石春海,粳型杂交稻稻米外观品质性状的遗传效应研究。中国水稻科学,2001,15(2):93~96。(29)张小明、石春海和富田 桂,粳稻米淀粉特性与食味间的相关性分析。中国水稻科学,2002,16(2):157~161。(30)林建荣、石春海和吴明国,不同环境条件下粳型杂交稻稻米外观品质性状的遗传效应。中国水稻科学,2003,17(1):16~20。(31)张小明、石春海、吴建国、鲍根良、叶胜海和富田 桂,杂交稻米必需氨基酸含量与亲本的关系。中国水稻科学,2003,17(1):91~94。(32)郭龙彪、罗利军、邢永忠、徐才国、梅捍卫、王一平、钟代彬、钱前、应存山和石春海,水稻重要农艺性状的两年QTL剖析。中国水稻科学,2003,17(3):211~218。(33)李长涛、石春海、吴建国、徐海明、张海珍、任玉玲和费万辛,利用基因型值构建作物核心种质的方法研究。中国水稻科学,2004,18(3):218~222。(34)Zhang X. M.,C. H. Shi, S. H. Yue and Y. B. Qi, Developmental analysis of genetic behavior for brown rice width Science, 2006, 13(2):99-105.(35)葛国科、张志、石春海、吴建国和叶子弘,稻米直链淀粉和蛋白质含量对糙米重与外观品质性状间遗传相关性的影响。中国水稻科学,2007,21(1):44~50。(36)赵彦红、朱军、徐海明、杨剑、高永明、宋佑胜、石春海和邢永忠,基于QTL定位的水稻有效穗数杂种优势分析。中国水稻科学,2007,21(4):350-354。(37)唐绍清、胡培松、罗炬、焦桂爱、万建民和石春海*,利用回交重组自交系定位稻米赖氨酸含量的基因座位。中国水稻科学,2008,22(4):435~438。(38)吴建国、石春海和樊龙江,油菜籽芥酸和硫甙含量近红外反射光谱测定技术的优化设置。中国粮油学报,2002,17(2):59~62。(39)涂进东、石云、吴建国和石春海*,蛋白质和脂肪含量对油菜籽品质性状间相关性的影响。中国粮油学报,2009,24(2):82-88。(40)吴建国、李再云、刘焰、石春海和傅廷栋,一种鉴定油菜远缘杂种的细胞学方法。遗传,1999,21(5):51~52。(41)陈双燕、吴建国、石春海和肖建富,裸粒水稻同源四倍体的人工诱导。遗传,2000,22(2):90~92。(42)吴建国、朱志玉、石春海、樊龙江,植物染色体原位杂交技术的发展与现状。遗传,2001,23(1):77~80。(43)吴建国、石春海、蔺兴武、李再云和傅廷栋,甘蓝型油菜与诸葛菜属间杂种后代亚倍体类型的形态学及细胞遗传学研究。遗传,2004,26(6):917~921。(44)蔺兴武、吴建国和石春海,远缘杂交油菜核不育材料的创建与细胞学和形态学研究。遗传,2005,27(3):403~409。(45)杨本超、肖炳光、陈学军和石春海,基于ISSR标记的烤烟种质遗传多样性研究。遗传,2005, 27(5):753-758。(46)孙加焱、涂进东、范叔味、吴建国和石春海,甘蓝型油菜理化诱变和突变体库的构建。遗传,2007,29(4):475~482。(47)石春海、吴建国和马秋兰,《遗传学》多媒体教材的编写与实践。遗传,2009,31(3):320~324。(48)胡钢亮、吕秀阳、吴建国、邵胜荣和石春海,近红外漫反射光谱法直接测定银杏叶提取物粉末中总黄酮的含量。药物分析杂志,2004,24(1):18~20。(49)石春海和朱军,籼型杂交稻稻米外观品质的种子和母体遗传效应分析。北京农业大学学报,1993,19(增):69~74。(50)石春海,水稻粒形与优质米育种。中国农学通报,1994,10(1):41-45。(51)吴建国、陈双燕、石春海和樊龙江,籼稻基因转化中的组织培养系统研究。中国农学通报,2002,18(1):36~39,48。(52)樊龙江、周雪平、胡秉民、石春海和吴建国,转基因植物的基因漂流风险。应用生态学报,2001, 12(4)630~632。(53)石春海,水稻诱变育种的研究进展。核农学通报,1992,(2):85-90。(54)石春海和申宗坦,籼稻苗期除草剂抗药性的鉴定技术研究。浙江农业大学学报,1990,16(1):31~36。(55)石春海、杜如伟、林大为、章旺根和申宗坦,优质高产抗病早籼品种浙农8010的选育及利用。浙江农业大学学报,1993,19(4):378~382。(56)石春海和朱军,籼稻稻米外观品质与其它品质性状相关性分析。浙江农业大学学报,1994,20(6):606~610。(57)石春海和申宗坦,早籼稻谷粒性状遗传效应的分析。浙江农业大学学报,1994,20(4):405~410。(58)石春海和朱军,水稻植株农艺性状与稻米碾磨品质的遗传相关性分析。浙江农业大学学报,1997,23(3):331~337。(59)石春海、陈文光、陈国林、张根贤和申宗坦,中熟高产抗病早籼浙农921通过浙江省品种审定(研究快报)。