量子点的合成与应用(康振辉,刘阳,毛宝东 著)思维导图
现代科学分析方法重点及及解答
现代科学分析方法重点及及解答
1. 紫外光谱，荧光光谱在材料研究中的应用
（1）分子内的电子跃迁有哪几种，吸收最强的跃迁是什么跃迁？
形成单键的σ电子 ；形成双键的π电子； 未成对的孤对电子n电子。成键轨道 σ、π；反键轨道 σ*、π* ；非键轨道 n 。
1）、ς-ς* 跃迁
它需要的能量较高，一般发生在真空紫外光区。在200 nm左右，其特征是摩尔吸光系数大，为强吸收带。
2）、n-ς*跃迁
实现这类跃迁所需要的能量较高，其吸收光谱落于远紫外光区和近紫外光区
3）、π→π*跃迁
π电子跃迁到反键π* 轨道所产生的跃迁，这类跃迁所需能量比σ→σ*跃迁
小，若无共轭，与n→σ*跃迁差不多。200nm左右，吸收强度大，强吸收。
4）、n→π*
跃迁 n电子跃迁到反键π* 轨道所产生的跃迁，这类跃迁所需能量较小，吸收峰在200 ~ 400
nm左右，吸收强度小，弱吸收
吸收最强的跃迁是
：π→π*跃迁
（2）紫外可见吸收光谱在胶体的研究中有重要作用，请举出三个例子来说明，并结合散射现象来讨论二氧化钛胶体和粉末漫反射光谱的差异。
举例：1）、胶体的稳定性，尤其是稀释后的稳定性；
2）、胶粒对可见光的散射；
3）、测定消光（包括吸收、散射、漫反射等对光强度造成的损失）稀释条件下，胶粒尺寸小于光波长的1/20，瑞利散射可忽略。
4）、估算晶粒的大小。
5）、尺寸效应，会发生吸收边的蓝移或是红移，可以用来像是CdS和CdSe的量子点。
差异：当测定二氧化钛的溶胶时，按晶粒尺寸的不同，分为两种情况：
1）当d＜λ/20时，瑞利散射可以忽略。
2）当d＞λ/20时，散射就会十分明显，这样获得是一个消光光谱， 而不是吸收光谱，无法测得λonset。用粉末漫反射光谱可以克服上述缺点，得到一个较好的吸收光谱。
（3）什么是荧光、磷光、光致发光和化学发光？对应的英文名称分别是什么？
浅谈思维导图在新课标课堂《光和光合作用》一节教学中的应用
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浅谈思维导图在新课标课堂《光和光合作用》一节教学中的应用
作者：宋正路 殷蒙 张会
来源：《读与写·教师版》2018年第06期
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摘要：人教版高中生物教材必修1《分子与细胞》中《能量之源--光和光合作用》一节主要阐述光合作用探究历程、光合作用色素、光合合作用的过程与原理等内容，进而从物质和能量的角度阐述积累有机物释放氧气并储存能量的过程。在教学过程中将思维导图利用课堂教学过程中，将思维导图与本节课的教学有机融合，可以将分散的知识点建构成知识网络，有助于提高思维品质，同时也让新课标的学科素养要求在本节课的实施中充分体现。
关键词：思维导图；光合作用；新课程标准；应用分析
中图分类号：G633.55 文献标识码：A 文章编号：1672-1578（2018）06-0187-02
英国著名的教育学研究者托尼巴赞（Tony Buzan），20世界70年代所创建的应用于记忆、学习、思考等的一种将放射性具体化的一种方法。也称之为又称心智图或大脑图。所创建的应用于记忆、学习、思考等的一种将放射性思维具体化的方法。思维导图运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来，把主题关词与图像、颜色等建立记忆链接，思维导图充分运用于左右脑的机能，利用记忆、阅读、思的规律，进而开启人类大脑的无限潜能。2017年国家教育部颁布生物教学《普通高中生物学课程标准》明确提出生命观念、理性思维、科学探究、社会责任作为生物学科核心素养。笔者结合思维导图在本节课的应用，例谈借助思维导图能更好的完成新课程标准的要求。
1.学习思维导图模型，展开联想.重温“科学探究”历程
在第5章第4节“能量之源一光和光合作用”教材编写中主要从光合作用的发现史中，让学生重新认识科学探究的艰辛历程。课本从亚里士多德提出植物体由“土壤汁”构成，即植物生长发育所需的物质完全来自土壤。学生可以围绕光合作的发现建立思维导图，在发现历程中借助思维导图进行梳理出发，逐渐揭示光合作用的原料、产物、条件、场所。最后，鲁宾和卡门发现氧气中的原子全部来自于水，直到20世纪40年代，美国科学家卡尔文用同位素标记法发现龙源期刊网
MOCVD两步法生长GaN量子点
高技术通讯
gaojixu tongxun
1998年 第8卷 第6期 Vol.8 No.6 科技期刊
MOCVD两步生长法制备GaN量子点
（1998年1月22日收到）
