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关键词： 量子光力学   光学角动量   量子信息   量子操控   脉冲光力学  

摘要： 量子光力学是指利用电磁场的力学效应,实现对机械物体的量子运动状态、电磁场的量子态进行探测和操控的一门物理学分支。大多数光力系统利用光子线动量的力学效应,通过交换光子线动量与机械振子的线动量实现光力耦合。这种线动量光力系统为我们探测和操控机械振子的运动量子态提供了一个有力的平台。然而光子作为一种基本粒子,它同时携带了一定的线动量和角动量。原则上光子也可以同扭矩振子交换角动量,从而诱导出角动量光力相互作用。本文提出了一种具有较强光力相互作用的自旋角动量光力系统,并且研究了利用此系统操控宏观扭矩振子转动量子态的理论方法。本文首先从经典电磁场的哈密顿量出发,研究了介质的转动运动对光力哈密顿量的影响。然后本文进一步考虑电磁场和扭矩振子的量子化的过程,最终得到了自旋角动量光力系统的量子哈密顿量以及相关的物理参数。接着本文又探索了扭矩振子转动量子态的光学操控方法。通过控制输入光力系统的光子脉冲的量子态,并在输出端口对输出的光子脉冲进行零差探测,扭矩振子的转动量子态被制备为压缩单声子态、压缩猫态等非经典、非高斯量子态。这些非经典量子态有助于人们研究与转动运动相关的宏观量子效应。最后,本文也简要讨论了扭矩振子转动运动退相干效应。本文中研究的自旋角动量光力系统,一方面扩展了量子光力学的研究领域,另一方面也为人们提供了一种在宏观领域探究量子效应的有力平台。

关键词： 强激光场   阈下谐波   载波包络相位   含时薛定谔方程  

摘要： 原子和分子产生的高次谐波可以为阿秒尺度上产生短高频相干辐射源提供了一种潜在的方法,可以作为探针观察原子和分子的动力学行为。谐波的主要特征是在谐波阶数较低时谐波强度快速下降,然后出现一个广阔的平台,所有谐波都有相似的振幅,最后谐波呈现一个急剧的截止,对阈值附近的低阶谐波的研究不管从实验还是理论研究都比较复杂。在经过90年代中期的开拓性研究后,得到了快速的发展。低阶谐波的形成与激光脉冲的载波包络相位(CEP)有非常重要的关系。通过控制激光脉冲的CEP,可以在极短的时间尺度上操控束缚电子的动力学。本论文从理论上研究了少周期中红外激光脉冲驱动的原子阈值以下谐波产生(BTHG)随载波包络相位(CEP)的变化关系。BTHG光谱作为激光脉冲CEP的函数,并在低激光场强度下表现出CEP依赖的增强和抑制,当激光脉冲的强度较高时,CEP变化时,BTHG光谱变化不明显。为了进一步研究其动力学机制,我们对BTHG进行了同步压缩时频变换(SST)和半经典分析。我们发现,在低激光场强度下,CEP可以显著地控制量子通道的关闭或打开,同时也可以改变共振增强在阈下谐波发射中的作用,使BTHG增强或抑制。对于强度较高的激光脉冲,由于量子通道不能被CEP改变,因此BTHG的增强和抑制与CEP无关。我们的结果证明了CEP依赖的BTHG的一个新机制,也提供了一个关于CEP控制BTHG过程的新方法。本文的主要工作如下:首先我们采用在激光场中求解三维含时薛定谔方程的方法研究了Ar原子产生的低阶谐波谱随CEP的依赖关系,为了更好地理解在少周期中红外激光场中依赖于CEP的BTHG中电子的动力学行为,我们对激光脉冲的波长为1800nm,强度为1.0×10W/cm,CEP=0.4π和CEP=1.5π的阈下谐波进行了小波时频分析、同步压缩时频分析(SST)和半经典模型来识别量子轨迹。发现量子通道在CEP的影响下对阈值以下谐波产生中有突出贡献。后面我们通过控制激光脉冲的波长和强度,最终发现CEP的依赖关系对激光脉冲的强度比较敏感,但是对波长不是很敏感。最后,我们计算了三维氦原子和氢原子产生的BTHG随CEP的依赖关系,发现当原子种类改变时,BTHG对CEP也不敏感。