浙江农业大学学报,1997,23(5):510。(60)石春海、吴建国、朱军、樊龙江和吴平,籼稻精米重量性状的发育遗传分析。浙江大学学报(农业与生命科学版),2001,27(5):483~488。(61)樊龙江、吴建国、石春海、叶伟宗和吴月友,籼稻露水和喷水去雄方法研究。浙江大学学报(农业与生命科学版),2003,29(3): 271~274。(62)Gao Y. M., J. Zhu, Y. S. Song, C. X. He,C. H. Shiand Y. Z. Xing. Analysis of digenic epistatic effects and QE interaction effects QTL controlling grain weight in . of Zhejiang University SCIENCE,2004, 5(4):371-377.(63)任玉玲、石春海、吴建国和张海珍,油菜籽三种氨基酸含量的胚、细胞质和母体遗传效应分析。浙江大学学报(农业与生命科学版),2005,31(1):41~46。(64)李云侠、Variath Murali-Tottekkaad、吴建国和石春海*,甘蓝型油菜不同发育时期角果重量的遗传分析。浙江大学学报(农业与生命科学版),2009,35(1):45~50。(65)石春海和朱军,籼型杂交稻碾磨品质的遗传分析。生物数学学报,1992,7(4):37-45。(66)Shi C. H. and J. Zhu, Analysis of genetic correlations for quality traits . J. , 10(3):15-20.(67)石春海和朱军,籼稻稻米外观品质的细胞质、母体和胚乳遗传效应分析。生物数学学报,1996, 11(1):73-81。(68)石春海和朱军,稻米营养品质性状的间接选择和遗传改良。生物数学学报,1996, 11(2):89-96。(69)石春海,朱军,余允贵,杨肖娥和薛建明,基因型×环境互作效应对籼型杂交稻稻米营养品质杂种优势的影响。生物数学学报,1998,13(6):1035~1041。(70)樊龙江、胡秉民、石春海和吴建国,水稻基因型×环境互作效应分析及其与气候因子的关系。生物数学学报,2002,17(1):97~103。(71)林建荣、石春海和吴明国,不同环境条件下粳型杂交稻米碾磨品质性状的遗传效应分析。生物数学学报,2003,18(1): 116~122。(72)石春海、杨肖娥、薛建明、余允贵和朱军,种子、细胞质和母体遗传效应对籼型杂交稻稻米营养品质的影响。杂交水稻, 1996, (1):25~29。(73)张小明、王仪春、石春海、鲍根良和叶胜海,稻米蒸煮营养品质性状的遗传研究进展。植物遗传资源科学,2002,3(2):51~55。(74)吴建国和石春海,近红外反射光谱分析技术在植物育种与种子资源研究中的应用。植物遗传资源学报,2003,4(1):68~72。(75)俞国琴、郑云飞、石春海和葛颂,古DNA及其在生物系统与进化研究中的现状。植物学通报2005,22(3):267-275。(76)石春海、施德、孙国昌、陶荣祥和孙漱源,晚粳秀水和祥湖系统抗瘟性遗传。浙江农业学报,1994,6(1):13~17。(77)张小明、石春海、鲍根良、冯水英和叶胜海,浙江和日本粳稻直链淀粉含量的比较。浙江农业学报,2001,13(5): 276~280。(78)石春海、孙国昌、吴建国、毛雪琴和申宗坦,近40年来浙江省早稻推广品种的性状分析。浙江农业学报,2001,13(6):352~356。(79)张小明、石春海、鲍根良和叶胜海,稻米外观和碾磨性状的数量遗传及相关性研究进展。浙江农业学报,2002,14(3):182~186。(80)张小明、叶胜海、鲍根良、俞法明、严文潮和石春海,作物数量性状发育遗传的研究进展。浙江农业学报,2003,15(4):268~272。(81)石春海、吴建国、蒋淑丽,籼稻稻米粒长和粒宽性状的发育遗传研究。中国稻米,2004(增):96~99。(82)吴良欢、贾惠娟、吴建国和石春海,应用酵素菌肥的有机和传统稻米品质比较研究。中国稻米,2009,16(5): 19-21。(83)石春海和吴建国,稻米微营养改良与水稻可持续生产。水稻可持续生产―政策、技术与推广国际会议论文集,89~94。(84)吴建国和石春海,近红外光谱分析技术在禾谷类作物品质分析中的应用和展望。当代中国近红外光谱技术——全国第一届近红外光谱学术会议论文集,陆婉珍、袁洪福、褚小立、王艳斌编,中国石化出版社,2006,58~64。(85)吴建国、石春海,植物几丁质酶与植物抗病研究进展。农业科技译丛,2000,(4):36-39。

金属-空气电池,如锂空气,可能是大规模储能的关键,因为它们在所有电化学设备中具有最高的能量密度。然而,这些设备避免了导致电池失效的不可逆副反应,特别是当环境空气被用作氧气源时,因此对表面化学演变的深入了解对于制造更好的设备是必不可少的。