陈 鹏 沈 波 王 牧 周玉刚 陈志忠
臧 岚 刘小勇 黄振春 郑有 闵乃本
（南京大学物理系固体微结构实验室 南京 210093）
杭 寅
(中国科学院安徽光学精密机械研究所 合肥 230031)
摘 要
报道了用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在蓝宝石衬底上成功地制备出GaN量子点。采用了500℃低温沉积和1050℃高温退火的两步制备法制备出密度为5×108cm－2～6×109cm－2、直径约40nm的GaN量子点。GaN量子点的密度和大小由原子力显微镜(AFM)观察测得，并由制备温度和时间所控制。观察到GaN量子点仅在高温退火后生成，这可解释为由于低温沉积，最初的沉积层中的应变能得不到释放而成为具有较高能量的中间亚稳态相，高温退火使得应变能得到释放，生成GaN量子点。
关键词：GaN量子点，金属有机化学气相沉积，中间亚稳态相
一、引 言
最近，国际上几个研究小组分别报道了GaN的量子点或其纳米结构［1，2］，这表明该领域渐渐引起了人们的兴趣。量子线或量子点等低维结构带来的许多新的物理现象是量子器件研制的基础。现在，以GaN为主的宽禁带III-V氮化物半导体的应用取得了突破性进展，日亚公司已成功地制备出GaN基发光二极管和激光二极管(LED/LD)［3，4］。低维结构在器件应用中有着非常重要的作用，器件有源部分采用低维结构可大幅度改善器件的性能。
根据Stranski-Krastanow(S-K)生长模型［5］，如果在衬底与外延层之间存在晶格失配，则外延层最初是二维层状生长，随着外延层增厚，为降低外延层中的应变能而转变为三维岛状生长。实际上，在III-V族化合物［8－8］或Ge/Si［9，10］体系中制备量子点都是基于S-K生长模型。制备III-V族化合物量子点通常要求量子点生长在很短的时间内，典型时间是3～10秒。显然，在短时间内生长对控制量子点的密度和尺度是不利的。
张永林 第二版《光电子技术》课后习题答案.doc
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精品 1.1可见光的波长、频率和光子的能量范围分别是多少？
波长：380~780nm 400~760nm
频率：385T~790THz 400T~750THz
能量：1.6~3.2eV
1.2辐射度量与光度量的根本区别是什么？为什么量子流速率的计算公式中不能出现光度量？
为了定量分析光与物质相互作用所产生的光电效应，分析光电敏感器件的光电特性，以及用光电敏感器件进行光谱、光度的定量计算，常需要对光辐射给出相应的计量参数和量纲。辐射度量与光度量是光辐射的两种不同的度量方法。根本区别在于：前者是物理（或客观）的计量方法，称为辐射度量学计量方法或辐射度参数，它适用于整个电磁辐射谱区，对辐射量进行物理的计量；后者是生理（或主观）的计量方法，是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计算，称为光度参数。因为光度参数只适用于0.38~0.78um的可见光谱区域，是对光强度的主观评价，超过这个谱区，光度参数没有任何意义。而量子流是在整个电磁辐射，所以量子流速率的计算公式中不能出现光度量.光源在给定波长λ处，将λ～λ+dλ范围内发射的辐射通量 dΦe，除以该波长λ的光子能量hν，就得到光源在λ处每秒发射的光子数，称为光谱量子流速率。
1.3一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面1.5m的高处，用照度计测得正下方地面的照度为30lx，求出该灯的光通量。
Φ=L*4πR^2=30*4*3.14*1.5^2=848.23lx
1.4一支氦-氖激光器（波长为632.8nm）发出激光的功率为2mW。该激光束的平面发散角为1mrad,激光器的放电毛细管为1mm。
求出该激光束的光通量、发光强度、光亮度、光出射度。
若激光束投射在10m远的白色漫反射屏上，该漫反射屏的发射比为0.85，求该屏上的光亮度。
32251122()()()6830.2652100.362()()22(1cos)()0.3621.15102(1cos)2(1cos0.001)1.4610/coscoscos0()0.3vmevvvvvvvvvvvKVlmdIdSRhRRIcddIIILcdmdSSrdMdS522624.610/0.0005lmm'2'''222''2'2'100.0005(6)0.850.850.85cos0.85155/cos2vvvvvvvvlmrmPdrMELdSlrLddMlLcdmddSd.