关键词： 密度泛函理论   微观反应动力学   遍历历史求和表象   甲醇   铜基催化剂  

摘要： 甲醇在工业中的应用非常广泛,铜基催化剂催化甲醇分解是低成本利用甲醇的方案之一。本文选择了表面铜原子配位数分别为9和7的密堆积Cu（111）表面和较开放的Cu（110）表面,利用平板超胞模型、周期性密度泛函理论和微观反应动力学原理,结合遍历历史求和表象方法,对Cu（111）和Cu（110）表面催化甲醇脱氢分解涉及到的基元反应进行热力学和动力学研究。 首先,本文研究了反应网络中的9个反应中间体在Cu（111）和Cu（110）表面的吸附性质,确定了两表面上吸附活性点位,然后对9个反应中间体的吸附位置、键长键角等几何参数、吸附焓进行了对比分析,发现H3COH、H2CO分子在两个表面均为弱吸附,比较容易发生脱吸附反应。且物种在两表面吸附后,对分子内部键长影响很小。 接着对14个基元反应的热力学性质进行了详细的理论计算。发现催化剂不同表面对反应的促进作用有明显不同,Cu（111）表面对分解反应ES2、ES3、ES5、ES6、ES8、ES9、ES10、ES11的催化作用强于Cu（110）表面,而对于反应ES4、ES12、ES14则相反。 最后,本文探究了10个脱氢反应以及氢气合成反应的反应场景,以上反应基本符合过渡态变化规律;绘制甲醇脱氢分解在两表面的势焓图,两表面甲醇完全脱氢分解的最低能量通道比较类似;计算出反应达平衡时各物种浓度、关键产物理论周转频率和选择性等动力学数值,发现表面均倾向于生成H2CO,99%以上的甲醇都分解为H2CO然后从表面解吸附,与实验室观察到的结果一致;计算出反映网络中四个关键分支点的稳态分支比,最终得出甲醇脱氢分解的各条通道的发生概率,与热力学和动力学数值均有较好的吻合。

关键词： 内部表象训练   外部表象训练   网球   发球   接发球   初学者  

摘要： 校园网球旨在进行网球基础知识的普及教育以及发现培养运动人才。经研究发现,表象训练是一种行之有效的教学、训练方法。本实验旨在研究内部、外部表象训练在普通网球初学者学习网球接发球和网球发球的影响。本次实验研究主要运用实验法对普通中学网球初学者进行表象训练的实验干预,实验分组以班级为单位,随机分组,由同一教师教学。运用SPSS26.0进行双因素重复测量方差分析。研究探讨加入内部表象训练、外部表象训练的教学与传统教学相比较,对于网球发球、接发球技术的影响效果,探究更加有效的教学干预方法。实验结果:1、内部、外部表象训练实验发球运动能力前测时,三个实验分组无显著差异(P>0.05);中测时,发球右区运动能力三个实验分组无显著差异(P>0.05);发球左区运动能力内部表象组与外部表象组、控制组存在非常显著差异(P<0.01),外部表象组与控制组无显著差异(P>0.05);后测时,三个实验分组存在显著差异(P<0.05)。2、内部、外部表象训练实验发球运动技术前测时,三个实验分组无显著差异(P>0.05);中测时,外部表象组与内部表象组、控制组存在显著差异(P<0.05),内部表象组与控制组无显著差异(P>0.05);后测时,三个实验分组存在显著差异(P<0.05)。3、内部、外部表象训练实验接发球运动能力前测时,三个实验分组无显著差异(P>0.05);中测时,内部表象组与外部表象组、控制组存在显著差异(P<0.05),外部表象组与控制组无显著差异(P>0.05);后测时,控制组与内部表象组、外部表象组存在显著差异(P<0.05),内部表象组与外部表象组无显著差异(P>0.05)。4、内部、外部表象训练实验接发球运动技术前测时,三个实验分组无显著差异(P>0.05);中测、后测时,三个实验分组存在显著差异(P<0.05)。研究结论如下:1、内部表象训练组、外部表象训练组相较于控制组即传统教学组实验干预效果更加显著,更有利于初学者新技能的学习。2、内部表象训练组针对于网球发球相较于外部表象训练组与控制组(传统教学组),在网球发球运动能力干预效果显著,更有利于网球的学习。3、内部表象训练组针对于网球发球相较于外部表象训练组与控制组(传统教学组),在网球发球运动技术干预效果显著,更有利于网球的学习。4、外部表象训练组针对于网球接发球相较于内部表象训练组与控制组(传统教学组),在网球接发球运动能力方面实验干预效果显著,更有利于网球接发球运动能力的学习。5、内部表象训练组针对于网球接发球相较于外部表象训练组与控制组(传统教学组),在网球接发球运动技术干预效果显著,更有利于网球接发球运动技术的学习。