来自坎皮纳斯大学的学者 首次利用同步红外纳米光谱仪(SINS)对电池放电过程中电极表面进行了多尺度(纳米-微观)FTIR分析,以跟踪纳米尺度上的化学成分变化,并成功地与运行的显微FTIR表征相关联。 现场测试结果表明,产物从纳米级到微米级分布均匀,放电率不影响化学成分。在Operando中,显微傅立叶变换红外光谱(MicroFTIR)显示了大气对Li产物形成的依赖性,在水、LiOH和Li2CO3中还检测到CO2电还原产生的HCOO-颗粒的存在,甚至最低浓度的CO2和H2O都会影响O2反应。最后,电池放电140秒后,Li2O2与DMSO反应生成DMSO2的证据表明,这项新技术在帮助寻找稳定的电解质方面具有重要意义。

相关文章以“In Situ Infrared Micro and Nanospectroscopy for Discharge Chemical Composition Investigation of Non-Aqueous Lithium–Air Cells”标题发表在Advanced Energy Materials。

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图)区域1的捷联惯导相位谱(AFM地形图插图中的开放蓝色圆圈)和b)用显微FTIR技术获得的FTIR。

图)放大倍数为4倍的分析区域,b)放大25倍的显微照片,以及c、d)电池放电时间的红外光谱。

图)纯锂暴露在大气中之前(t=0)和之后的图像(t=1200s),b)锂暴露时间的红外光谱,c,d)来自分析波数范围的2D变焦图像。

本文利用显微傅里叶变换红外光谱和捷联惯导光谱研究了锂-空气电池放电过程中的微米和纳米尺度的红外振动特征。首先,本文介绍了一种新的电池设计,采用适合于开放式电池的碳基阴极。使用相同的电池进行操纵杆测试,两种技术都提供了有关放电产物的形成和电解质降解的有价值的信息。结果强调了三相对放电反应发生的重要性,即使在阴极表面不均匀的情况下,尽管放电速率不同,微米和纳米级的分析检测到的放电产物是相同的。通过微观FTIR表征,对该体系在放电状态下的性能进行了研究。结果表明,在恒流控制下,锂的氧化反应发生在140s的放电过程中,包括过氧化锂、碳酸盐、氢氧化物和甲酸盐。基于这些发现,本文指出了多尺度FTIR技术的适用性,并强调了高时间分辨率和高灵敏度,这使得本文所报道的方法成为研究转换电池中典型的复杂放电过程的重要工具,就像这里研究的锂-空气一样。(文:SSC)

日光灯光谱研究论文

光谱有发射光谱和吸收光谱,发射光谱有连续光谱和明线光谱. 日光灯-明线光谱(气体电离撞击灯壁). 电灯泡-连续光谱(灯丝发光). 阳光-吸收光谱(炽热气体发出的光被大气层部分物质吸收).

1.LED日光灯由多颗超亮度小功率LED、透光性高的PC外罩、散热铝件及电源组成。2.LED日光灯采用的光源有草帽头和贴片灯珠两种型号。其中常用的贴片灯珠有3528、5050、1W大功率等 1)透明的PC外壳,透光性能高,可看到里面的灯珠;2)半透明的磨砂外壳,光线透出较柔和。4.LED日光灯内置电源,工作电压为宽电压,从85V到265V均可使用。5.LED日光灯可做成红、黄、蓝、绿、白、暖白颜色。 LED日光灯以质优、耐用、节能为主要特点,投射角度调节范围大,18W的亮度相当于普通40W日光灯,抗高温,防潮防水,防漏电。 使用电压有:110V、220V可选,外罩可选玻璃或PC材质。灯头与普通日光灯一样。LED日光灯采用最新的LED光源技术,数位化外观设计,节电高达70%以上,12W的LED日光灯光强相当于40W的日光灯管LED日光灯寿命为普通灯管的10倍以上,几乎免维护,无须经常更换灯管、镇流器、启辉器。绿色环保的半导体电光源,光线柔和,光谱纯,有利于使用者的视力保护及身体健康。6000K的冷光源给人视觉上清凉的感受,人性化的照度差异设计,更有助于集中精神,提高效率。1. 适用性强,在室内外各种恶劣环境下的适应性和可靠性都有提高2. 色彩丰富:由三基色(红、绿、蓝)显示单元箱体组成,使电子屏实现显示色彩丰富、高饱和度、高解析度、显示频率高的动态图像3. 亮度高:采用超高亮度的LED,太阳强光底下远距离仍清晰可见4. 效果好:采用非线性校正技术,图像更清晰,层次感更强5. 可靠性强:采用静态扫描技术和模块化设计技术,可靠性、稳定性更高6. 显示模式多样化:支持多种显示 模式缺点价格贵,能普遍做到的光效率和理论光效率还有很大差距,能做到的寿命和理论寿命还有很大差距,.还是有一定的发热量,光衰还可以大幅度缩小。优点1、环保灯具,保护地球2、高效转换,减少发热3、清静舒适,没有噪音4、光线柔和,保护眼睛5、无紫外线,没有蚊虫6、电压可调80V-245V7、节省能源,寿命更长8、坚固牢靠,长久使用.9. 与普通的荧光灯相比,LED日光灯无需镇流器,无需启辉器,无频闪。10 免维护,频繁开关不会导致任何损坏。11.安全且有稳定的质量 可以经受4kv高电压 散热量低 可以工作在低温-30℃ 高温55℃。