半导体物理复习提纲
基础知识
1。导体，绝缘体和半导体的能带结构有什么不同？并以此说明半导体的导电机理（两种载流子参与导电）与金属有何不同？
导体能带中一定有不满带；绝缘体能带中只有满带和空带,禁带宽度较宽一般大于2eV；半导体T=0 K时，能带中只有满带和空带，T〉0 K时，能带中有不满带，禁带宽度较小,一般小于2eV。（能带状况会发生变化)
半导体的导带没有电子,但其价带中电子吸收能量，会跃迁至导带，价带中也会剩余空穴。在外电场的情况下，跃迁到导带中的电子和价带中的空穴都会参与导电.而金属中价带电子是非满带，在外场的作用下直接产生电流。
2.什么是空穴?它有哪些基本特征？以硅为例,对照能带结构和价键结构图理解空穴概念.
当满带附近有空状态k’时，整个能带中的电流,以及电流在外场作用下的变化，完全如同存在一个带正电荷e和具有正有效质量｜mn＊ ｜ 、速度为v（k’）的粒子的情况一样，这样假想的粒子称为空穴。
3。半导体材料的一般特性.
（1）电阻率介于导体与绝缘体之间
（2）对温度、光照、电场、磁场、湿度等敏感
(3）性质与掺杂密切相关
4。费米统计分布与玻耳兹曼统计分布的主要差别是什么?什么情况下费米分布函数可以转化为玻耳兹曼函数？为什么通常情况下，半导体中载流子分布都可以用玻耳兹曼分布来描述？ 麦克斯韦-玻尔兹曼统计的粒子是可分辨的；费米-狄拉克统计的粒子不可分辨，而且每个状态只可能占据一个粒子。低掺杂半导体中载流子遵循玻尔兹曼分布，称为非简并性系统;高掺杂半导体中载流子遵循费米分布，称为简并性系统。
费米分布： 玻尔兹曼分布：
空穴分布函数： (能态E不被电子占据的几率）
当时有，所以，则费米分布函数转化为，即玻尔兹曼分布。
半导体中常见费米能级位于禁带中,满足的条件，因此导带和价带中的所有量子态来说，电子和空穴都可以用玻尔兹曼分布描述.