关键词： 叔本华   痛苦   意志   表象   幸福  

摘要： 叔本华是现代西方哲学的非理性主义的代表人物,是“人生是痛苦”观点的提出者和发展者。其中,意志与表象的冲突与分裂是“痛苦”产生的前提条件。叔本华强调,痛苦是让人们必须直面“人生是痛苦”的事实,然后才可能去寻求解脱痛苦的途径,进而完成向幸福的跃升。故对叔本华痛苦观思想的研究是揭开“痛苦”面纱的前提条件,也是推动人类寻求幸福和追求人生意义的重要路径。柏拉图的“理念”、康德的“物自体”等思想为叔本华提供“人生即痛苦”的基本思路和超越痛苦的可能,成为构建叔本华痛苦观思想的哲学基础。通过对痛苦的事实之维度的探究,叔本华探得“人生即痛苦”之命题;通过对痛苦的价值之维度的探究,叔本华发掘出减少意志与表象矛盾和冲突的方法。在此基础上,他进一步剖析得到超越痛苦的途径:即艺术审美直观、合理调控欲望以及保持理性思考。由此人们可以超越痛苦,到达恬静平和、自由、幸福之境界。叔本华痛苦观开创了以痛苦为视角的幸福研究,打破了传统理性主义的本体论牢笼。不过在学术上,痛苦观思想仍有争议,如身体能否沟通意志与表象世界,艺术审美直观能否使人从痛苦在解脱出来。但争论促进发展,叔本华的思想在争议中变得更加完善,为丰富个人精神世界、塑造个人健康人格,为提升社会物质文明和精神文明、构建文明社会提供了理论指导。

关键词： Quantum theory   Cellular automata     Mathematical physics     Physics     Quantum physics  

ISBN: (纸本)9787519296018

关键词： 光纤弱磁场测量   原子自旋进动   光纤传感  

摘要： 基于原子自旋的光纤弱磁场测量技术具有灵敏度高、不需降温冷却工作环境等优点，广泛应用于军事、医学、空间探磁和地质调查等领域。近年来，随着弱磁探测技术应用领域的不断发展，对弱磁探测器在微型化、灵敏度、分辨率和低功耗等方面有了更高的要求。而传统的基于原子自旋的磁强计是采用空间光技术、体积大和工作环境要求高，使得应用场所受限，因此研究一种较高稳定性、体积小、使用方便的弱磁光纤检测系统非常必要。　　本文围绕原子自旋进动检测技术，结合具有高分辨率，体积小和高精度测量的光纤传感技术，提出了一种基于原子自旋的光纤弱磁场测量方法，对该系统进行了理论模型和实验方法的深入研究，主要工作内容如下。　　首先，调研目前基于原子自旋的磁强计背景与意义，综述目前各种磁场测量结构中基于原子自旋的磁强计的工作原理与国内外研究现状。　　其次，对基于原子自旋的光纤弱磁场测量技术方法与工作原理进行分析，主要分析系统中基于圆偏振检测光旋角的检测原理和泵浦光对铷原子的极化过程，重点推导出基于碱金属原子自旋进动信号的光旋角模型、光纤碱金属原子磁场测量中的原子吸收光子速率模型和基于原子自旋的光纤弱磁场测量理论模型，并建立磁场测量灵敏度的计算模型。　　再次，设计基于原子自旋的光纤弱磁传感系统，搭建基于原子自旋的光纤弱磁场测量平台制作了主要部件，如原子气室、气室温控箱、磁场产生装置、和驱动加热电路模块等，进行了铷原子密度吸收峰等基础参数的测量，设计并制作了磁屏蔽装置内剩磁补偿实验。　　最后，对基于原子自旋的光纤弱磁场测量系统进行磁场测量实验，并对实验结果进行了分析。同时就分析结果对实验系统提出优化改进方案，提高检测系统的灵敏度。