12.抗振动性好,便于运输。13.节能,.寿命长,适用性好,因单颗LED的体积小,可以做成任何形状,回应时间短,环保,无有害金属,废弃物容易回收,色彩绚丽,发光色彩纯正,光谱范围窄,并能通过红绿蓝三基色混色成七彩或者白光。 一般称为组件的外部量子效率,其为组件的内部量子效率与组件的取出效率的乘积。所谓组件的内部量子效率,其实就是组件本身的电光转换效率,主要与组件本身的特性(如组件材料的能带、缺陷、杂质)、组件的垒晶组成及结构等相关。而组件的取出效率则指的是组件内部产生的光子,在经过组件本身的吸收、折射、反射后,实际在组件外部可测量到的光子数目。因此,关于取出效率的因素包括了组件材料本身的吸收、组件的几何结构、组件及封装材料的折射率差及组件结构的散射特性等。而组件的内部量子效率与组件的取出效率的乘积,就是整个组件的发光效果,也就是组件的外部量子效率。早期组件发展集中在提高其内部量子效率,主要方法是通过提高垒晶的质量及改变垒晶的结构,使电能不易转换成热能,进而间接提高LED的发光效率,从而可获得70%左右的理论内部量子效率,但是这样的内部量子效率几乎已经接近理论上的极限。在这样的状况下,光靠提高组件的内部量子效率是不可能提高组件的总光量的,因此提高组件的取出效率便成为重要的研究课题。方法主要是:晶粒外型的改变——TIP结构,表面粗化技术。暖光灯如今,佐治亚大学的科学家研宣布了据说是世界上首个运用单一萤光粉和单一发光单元的暖白光LED灯。有关这种资料详细情况的论文宣布在《天然》出书集团最新一期的《光科学与运用》期刊中。论文的首要作者、佐治亚大学副教授潘正威(音)说:“当前,白光LED灯首要用在闪光灯和汽车大灯上,但它们宣布的浅蓝色寒光不太招人喜爱,特别在室内照明范畴。咱们的资料到达了暖色温,一同又能完成逼真的色彩复原。此前运用单一萤光粉改善的LED灯都没能到达这种作用。”潘正威表明,衡量人工光的质量首要有两个目标。关联色温用来衡量光的冷暖。对室内照明来说,色温低于4000K(开尔文温度)是比拟抱负的,而关联色温高于5000K,发光器就会宣布白光LED灯那样的浅蓝色寒光。另一个重要目标是色彩复原度,即光源模仿天然光的才能。复原度到达80以上对室内照明来说是抱负的,低于此数值色彩就会显得失真。潘正威和其搭档研发的资料满意了这两个条件,关联色温被控制在了4000K以下,一同色彩复原度到达了85。潘正威说,给蓝光LED芯片外层涂上不一样色彩的萤光粉,就能宣布暖白光,这样便能做出以萤光粉为根底的白光LED灯。不过,将这些原资料依照准确份额配比起来吃力又耗钱,并且结尾发生的光色会有所区别,由于每一种原资料对温度改变的反响都不一样。该论文作者之一、佐治亚大学工程学院博士在读生李旭帆(音)说:“运用单一萤光粉能处理光色不稳定的难题,由于单一资料不会跟着温度的上升发生改变。”为了研发新的萤光粉,潘正威和他的团队选取了氧化铕、氧化铝、氧化钡和石墨粉,每种均取少数混到一同。然后,他们将这些粉末状资料放到管式炉中加热至1450摄氏度。炉内的真空状况使得被汽化的资料落到底盘上,沉积为黄色的发光化合物,再将它们装进灯泡里。研究结果尽管很有远景,但潘正威着重说,还需要处理几个难题才能将这种资料用于家庭、公司和校园的照明。新资料的光效比当前的浅蓝色白光LED灯要低得多。此外,规模化出产也会面对应战。 T5 :T8:适用范围随着环保意识的深入人心,LED日光灯、LED投光灯等LED灯具的使用越来越广泛,瑞思普照明专业生产LED日光灯、LED天花灯、LED筒等各类LED照明产品.(1)住宅或类似场所的楼梯间、走道装设节能自熄开关的灯,几乎都用白炽灯,最适宜用LED日光灯来代替,节能效果好,经济效益也比较显著。(2)还可以应用于商场作重点照明的射灯,博展馆类建筑的射灯,以及公共建筑的射灯等。(3)局部照明灯,采用安全特低电压(SELV)的检修灯。(4)宾馆使用白炽灯和卤素灯较多,这类场所使用LED日光灯也比较适合,可以用来取代白炽灯、卤素灯的有:客房需调光的床头灯、床头顶上阅读灯、夜灯、衣柜灯、吧台灯、开门灯、进门过道灯,以及卫生间洗浴灯等都可以使用LED日光灯来代替。(5)疏散照明灯、疏散标志灯,以及其他标志灯,还有部分备用照明灯(当正常照明采用HID灯时),适宜用LED日光灯。(6)用LED日光灯代替MR16、MR25(采用卤素灯)一类射灯;这些应要求LED日光灯有更高显色指数(Ra)和具有暖色表(<3300K)。(7)视觉条件要求不太高的一般建筑的辅助场所,如走道、卫生间,一般用途的库房,风机、水泵房等也可以使用LED日光灯代替。环保节能的观念已经被越来越多的人所认可,由此可见LED日光灯、LED电光源、LED投光灯的使用范围也必将越来越广阔。 1、大型工厂,生产车间、工作台、办公室室内照明;2、商场超市室内照明;3、地下停车场,24小时使用,省电很可观;4、医院室内照明;5、学校教室照明;6、家庭。电源LED日光灯电源是LED日光灯中最重要的部件,选择不当,LED日光灯不能发挥出性能,甚至不能正常使用。