5。由电子能带图中费米能级的位置和形态（如，水平、倾斜、分裂)，分析半导体材料特性。
光学工程基础参考文献与习题
1
<>参考文献和习题
1 光波、光线和成像
参考文献：
1. Walker Bruce H. Optical Engineering Fundamentals. Bellingham, Washington: SPIE,1998
2. 袁旭滄. 应用光学. 北京：国防工业出版社，1988
3. Ditteon Richard 著，詹涵菁译. 现代几何光学. 长沙：湖南大学出版社，2004
4. Smith W J. Modern Optical Engineering. Boston: The McGreaw-Hill Companies, Inc, 2001
5. 陈熙谋. 光学•近代物理. 北京：北京大学出版社，2002
6. 钟钖华. 现代光学基础. 北京：北京大学出版社，2003
7. Ghatak A K, Thyagarajan K. Contemporary Optics. New York: Plenum Publishing Corporation,
1978
8. 彭旭麟，罗汝梅. 变分法及其应用. 武汉：华中工学院出版社，1983
9. Kidger Michael J. Fundamental Optical Design. Bellingham, Washington: SPIE,2002
10. Jenkins F, White H. Fundamentals of Optics. New York: The McGreaw-Hill Companies, Inc,
1976
11. Hecht E. Optics. Reading, Massachusetts: Addison-Wesley, 1987
习题:
1. 简述几何光学的几个基本定律。
2. 简述成像的基本概念。
3. 光在真空中的速度是多少？在水中呢？在钻石中呢？
4. 画出折射角i随入射角i变化的函数曲线，条件是1n，n是下列值：(a) 1.333；(b)
2022年高考物理总复习第一部分第十四章波粒二象性、原子结构、原子核第2讲原子结构、氢原子光谱
- 1 - 第2讲 原子结构 氢原子光谱
【课程标准】
1.了解人类探索原子结构的历史。
2.知道原子核式结构模型。
3.通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。
【素养目标】
物理观念：知道原子的核式结构和氢原子光谱。
科学思维：掌握氢原子光谱的规律，并利用规律进行解题。
科学态度与责任：了解人类探索原子及其结构的历史、人类对物质结构的探索历程。
一、原子的核式结构
1．电子的发现：英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现了电子，证明了原子可以再分。
2．原子的核式结构： (1)α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。(如图所示)
(2)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
命题·教材情境
如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。实验中，α粒子主要是受到谁的作用力发生偏转？显微镜在哪个位置单位时间内观察的粒子数最多？根据实验结果卢瑟福提出的原子结构学说是什么？
- 2 - 提示：原子核的库仑力；正对放射源位置；原子核式结构。
二、光谱
1．光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长(频率)展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。
2．光谱分类
3．氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ ＝R(122
－1n2 )(n＝3，4，5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1)。
4．光谱分析：线状谱和吸收光谱都对应某种元素，都可以用来进行光谱分析。在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。
材料物理性能(总结)
一章
1、原子间的键合类型有几种？（P1)
金属键、离子键、共价键、分子键和氢键
2、什么是微观粒子的波粒二象性？（P1）
光子这种微观粒子表现出双重性质——波动性和粒子性，这种现象叫做波粒二象性。
3、什么是色散关系？什么是声子？声子的性质？（P20、P25）
将频率和波矢的关系叫做色散关系。
声子就是晶格振动中的独立简谐振子的能量量子。
性质：（1）声子的粒子性：声子和光子相似，光子是电磁波的能量量子，电磁波可以认为是光子流，光子携带电磁波的能量和动量。
（2）声子的准粒子性：准粒子性的具体表现：声子的动量不确定，波矢改变一个周期或倍数，代表同一振动状态，所以不是真正的动量。
4、声子概念的意义？（P25）
