关键词： 聚苯胺   碳纳米管   复合结构   电磁学性能   气敏特性  

摘要： 以聚苯胺(Polyaniline, PANi)、多壁碳纳米管(Multi-walled Carbon Nanotubes, MWCNTs)以及螺旋碳纳米管(Helical Carbon Nanotubes, HCNTs)为研究对象,采用原位聚合制备了系列聚苯胺@碳纳米管复合结构(PANi@CNTs),探索组分含量以及掺杂酸类型等因素对产物形貌和结构的影响;研究了PANi@CNTs的电磁学性能和电磁波损耗特性,以及聚苯胺与两类碳纳米管复合结构的气敏特性。主要研究内容及结果如下：以HCl为掺杂酸,过硫酸铵作为氧化剂,通过苯胺原位聚合制备了一维PANi复合CNTs复合结构;表征结果表明,PANi以纳米棒形式覆盖在CNTs表面,且二者之间存在特殊相互作用。通过改变反应条件,可以得到不同内外径和壁厚的PANi@CNTs复合结构,其直径随CNTs的质量百分比的增加而降低;PANi与CNTs之间的相互作用随CNTs质量百分比增加而增加。手性樟脑磺酸掺杂下的PANi@CNTs,其PANi的氧化程度更高,HCl掺杂PANi@CNTs产物表面形貌相对更均匀。分别测试了PANi@CNTs复合结构的电导率,其中PANi@MWCNTs的电导率随MWCNTs的含量增加而增加,手性酸掺杂PANi会降低PANi@MWCNTs的电导率;PANi@HCNTs的电导率在HCNTs含量小于5 wt%时随HCNTs含量增加而增加,高于10 wt%时随HCNTs含量增加而降低。当MWCNTs含量为10 wt%时,PANi@MWCNTs复合结构具有最好的微波损耗性能,相应的电磁波损耗主要集中在相对低频的2-6 GHz区域,最强反射率衰减(-23 dB)位于4.7 GHz处。分析认为,PANi@MWCNTs复合结构对微波的损耗机制主要为低频涡流损耗;手性酸掺杂PANi使得复合结构的微波损耗由低频向高频区移动。当HCNTs含量为20 wt%时,复合结构具有最好的微波吸收性能,最强反射率衰减(-31 dB)位于17.2 GHz;PANi@HCNTs复合结构对微波的损耗机制主要为界面极化引起的介电弛豫损耗,以及HCNTs手性特性引起的电磁交叉极化和多重极化引起的弛豫损耗,使材料在中频区域表现出磁损耗;手性酸掺杂PANi使得复合结构的微波损耗由低频向中高频区域移动。测试了PANi@CNTs复合结构在NH3浓度为10-100 ppm范围内的气敏传感器性能,结果显示PANi@CNTs复合结构对NH3有较好的电导率响应,且随NH3浓度的增加而增加。CNTs含量可以影响PANi@CNTs复合结构对NH3的响应灵敏度。复合结构中,MWCNTs含量5wt%、HCNTs质量百分比为20wt%时,传感器对NH3响应的灵敏度整体最佳。手性酸掺杂PANi可显著提升PANi@MWCNTs对NH3响应的灵敏度,但是会降低PANi@HCNTs对NH3响应的灵敏度感。

关键词： 动量定理   匀强磁场   牛顿第二定律   物理解题   平抛运动   电磁学  

摘要： 高中物理新课标从牛顿第二定律出发,结合运动学的速度公式推导出了动量定理的原型公式.熟知,动量定理虽基于第二定律,但它的适用条件却较牛顿第二定律更加优越——对变力作用下的系统,采用动量观点,巧用动量定理解题,其优越性更加突出.现就用动量定理解电磁学问题列举三例.例1如图1,光滑平行金属导轨abcd的水平部分bcd处于处于竖直向上的匀强磁场中,bc部分的轨道宽度是cd部分宽度的K倍.两部分水平轨道都足够长.将质量相同的金