恒流LED半导体的特性决定其受环境影响较大。譬如温度变化升高,LED的电流增加,电压的增加,LED的电流也会增加。长期超过额定电流工作,会大大缩短LED的使用寿命。而LED恒流就是在温度和电压等环境因素变化时,确保其工作电流不变。电源灯板一些客户先设计灯板,再找电源,发现很难有合适的电源,要么电流太大,电压太小(如I>350mA,V<40V);要么电流太小,电压太高(如I<40mA,V>180V),造成的结果是发热严重,效率低,或者输入电压范围不够。其实,选择一个最优良的串并接方式,加在每个LED上的电压电流是一样的,而电源的效果却能发挥最好的性能。最好的方式是先和电源厂商沟通,量身定做。工作电流一般LED的额定工作电流20毫安,有的工厂一开始就用到尽,设计20毫安,实际上此电流下工作发热很严重,经多次对比试验,设计成16-18毫安是比较理想的。N路并联的总电流=17 * N;工作电压一般LED的推荐工作电压是,经测试,大部分工作在,所以按计算式比较合理的。M个灯珠串联的总电压=* M

1672年 英国 牛顿

复色光分解为单色光的现象叫光的色散.牛顿在1672年最先利用三棱镜观察到光的色散,把白光分解为彩色光带(光谱).色散现象说明光在媒质中的速度(或折射率n=c/v)随光的频率而变.光的色散可以用三棱镜,衍射光栅,干涉仪等来实现. 白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的叫做复色光。红、橙、黄、绿等色光叫做单色光。 色散:复色光分解为单色光而形成光谱的现象叫做光的色散。色散可以利用棱镜或光栅等作为“色散系统”的仪器来实现。复色光进入棱镜后,由于它对各种频率的光具有不同折射率,各种色光的传播方向有不同程度的偏折,因而在离开棱镜时就各自分散,形成光谱。 1、光的色散 dispersion of light 介质折射率随光波频率或真空中的波长而变的现象。当复色光在介质界面上折射时,介质对不同波长的光有不同的折射率,各色光因折射角不同而彼此分离。1672年,I.牛顿利用三棱镜将太阳光分解成彩色光带,这是人们首次作的色散实验。通常用介质的折射率n或色散率dn/dλ与波长λ的关系来描述色散规律。任何介质的色散均可分正常色散和反常色散两种。 复色光分解为单色光而形成光谱的现象.让一束白光射到玻璃棱镜上,光线经过棱镜折射以后就在另一侧面的白纸屏上形成一条彩色的光带,其颜色的排列是靠近棱镜顶角端是红色,靠近底边的一端是紫色,中间依次是橙黄绿蓝靛,这样的光带叫光谱.光谱中每一种色光不能再分解出其他色光,称它为单色光.由单色光混合而成的光叫复色光.自然界中的太阳光、白炽电灯和日光灯发出的光都是复色光. 光波都有一定的频率,光的颜色是由光波的频率决定的,在可见光区域,红光频率最小,紫光的频率最大,各种频率的光在真空中传播的速度都相同,等于.但是不同频率的单色光,在介质中传播时由于受到介质的作用,传播速度都比在真空中的速度小,并且速度的大小互不相同.红光速度大,紫光的传播速度小,因此介质对红光的折射率小,对紫光的折率大.当不同色光以相同的入射角射到三棱镜上,红光发生的偏折最少,它在光谱中处在靠近顶角的一端.紫光的频率大,在介质中的折射率大,在光谱中也就排列在最靠近棱镜底边的一端. 夏天雨后,在朝着太阳那一边的天空上,常常会出现彩色的圆弧,这就是虹.形成虹的原因就是下雨以后,天上悬浮着很多极小的水滴,太阳光沿着一定角度射入这些水滴发生了色散,朝着小水滴看过去就会出现彩色的虹,虹的颜色是红色在外紫色在内依次排列. 2、光的色散 一、中国古代对光的色散现象 中国古代对光的色散现象的认识最早起源于对自然色散现象——虹的认识.虹,是太阳光沿着一定角度射入空气中的水滴所引起的比较复杂的由折射和反射造成的一种色散现象.中国早在殷代甲骨文里就有了关于虹的记载.当时把“虹”字写成“ ”.战国时期《楚辞》中有把虹的颜色分为“五色”的记载.东汉蔡邕(132—192)在《月令章句》中对虹的形成条件和所在方位作了描述.唐初孔颖达(574—648)在《礼记注疏》中粗略地揭示出虹的光学成因:“若云薄漏日,日照雨滴则生虹”说明虹是太阳光照射雨滴所产生的一种自然现象.公元八世纪中叶,张志和(744—773)在《玄真子·涛之灵》中第一次用实验方法研究了虹,而且是第一次有意识地进行的白光色散实验:“背日喷呼水成虹霓之状,而不可直也,齐乎影也”.唐代以后,不断有人重复类似的实验,如南宋朝蔡卞进行了一个模拟“日照雨滴”的实验,把虹和日月晕现象联系起来,有意说明虹的产生是一种色散过程,并指出了虹和阳光位置之间的关系.南宋程大昌(1123—1195)在《演繁露》中记述了露滴分光的现象,并指出,日光通过一个液滴也能化为多种颜色,实际是色散,而这种颜色不是水珠本身所具有,而是日光的颜色所著,这就明确指出了日光中包含有数种颜色,经过水珠的作用而显现出来,可以说,他已接触到色散的本质了. 在我国从晋代开始,许多典籍都记载了晶体的色散现象.如记载过孔雀毛及某种昆虫表皮在阳光下不断变色的现象,云母片向日举之可观察到各种颜色的光.