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关键词： 光纤布拉格光栅   涡街流量计   涡街发生体  

摘要： 流量是科学研究及工业生产中的一项重要参数。在众多流量测量仪表中,涡街流量计是一种常用类型。由于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)具有灵敏度高、体积小和抗电磁干扰强等特点,基于FBG的涡街流量传感技术具有重要研究意义。概述了FBG涡街流量传感机理,分析了涡街发生体下游的流体状态与升力变化。从已有研究成果入手,分析提炼了基本型涡街发生体作用下的旋涡属性、涡街信号处理、消除管道振动和小流量测量四个关键性问题。最后,总结并展望了该项技术利用光学方法抑制干扰信号、小口径管道涡街流量测量和FBG传感封装与增敏三个方面,还提出了未来可能发展的研究方向,以期发展新型涡街流量计。

关键词： 锂电池   光纤布拉格光栅   温度   应力   原位监测  

摘要： 锂电池内部的应力和温度变化难以监测是影响电池安全运行的最大隐患,提出采用光纤布拉格光栅传感技术,在锂电池内部植入光栅对电池阳极的温度和应力变化信息进行实时采集,实现了对锂离子电池阳极的原位监测,建立了电信号与光学传感信号之间的联系。实验结果表明,锂电池工作循环中,锂离子的脱嵌和嵌入会引起温度变化,对应传感器波长偏移达100 pm,温度上升11.1℃;在排除温度因素的影响后,循环电流的跳变会引起阳极收缩,产生的应力使波长漂移达21.96 pm,约为18.3με。此外,研究了不同充放电速率对电池的影响,10 mA电流比2.5 mA电流时温度提高了2.8倍,应力提高了4.4倍。所植入光栅监测系统既可以高精度地测量电化学反应引起的温度、应力变化,同时解调速度快,有利于实时、准确监测锂电池的热失控及形变鼓包故障,研究结果有望为锂电池的安全使用提供有效的实验依据。

关键词： 科学论证   全反射   图尔敏模型   “假设—预测”论证模式  

摘要： 在物理教学中展开基于证据的科学论证能够有效地培育学生的物理思维。在优化实验设计的基础上,基于科学论证优化设计“全反射”教学,将三个核心论证串联成完整的论证链条,学生在不断地“假设—预测”中建构物理知识,发展科学论证能力。

关键词： 自旋张量-动量耦合   玻色-爱因斯坦凝聚   Gross-Pitaevskii方程  

摘要： 利用高斯变分近似及基于Gross-Pitaevskii方程的数值求解,研究了一维自旋张量-动量耦合玻色-爱因斯坦凝聚中平面波态的动力学性质,发现基态为双轴向列态,其动量随Raman耦合强度的增加而单调递减.在微扰作用下,基态具有动力学稳定性,且展现出3种不同的谐振模激发,激发频率与Raman耦合强度、谐振子势阱的纵横比及相互作用强度有关.通过数值求解变分参数满足的运动方程和Gross-Pitaevskii方程,发现体系随时间演化将展现出周期性振荡行为.

关键词： 飞秒激光   光纤激光器   受激拉曼散射   光纤光栅   啁啾倾斜光纤光栅  

摘要： 啁啾倾斜光纤光栅(CTFBG)是高功率光纤激光中抑制受激拉曼散射(SRS)的核心器件,极具应用价值与研究前景。然而,传统紫外激光制备的CTFBG难以承受较高功率,限制了其发展与应用。本文基于飞秒激光的相位掩模板法在20/400μm大模场双包层光纤中分别刻写了光纤布拉格光栅(FBG)对与CTFBG。使用FBG对搭建了高功率光纤振荡器,并将CTFBG置于振荡器的谐振腔内抑制SRS。结果表明,CTFBG最大承受功率为2.8 kW,最大拉曼抑制比为~13 dB,插损小于2%,功率温升系数为7.8℃/kW。本文验证了飞秒激光刻写的CTFBG具有优异的功率承受能力,将进一步推动高功率光纤激光技术的发展。

关键词： 全反射   半圆形玻璃容器   建模   科学探究  

摘要： 全反射是习题教学中的一个难点,学生一听就懂,一做就错,对于这类题中所涉及的模型没有一个全面的理解,普通的习题考查的是模型的一部分,如果在教学中能够全面深入地剖析整个模型,不仅可以加深学生对知识的理解,还能很大程度地激发学生学习物理的兴趣,发展学生的物理思维,对于学生的探究意识和能力的培养也是大有裨益.