关键词： 大学物理   研究性学习评价   评价模式   构建  

摘要： 在进行大学物理研究性学习的过程中,评价机制既是一种保障机制,同时又是一种导向机制,其重要性不言而喻。因此,要想使大学物理研究性学习达到预期的效果,就必须建立与之相应的、科学的评价体系。通过对文献的分析及实际调查发现,尽管多数大学的物理类专业课程都开展了研究性学习活动,但相应的评价模式却比较单一,缺少针对性,显然不能发挥研究性学习评价应有的功能。因此,本论文的研究具有重要的理论价值和实用价值。本文从大学研究性学习及研究性学习评价的背景出发,阐明了本论文的研究意义。应用文献分析法系统分析了国内外关于大学研究性学习、研究性学习评价的研究现状。在构建具体的评价模式前,首先对大学物理研究性学习及其评价的概念进行了界定,并分析了大学物理研究性学习的特点及其评价的理论基础和基本原则,以此作为构建相应评价模式的依据。其次,以宁夏大学《电磁学》研究性学习的实际情况为例,分别构建针对研究性学习过程的评价模式、针对学生研究性学习学业成绩的评价模式,并提出了应用科学推理能力测试和电磁学评价量表BEMA等测试辅助大学物理研究性学习评价的构想。最后,将所构建的评价模式应用到具体的研究性学习评价中,验证本研究中评价模式的有效性。通过访谈法和观察法发现,本文所构建的大学物理研究性学习评价模式在实际应用中效果较好,可以为后续的研究及教学提供一定的借鉴,但同时也还存在很多的不足之处,体现在评价结果的统计过程过于繁琐,以及评价指标和权重的确定还有待进一步分析完善。

关键词： 电磁感应   考题   高考   知识   物理问题   数学处理   电磁学   应用   学生   推理   能力   模型   力学   考查   导轨   出题  

摘要： 电磁感应现象部分的知识历来是高考的重点、热点,出题时可将力学、电磁学等知识融于一体,能很好地考查学生的理解、推理、分析综合及应用数学处理物理问题的能力.通过近年高考题的研究,电磁感应的考题中每年都有“杆+导轨”模型的高考题出现.

关键词： 化学发展   有机结构理论   奠基人   元素周期律   侯氏制碱法   阿累尼乌斯   分子学说   门捷列夫   科学家   原子论   拉瓦锡   电化学   电磁学   道尔顿   创造者   创立者   电离  

摘要： 化学伴随着人类社会的发展走到了今天,我们很难得知世界上有多少热衷于化学的科学家们历尽的艰辛、付出的代价. 如:开创化学发展新纪元的拉瓦锡;创立分子学说的阿佛加德罗;电离学说的创立者阿累尼乌斯;提出科学原子论的道尔顿;电磁学和电化学的奠基人法拉弟;有机结构理论的奠基人凯库勒;发现元素周期律的门捷列夫;尤其值得一提的是侯氏制碱法的创造者侯德榜.