李时珍也曾指出较大的六棱形水晶和较小的水晶珠,都能形成色散.到了明末,方以智(1611—1671)在所著《物理小识》中综合前人研究的成果,对色散现象作了极精彩的概括,他把带棱的自然晶体和人工烧制的三棱晶体将白光分成五色,与向日喷水而成的五色人造虹、日光照射飞泉产生的五色现象,以及虹霓之彩、日月之晕、五色之云等自然现象联系起来,认为“皆同此理”即都是白光的色散.所有这些都表明中国明代以前对色散现象的本质已有了较全面的认识,但也反映中国古代物理学知识大都是零散、经验性的知识. 二、西方牛顿以前对光的色散的认识 在光学发展的早期,对颜色的解释显得特别困难.在牛顿以前,欧洲人对颜色的认识流行着亚里士多德的观点.亚里士多德认为,颜色不是物体客观的性质,而是人们主观的感觉,一切颜色的形成都是光明与黑暗、白与黑按比例混合的结果.1663年波义耳也曾研究了物体的颜色问题,他认为物体的颜色并不是属于物体的带实质性的性质,而是由于光线在被照射的物体表面上发生变异所引起的.能完全反射光线的物体呈白色,完全吸收光线的物体呈黑色.另外还有不少科学家,如笛卡儿、胡克等也都讨论过白光分散或聚集成颜色的问题,但他们都主张红色是大大地浓缩了的光,紫光是大大地稀释了的光这样一个复杂紊乱的理论.所以在牛顿以前,由棱镜产生的折射被假定是实际上产生了色,而不是仅仅把已经存在的色分离开来. 三、牛顿对光的色散的实验探索与理论研究 (1)设计并进行三棱镜实验 当白光通过无色玻璃和各种宝石的碎片时,就会形成鲜艳的各种颜色的光,这一事实早在牛顿的几个世纪之前就已有了解,可是直到十七世纪中叶以后,才有牛顿通过实验研究了这个问题. 牛顿首先做了一个有名的三棱镜实验,他在著作中记载道:“1666年初,我做了一个三角形的玻璃棱柱镜,利用它来研究光的颜色.为此,我把房间里弄成漆墨的,在窗户上做一个小孔,让适量的日光射进来.我又把棱镜放在光的入口处,使折射的光能够射到对面的墙上去,当我第一次看到由此而产生的鲜明强烈的光色时,使我感到极大的愉快.”牛顿的实验设计如下图:通过这个实验,在墙上得到了一个彩色光斑,颜色的排列是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫.牛顿把这个颜色光斑叫做光谱. (2)进一步设计实验,获得纯光谱 牛顿在上述实验中所得到的光谱是不纯的,他认为光谱之所以不纯是因为光谱是由一系列相互重叠的圆形色斑的像所组成.牛顿为了获得很纯的光谱,便设计了一套光学仪器进行实验,其实验设计如图所示: 用白光通过一透镜后照亮狭缝S,狭缝后放一会聚透镜以便形成狭缝S的像I.然后在透镜的光路上放一个棱镜.结果光通过棱镜因偏转角度不同而被分开,以至在白色光屏上形成一个由红到紫的光谱带.这个光谱带是由一系列彼此邻接的狭缝的彩色像组成的.若狭缝做得很窄,重叠现象就可以减小到最低限度,因而光谱也变得很纯. (3)牛顿提出解释光谱的理论 牛顿为了解释三棱镜实验中白光的分解现象,认为白光是由各种不同颜色光组成的,玻璃对各种色光的折射率不同,当白光通过棱镜时,各色光以不同角度折射,结果就被分开成颜色光谱.白光通过棱镜时,向棱镜的底边偏折,紫光偏折最大,红光偏折最小.棱镜使白光分开成各种色光的现象叫做色散.严格地说,光谱中有很多各种颜色的细线,它们都及平滑地融在相邻的细线里,以至使人觉察不到它的界限. (4)设计实验验证上述理论的正确性 为了进一步研究光的颜色,验证上述理论的正确性,牛顿又做了另一个实验.实验设计如图所示: 牛顿在观察光谱的屏幕DE上打一小孔,再在其后放一有小孔的屏幕de,让通过此小孔的光是具有某种颜色的单色光.牛顿在这个光束的路径上再放上第二个棱镜abc,它的后面再放一个新的观察屏V.实验表明,第二个棱镜abc只是把这个单色光束整个地偏转一个角度,而并不改变光的颜色.实验中,牛顿转动第一个棱镜ABC,使光谱中不同颜色的光通过DE和de屏上的小孔,在所有这些情况下,这些不同颜色的单色光都不能被第二个棱镜再次分解,它们各自通过第二个检镜后都只偏转一定的角度,而且发现,对于不同颜色的光偏转的角度不同. 通过这些实验,牛顿得出结论:白光能分解成不同颜色的光,这些光已是单色的了,棱镜不能再分解它们. (5)单色光复合为白光的实验 白光既然能分解为单色光,那么单色光是否也可复合为白光呢”为此牛顿进行实验.如图55所示,把光谱成在一排小的矩形平面镜上,就可使光谱的色光重新复合为白光.调节各平面镜与入射光的夹角,使各反射光都落在光屏的同一位置上,这样就得到一个白色光班. 牛顿指出,还可以用另一种方法把色光重新复合为白光.把光谱画在圆盘上成扇形,然后高速旋转这个圆盘,圆盘就呈现白色.这种实验效果一般称为“视觉暂留效应”.眼睛视网膜上所成的像消失后,大脑还可以把印象保留零点几秒种.从而,大脑可将迅速变化的色像复合在一起,就形成一个静止的白色像.在电视屏幕上或电影屏幕上,我们能够看到连续的图像,其原因也正在于利用了人的“视觉暂留效应”. (6)牛顿对光的色散研究成果. 