关键词： Quantum theory  

ISBN: (纸本)9787030720344

关键词： 磁性双稳态   单核配合物   单离子磁体   自旋交叉   主客体相互作用  

摘要： 信息时代的到来对高密度信息存储提出了越来越高的要求。传统磁性材料由于尺寸效应限制了其磁存储密度的进一步提高。磁性双稳态分子作为一种分子水平的新型磁存储材料应运而生,引起了广大研发人员的研究兴趣,其包含分子纳米磁体、自旋交叉和电荷转移类配合物。3d过渡金属离子在地壳中含量丰度高,3d电子在5个d轨道中有多种排列方式,在不同配位环境中可以表现出非常丰富的磁行为,是构建磁性双稳态分子的理想研究对象。本论文主要研究单核过渡金属配合物的磁弛豫调控和自旋转变调控。第一部分工作是通过设计合适的配体与过渡金属构筑拥有缓慢磁弛豫行为的单核八配位配合物,通过理解配合物的磁构关系,探究高配位数配体场及金属中心局域对称性对单离子磁体(SIMs)磁双稳态行为的影响;在第二部分工作中,首先构筑自旋交叉与荧光双功能配合物,再将该配合物通过超分子作用与环双(4,4’-(1,4-亚苯基)双吡啶-对亚苯基)-四(六氟磷酸盐)(Ex Box·4PF)大环形成络合物,研究主客体相互作用对自旋交叉双稳态性质的影响。具体的研究结果如下:(1)使用6,6’-双(4,5-二氢噁唑-2-基)-2,2’-联吡啶(L)和6,6’-双(5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪-2-基)-2,2’-联吡啶(L)分别与Fe 、Co 、Mn 和Ni 进行配位得到配合物1-7。晶体结构测试表明,1-3和6均为八配位结构,4、5和7为六配位结构。磁性测试表明,1-7在零场下均未表现出缓慢的磁弛豫行为,可能是由于基态混合严重和低温下快速量子隧穿所导致。化合物1-2在外加直流场下均表现出缓慢的磁弛豫行为,但它们的磁各向异性的来源完全不同。1中的两个Fe 中心表现出易轴各向异性,负D值相对较小,分别为-4.897和-4.825 cm;而2中的Co 中心为易面各向异性,D值较大,为+46.42cm。化合物3-7在外加直流场下也未表现出缓慢的磁弛豫行为。(2)使用(E)-N’-((5-(芘-1-基)吡啶-2-基)亚甲基)苯甲酰肼(L)和(E)-4-(叔丁基)-N’-((5-(芘-1-基)吡啶-2-基)亚甲基)苯甲酰肼(L)配体,分别与Fe 、Zn 进行定向配位得到配合物8-12。8和9为自旋交叉与荧光双功能配合物,抗磁性10-12作为对照配合物用于讨论主客体相互作用对自旋交叉性质的影响。配合物8-12的芘环能够通过超分子作用套入大环分子Ex Box,且8-12与Ex Box的结合较强。加入Ex Box大环后,8的内外管中氘代试剂残峰差值增大,表明8自旋态发生了变化,进而说明主客体作用能够影响中心金属离子的自旋态。Evans磁矩测试表明目前的体系主客体作用对Fe 自旋态的影响并不显著,可能是主客体作用强度与配位场强度不匹配所导致的。在后续的工作中,会进一步优化配体场,最终实现主客体相互作用对中心金属离子自旋态的可逆调控。