关键词： 核心素养教学设计   全反射   实验创新  

摘要： 以实验为中心建构教学活动,激发学生的学习热情和探索兴趣,从设疑激趣引冲突、进阶实验引概念、知识迁移引应用三个维度进阶任务学习,掌握必备的知识和科学的方法;通过实验链建构教学活动,培养学生以创新的思维解决实际问题的能力,提升学生适应社会发展所需的关键能力。

关键词： 学业水平考试   核心素养   学业质量评价   知识的理解   纸笔考试   学业成就   期末考试   识记  

摘要： 学业质量评价是指对学生完成学科课程学习后的学业成就表现的评价,是学校课堂教学的重要组成部分。学业质量评价包括学期期末考试、学业水平考试、中考和高考等。学业质量评价必须指向核心素养。传统学业质量评价以教师、学校和教育主管部门的评价为主体,以学生的学业分数作为评价的主要标准,往往仅凭教师个人经验和对教材知识的理解,通过纸笔考试对学生识记、理解和掌握知识的水平进行评价。

关键词： 沙尔科-马里-图思病   磁共振成像   弥散张量成像  

摘要： 目的观察腰骶丛MR神经成像(MRN)联合弥散张量成像(DTI)诊断1A型腓骨肌萎缩症(CMT1A)的价值。方法对44例经临床诊断的CMT1A患者(CMT1A组)及10名健康对照(对照组)行腰骶丛MRN及DTI,对CMT1A患者行CMT神经病学评分(CMTNS),包括CMTNS总分、CMT查体评分、CMT下肢评分及CMT下肢运动评分;根据L5神经根(NR)增粗程度将CMT1A组分为轻度增粗(n=16)、中度增粗(n=14)及明显增粗(n=14)亚组。比较组间及CMT1A各亚组间L4、L5双侧神经根(NR-L4、NR-L5)、股神经(FN)及坐骨神经(SN)直径、各向异性分数(FA)、平均弥散率(MD)、轴向弥散率(AD)和径向弥散(RD)的差异,分析CMT1A患者腰骶丛神经直径及DTI参数与CMTNS的相关性。结果相比对照组,CMT1A组NR-L4、NR-L5、FN及SN直径均增大,NR-L4、NR-L5、FN及SN的FA均降低,NR-L4及SN的MD和RD均升高(P均<0.05),组间其余参数差异均无统计学意义(P均>0.05)。CMT1A组内明显增粗亚组NR-L4、NR-L5、FN及SN直径均较轻度增粗亚组增大,而NR-L4和SN的MD、NR-L4的RD均高于轻度增粗亚组(P均<0.05);各亚组间其余参数差异均无统计学意义(P均>0.05)。CMT1A患者腰骶丛神经直径与CMTNS均呈正相关(r_(s)=0.304~0.501),SN的MD和RD、NR-L5的AD与CMT下肢运动评分均呈正相关(r_(s)=0.234、0.264、0.214),FN的AD与CMTNS总分和CMT查体评分(r_(s)=0.243、0.211)、SN的AD与CMTNS总分及CMT查体评分(r_(s)=0.244、0.219)均呈正相关(P均<0.05);其他腰骶丛神经DTI参数与CMTNS无明显相关性。结论腰骶丛MRN联合DTI可用于诊断CMT1A及监测疾病进展。

关键词： 温度传感器   光纤光栅   304不锈钢管   有限元仿真   响应时间   灵敏度  

摘要： 采用不同内外径的304不锈钢管封装制作了I型光纤光栅温度传感器,温度灵敏度均达到20 pm/℃以上,是裸光纤光栅温度传感器的2倍以上,线性度优异,能够达到0.99957以上。内外径为0.4、0.5 mm,0.75、1 mm,2、3 mm的不锈钢管封装的传感器的响应时间分别为21.2、32.3、104.3 s,响应时间随着不锈钢管的增厚而增加。薄壁管(内外径为0.4、0.5 mm)封装的光纤光栅温度传感器虽然响应时间短,但在温差为75℃的环境下波长存在异常下降的现象,这在一些应用场景中十分不利。利用ANSYS有限元仿真软件对不同内外径不锈钢管封装的光纤光栅温度传感器进行模拟,仿真得到响应时间与z轴形变量。仿真值与实验值进行比较可知,其误差较小,并且z轴形变量的变化也能较好地解释波长异常变化的原因。