牛顿通过一系列的色散实验和理论研究,把结果归纳为几条,其要点如下: ①光线随着它的折射率不同而颜色各异.颜色不是光的变样,而是光线本来就固有的性质. ②同一颜色属于同一折射率,反之亦然. ③颜色的种类和折射的程度为光线所固有,不因折射、反射和其它任何原因而变化. ④必须区别本来单纯的颜色和由它们复合而成的颜色. ⑤不存在自身为白色的光线.白色是由一切颜色的光线适当混合而产生的.事实上,可以进行把光谱的颜色重新合成而得到白光的实验. ⑥根据以上各条,可以解释三棱镜使光产生颜色原因以及虹的原理等. ⑦自然物的颜色是由于该物质对某种光线反射得多,而对其他光线反射得少的原因. ⑧由此可知,颜色是光(各种射线)的质,因而光线本身不可能是质.因为颜色这样的质起源于光之中,所以现在有充分的根据认为光是实体. (7)牛顿对于光的色散现象的研究方法的特点. 从以上可看出牛顿在对光的色散研究中,采用了实验归纳——假说理论——实验检验的典型的物理规律的研究方法,并渗透着分析的方法(把白光分解为单色光研究)和综合的方法(把单色光复合为白光)等物理学研究的方法.后来.拉曼 印度 研究光的散射并发现拉曼效应,并于1930年获得诺贝尔物理学奖。 【英文名称】 [编辑本段] 拉曼效应:Raman effect 【概述】 [编辑本段] 1930年诺贝尔物理学奖授予印度加尔各答大学的拉曼(SirChandrasekhara Venkata Raman,1888——1970年),以表彰他研究了光的散射和发现了以他的名字命名的定律。 在光的散射现象中有一特殊效应,和X射线散射的康普顿效应类似,光的频率在散射后会发生变化。频率的变化决定于散射物质的特性。这就是拉曼效应,是拉曼在研究光的散射过程中于1928年发现的。在拉曼和他的合作者宣布发现这一效应之后几个月,苏联的兰兹伯格()和曼德尔斯坦()也独立地发现了这一效应,他们称之为联合散射。拉曼光谱是入射光子和分子相碰撞时,分子的振动能量或转动能量和光子能量叠加的结果,利用拉曼光谱可以把处于红外区的分子能谱转移到可见光区来观测。因此拉曼光谱作为红外光谱的补充,是研究分子结构的有力武器。 1921年夏天,航行在地中海的客轮“纳昆达”号()上,有一位印度学者正在甲板上用简易的光学仪器俯身对海面进行观测。他对海水的深蓝色着了迷,一心要追究海水颜色的来源。这位印度学者就是拉曼。他正在去英国的途中,是代表了印度的最高学府——加尔各答大学,到牛津参加英联邦的大学会议,还准备去英国皇家学会发表演讲。这时他才33岁。对拉曼来说,海水的蓝色并没有什么稀罕。他上学的马德拉斯大学,面对本加尔(Bengal)海湾,每天都可以看到海湾里变幻的海水色彩。事实上,他早在16岁(1904年)时,就已熟悉著名物理学家瑞利用分子散射中散射光强与波长四次方成反比的定律(也叫瑞利定律)对蔚蓝色天空所作的解释。不知道是由于从小就养成的对自然奥秘刨根问底的个性,还是由于研究光散射问题时查阅文献中的深入思考,他注意到瑞利的一段话值得商榷,瑞利说:“深海的蓝色并不是海水的颜色,只不过是天空蓝色被海水反射所致。”瑞利对海水蓝色的论述一直是拉曼关心的问题。他决心进行实地考察。于是,拉曼在启程去英国时,行装里准备了一套实验装置:几个尼科尔棱镜、小望远镜、狭缝,甚至还有一片光栅。望远镜两头装上尼科尔棱镜当起偏器和检偏器,随时都可以进行实验。他用尼科尔棱镜观察沿布儒斯特角从海面反射的光线,即可消去来自天空的蓝光。这样看到的光应该就是海水自身的颜色。结果证实,由此看到的是比天空还更深的蓝色。他又用光栅分析海水的颜色,发现海水光谱的最大值比天空光谱的最大值更偏蓝。可见,海水的颜色并非由天空颜色引起的,而是海水本身的一种性质。拉曼认为这一定是起因于水分子对光的散射。他在回程的轮船上写了两篇论文,讨论这一现象,论文在中途停靠时先后寄往英国,发表在伦敦的两家杂志上。 【研究过程】 [编辑本段] 拉曼1888年11月7日出生于印度南部的特里奇诺波利。父亲是一位大学数学、物理教授,自幼对他进行科学启蒙教育,培养他对音乐和乐器的爱好。他天资出众,16岁大学毕业,以第一名获物理学金奖。19岁又以优异成绩获硕士学位。1906年,他仅18岁,就在英国著名科学杂志《自然》发表了论文,是关于光的衍射效应的。由于生病,拉曼失去了去英国某个著名大学作博士论文的机会。独立前的印度,如果没有取得英国的博士学位,就没有资格在科学文化界任职。但会计行业是唯一的例外,不需先到英国受训。于是拉曼就投考财政部以谋求职业,结果获得第一名,被授予总会计助理的职务。拉曼在财政部工作很出色,担负的责任也越来越重,但他并不想沉浸在官场之中。他念念不忘自己的科学目标,把业余时间全部用于继续研究声学和乐器理论。加尔各答有一所学术机构,叫印度科学教育协会,里面有实验室,拉曼就在这里开展他的声学和光学研究。经过十年的努力,拉曼在没有高级科研人员指导的条件下,靠自己的努力作出了一系列成果,也发表了许多论文。1917年加尔各答大学破例邀请他担任物理学教授,使他从此能专心致力于科学研究。