关键词： 聚吡咯   模板合成   微观形貌   螺旋结构   电导率   吸波性能  

摘要： 在近二三十年里,导电高分子已逐渐发展成一个极具研究价值和备受关注的研究领域。其中,聚毗咯(PPy)由于具有良好的热稳定性和化学稳定性、较高的电导率、易于合成等诸多优点,在一些功能材料与器件领域被广泛研究。但是,聚吡咯在这些领域的应用效果直接受到其物化性能影响。因而,设法提升或调控PPy产物的物化性能已逐渐成为目前研究的新热点。就纳米结构PPy而言,产物的形貌与其物化性能具有密切联系,因为不同形貌的PPy产物其比表面积、表面活性和量子效应不同会引起产物在热、光、电和磁学等性能的差异。由此可见,通过调节PPy产物的微观形貌能够有效调节其物化性能。本文以靛蓝二磺酸钠(IC)为形貌诱导模板制备得到形貌新颖、独特的六方螺旋柱状PPy产物,并以此模板合成机理为基础系统研究合成体系中的IC浓度、FeCl3浓度和pH值对PPy产物微观形貌、化学结构与电磁学性能的影响。以IC为表面活性剂和掺杂剂,FeCl3为氧化剂,采用化学氧化法制备得到形貌新颖的六方螺旋柱状PPy产物。通过FT-IR分析发现,IC分子掺杂并接枝到PPy分子链中,并且还出现O-Fe-O的振动吸收峰,从XPS和ICP-AES表征结果发现,Fe主要分布于PPy产物的表面,而在整个质量比中占得很少。其聚合机理为：首先在反应体系中形成由IC包覆Py的圆柱状胶束,当FeCl3氧化吡咯(Py)的同时还原的Fe2+与相邻IC分子中的羰基氧发生络合作用促使IC胶束由圆柱状变为六方螺旋柱状IC-Fe(Ⅱ)络合物胶束,Py单体在该胶束内聚合,以及合成的PPy与构成胶束的IC分子发生掺杂作用,从而得到六方螺旋柱状PPy产物。对其电磁学性能分析发现,该六方螺旋柱状PPy产物的电导率为1.60 S/cm,且具有一定的吸波性能。基于以上螺旋结构PPy的模板合成方法,深入研究了IC浓度对IC胶束结构与产物形貌和性能的影响。研究发现：IC胶束结构变化与IC浓度增大以及Fe2+与IC的络合程度有关,随着IC浓度由0.05 mM增大到10 mM,反应体系中依次形成颗粒状、棒状和螺旋柱状胶束,Py在相应的反应模板内聚合得到颗粒状、纳米棒状和螺旋柱状不同形貌PPy产物。对产物的电导率分析发现,当IC浓度由0.05 mM上升到2.5 mM时,其电导率也由13.69 S/cm降低到1.37 S/cm;而当IC浓度进一步增大到10 mM时,其电导率增加到5.36 S/cm后又下降到3.96 S/cm,电导率的降低与IC分子过掺杂和吸附作用阻碍电荷转移有关,而电导率的上升与产物螺纹间距增大有关。此外还发现在微米级的颗粒状、纳米棒状和螺旋柱状PPy产物中螺旋柱状产物具有最优的吸波性能,因为该产物具有螺旋层片结构有利于产生多重散射效应吸收电磁波。在此基础上,进一步研究了上述合成体系中FeC13浓度对PPy产物形貌结构和性能的影响。发现随着FeCl3浓度由0.01 M增大到0.30 M,制备的PPy产物形貌由颗粒状变为螺旋柱状再变为柱状。对其合成机理分析发现：当FeC13浓度为0.01 M时,体系中氧化电势较低导致Py在IC胶束内仅转化为低聚物微球即终止反应,得到颗粒状PPy产物;并且随着FeCl3浓度的增大,还原的Fe2+浓度也增大导致其与圆柱状IC胶束的络合作用更充分,使得形成的螺旋柱状IC-Fe(II)络合物胶束的螺旋间距逐渐减小,制备的PPy产物形貌也由螺旋柱状变为柱状。对产物的电导率分析发现,当FeC13浓度由0.03 M增加到0.07 M时,其电导率由7.60 S/cm降低2.53 S/cm;而当FeC13浓度由0.07M进一步增加到0.30 M时,其电导率由2.53 S/cm上升到13.93 S/cm。对产物的吸波性能分析发现,具有颗粒状和螺旋柱状形貌的产物具有较好的吸波性能,其中纳米级的颗粒状产物在厚度为2 mm时的最大吸收峰峰值达到19 dB,因为该颗粒产物平均粒径为100 nm,有利于产生纳米吸波效应。在以上六方螺旋结构PPy的模板合成方法基础上,进一步研究了反应体系的pH值对PPy产物形貌和性能的影响。其影响机制为：当HCI被添加到反应体系中,它不仅会弱化相邻IC分子之间的氢键作用,而且还会抑制Fe2+与IC之间的络合作用,从而进一步抑制了IC胶束形态由圆柱状变为六棱柱状。并且随着pH值的降低其抑制作用逐步增强,导致反应体系中的IC-Fe(Ⅱ)络合物胶束形态由六边螺旋柱状转变为螺旋状和橄榄球状,最后变为球状,制备的产物形貌也由螺旋柱状变为非螺旋柱状,最后变为颗粒状。对产物电导率分析发现,随着pH值由2.6降到1.5,制备的PPy产物形貌也由螺旋柱状变为非螺旋柱状,最后变为颗粒状,其电导率也从1.91 S/cm逐步降低到0.62 S/cm,电导率降低与接触电阻和共轭长度变化有关。对产物吸波性能分析发现,随着pH

关键词： 电磁学   电动力学  

ISBN: (纸本)9787567542198

摘要： 本书包含了教育部物理学、应用物理、核物理三个物理专业符合教育部大纲的电磁学与电动力学的全部内容，其中包括：真空中的静电场、有物质存在时的静电场、稳恒电流、真空中的稳恒磁场、有物质存在时的稳恒磁场、电磁感应与暂态过程、交流电、电磁场的基本规律、电磁波的传播、电磁波的辐射与激发、狭义相对论电动力学简介、带电粒子和电磁场的相互作用。

关键词： 基础实验   电磁学  

关键词： 大学物理教学   力学   电磁学  

摘要： 本文从大学物理中的力学与电磁学相关部分内容出发阐述如何有效地衔接大学物理教学内容。

关键词： 独立学院   电磁学   教学方法   实践  

摘要： 论文研究了"电磁学"课程教学方法,详细阐述了落实研究思路的具体操作方法。首先,文章从搞好独立学院教学的重要性、学生特点的两面性、电磁学的特点及其对学习者的要求四个层面的研究指出,正向内因和有利外因揉合与理论和实践结合,是提升教学质量的有效途径。接着,文章从激发兴趣、取舍有道、比较与迁移、理论与实践结合等多方面详细阐述了实现研究思路的具体操作方法。最后,对研究与实践做出总结。