他在加尔各答大学任教十六年期间,仍在印度科学教育协会进行实验,不断有学生、教师和访问学者到这里来向他学习、与他合作,逐渐形成了以他为核心的学术团体。许多人在他的榜样和成就的激励下,走上了科学研究的道路。其中有著名的物理学家沙哈()和玻色()。这时,加尔各答正在形成印度的科学研究中心,加尔各答大学和拉曼小组在这里面成了众望所归的核心。1921年,由拉曼代表加尔各答大学去英国讲学,说明了他们的成果已经得到了国际上的认同。 拉曼返回印度后,立即在科学教育协会开展一系列的实验和理论研究,探索各种透明媒质中光散射的规律。许多人参加了这些研究。这些人大多是学校的教师,他们在休假日来到科学教育协会,和拉曼一起或在拉曼的指导下进行光散射或其它实验,对拉曼的研究发挥了积极作用。七年间他们共发表了大约五六十篇论文。他们先是考察各种媒质分子散射时所遵循的规律,选取不同的分子结构、不同的物态、不同的压强和温度,甚至在临界点发生相变时进行散射实验。1922年,拉曼写了一本小册子总结了这项研究,题名《光的分子衍射》,书中系统地说明了自己的看法。在最后一章中,他提到用量子理论分析散射现象,认为进一步实验有可能鉴别经典电磁理论和光量子碰撞理论孰是孰非。 1923年4月,他的学生之一拉玛纳桑()第一次观察到了光散射中颜色改变的现象。实验是以太阳作光源,经紫色滤光片后照射盛有纯水或纯酒精的烧瓶,然后从侧面观察,却出乎意料地观察到了很弱的绿色成份。拉玛纳桑不理解这一现象,把它看成是由于杂质造成的二次辐射,和荧光类似。因此,在论文中称之为“弱荧光”。然而拉曼不相信这是杂质造成的现象。如果真是杂质的荧光,在仔细提纯的样品中,应该能消除这一效应。 在以后的两年中,拉曼的另一名学生克利希南()观测了经过提纯的65种液体的散射光,证明都有类似的“弱荧光”,而且他还发现,颜色改变了的散射光是部分偏振的。众所周知,荧光是一种自然光,不具偏振性。由此证明,这种波长变化的现象不是荧光效应。 拉曼和他的学生们想了许多办法研究这一现象。他们试图把散射光拍成照片,以便比较,可惜没有成功。他们用互补的滤光片,用大望远镜的目镜配短焦距透镜将太阳聚焦,试验样品由液体扩展到固体,坚持进行各种试验。 与此同时,拉曼也在追寻理论上的解释。1924年拉曼到美国访问,正值不久前.康普顿发现X射线散射后波长变长的效应,而怀疑者正在挑起一场争论。拉曼显然从康普顿的发现得到了重要启示,后来他把自己的发现看成是“康普顿效应的光学对应”。拉曼也经历了和康普顿类似的曲折,经过六七年的探索,才在1928年初作出明确的结论。拉曼这时已经认识到颜色有所改变、比较弱又带偏振性的散射光是一种普遍存在的现象。他参照康普顿效应中的命名“变线”,把这种新辐射称为:“变散射”(modified scattering)。拉曼又进一步改进了滤光的方法,在蓝紫滤光片前再加一道铀玻璃,使入射的太阳光只能通过更窄的波段,再用目测分光镜观察散射光,竟发现展现的光谱在变散射和不变的入射光之间,隔有一道暗区。 就在1928年2月28日下午,拉曼决定采用单色光作光源,做了一个非常漂亮的有判决意义的实验。他从目测分光镜看散射光,看到在蓝光和绿光的区域里,有两根以上的尖锐亮线。每一条入射谱线都有相应的变散射线。一般情况,变散射线的频率比入射线低,偶尔也观察到比入射线频率高的散射线,但强度更弱些。 不久,人们开始把这一种新发现的现象称为拉曼效应。1930年,美国光谱学家武德()对频率变低的变散射线取名为斯托克斯线;频率变高的为反斯托克斯线。 【拉曼贡献】 [编辑本段] 拉曼发现反常散射的消息传遍世界,引起了强烈反响,许多实验室相继重复,证实并发展了他的结果。1928年关于拉曼效应的论文就发表了57篇之多。科学界对他的发现给予很高的评价。拉曼是印度人民的骄傲,也为第三世界的科学家作出了榜样,他大半生处于独立前的印度,竟取得了如此突出的成就,实在令人钦佩。特别是拉曼是印度国内培养的科学家,他一直立足于印度国内,发愤图强,艰苦创业,建立了有特色的科学研究中心,走到了世界的前列。 1934年,拉曼和其他学者一起创建了印度科学院,并亲任院长。1947年,又创建拉曼研究所。他在发展印度的科学事业上立下了丰功伟绩。拉曼抓住分子散射这一课题是很有眼力的。在他持续多年的努力中,显然贯穿着一个思想,这就是:针对理论的薄弱环节,坚持不懈地进行基础研究。拉曼很重视发掘人才,从印度科学教育协会到拉曼研究所,在他的周围总是不断涌现着一批批赋有才华的学生和合作者。就以光散射这一课题统计,在三十年中间,前后就有66名学者从他的实验室发表了377篇论文。他对学生谆谆善诱,深受学生敬仰和爱戴。拉曼爱好音乐,也很爱鲜花异石。他研究金刚石的结构,耗去了他所得奖金的大部分。晚年致力于对花卉进行光谱分析。在他80寿辰时,出版了他的专集:《视觉生理学》。拉曼喜爱玫瑰胜于一切,他拥有一座玫瑰花园。拉曼1970年逝世,享年82岁,按照他生前的意愿火葬于他的花园里。

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