（1）可以将格波雨物质的相互作用过程理解为，声子和物质的碰撞过程，使问题大大简化，得出的结论也正确。
（2）利用声子的性质可以确定晶格振动谱。
5、简述高聚物分子运动的特点。（P29）
（1）运动单元的多重性 （2）分子运动时间的依赖性 （3）分子运动的温度依赖性
6、影响高聚物玻璃化温度的因素（P33）
（1）分子链结构的影响 （2）分子量的影响 （3）增塑剂的影响 （4）外界条件的影响
7、影响高聚物流动温度的因素（P39）
(1) 分子量 （2）分子间作用力 （3）外力
8、线性非晶高聚物的力学状态？（P29）
二章
1、材料的热学性能的内容。(P41)
材料的热学性能包括热容、热膨胀、热传导、热稳定性、熔化和升华等。
2、什么是热容？（P42）什么是杜隆-柏替定律和奈曼-柯普定律（P43）
热容是分子或原子热运动的能量随温度而变化的物理量，其定义是物体温度升高1K所需要增加的能量。
杜隆-珀替定律：恒压下元素的原子热容为25J/(k·mol)；
奈曼-柯普定律：化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。
碳量子点(cqds) 石墨炔量子点
碳量子点(cqds)是一种具有纳米尺度的碳基材料，具有优异的光电性能和化学稳定性，近年来受到了广泛关注。其中，石墨炔量子点作为一种特殊的碳量子点，在光催化、光电器件、生物成像等领域展现出了巨大的应用潜力。本文将从以下几个方面详细介绍碳量子点和石墨炔量子点的相关研究进展。
一、碳量子点的制备方法
碳量子点的制备方法包括化学氧化方法、电化学法、微波辐射法、激光 剥离法、等离子体法等多种途径。其中，化学氧化方法是最为常见的制备方法之一，通过碳前体的酸碱处理、氧化剥离等步骤，可制备出具有一定量子效应的碳量子点。
二、石墨炔量子点的结构与性质
石墨炔量子点具有类似于石墨炔结构的碳原子排列，拥有较小的带隙、较高的导电性和光催化活性。石墨炔结构的引入使得石墨炔量子点在光电器件中表现出了良好的性能，同时在生物成像领域也表现出了巨大的潜力。
三、碳量子点在光催化中的应用
碳量子点作为一种优异的光催化剂，可用于水分解、二氧化碳还原、有机污染物降解等反应。石墨炔量子点在光催化中的应用研究表明，其具有较高的光催化活性和稳定性，为光催化反应的高效进行提供了可能。
四、石墨炔量子点在生物成像中的应用
石墨炔量子点具有较好的生物相容性和荧光性能，被广泛应用于生物成像领域。其在细胞标记、组织成像、药物传递等方面的应用研究成果丰硕，为生物医学领域的发展带来了新的机遇和挑战。
五、碳量子点的应用前景
碳量子点及其衍生物在光电器件、生物成像、光催化等领域的广泛应用展现出了巨大的潜力，但也面临着制备方法简单化、性能稳定化、应用系统化等方面的挑战。未来的研究方向将集中在碳量子点的制备与改性、性能调控与机制解析、应用拓展与产业化等方面，以期为碳量子点的应用提供更为坚实的基础和保障。
碳量子点和石墨炔量子点作为当前领域的研究热点，其在光电器件、生物成像、光催化等领域的应用前景广阔，但仍需加大基础研究和工程应用方面的投入，以推动碳量子点在相关领域的深入应用与开发。希望本文的内容能为相关研究和应用工作提供一定的参考和借鉴，期待碳量子点在未来能够迎来更加灿烂的发展。六、碳量子点与环境治理的潜在应用
高考典型例题：等效重力场
运用等效法巧解带电粒子在匀强电场中的运动
一、等效法
将一个过程或事物变换成另一个规律相同的过程和或事物进行分析和研究就是等效法。中学物理中常见的等效变换有组合等效法（如几个串、并联电阻器的总电阻）；叠加等效法（如矢量的合成与分解）；整体等效法（如将平抛运动等效为一个匀速直线运动和一个自由落体运动）；过程等效法（如将热传递改变物体的内能等效为做功改变物体的内能）
概念的全面类比
为了方便后续处理方法的迁移，必须首先搞清“等效重力场”中的部分概念与复合之前的相关概念之间关系。具体对应如下：
等效重力场重力场、电场叠加而成的复合场
等效重力重力、电场力的合力
等效重力加速度等效重力与物体质量的比值
等效“最低点”物体自由时能处于稳定平衡状态的位置
等效“最高点”物体圆周运动时与等效“最低点”关于圆心对称的位置
等效重力势能等效重力大小与物体沿等效重力场方向“高度”的乘积
二、题型归类
（1）单摆类问题（振动的对称性）
例1、如图2-1所示`，一条长为L的细线上端固定在Ｏ点，下端系一个质量为m的小球，将它置于一个很大的匀强电场中，电场强度为Ｅ，方向水平向右，已知小球在Ｂ点时平衡，细线与竖直线的夹角为。求：当悬线与竖直线的夹角为多大时，才能使小球由静止释放后，细线到竖直位置时，小球速度恰好为零？
运动特点：小球在受重力、电场力两个恒力与不做功的细线拉力作用下的运动，
对应联想：在重力场只受重力与细线拉力作用下的运动的模型：单摆模型。
等效分析：对小球在B点时所受恒力力分析（如图2-2），将重力与电场力等效为一个恒力，将
其称为等效重力可得：cosmggm，小球就做只受“重力”mg′与绳拉力运动，可等效为单摆运动。
规律应用：如图2-3所示，根据单摆对称运动规律可得，B点为振动的平衡位置，竖直位置对应小球速度为零是最大位移处，另一最大位移在小球释放位置，根据振动对称性即可得出，当悬线与竖直线的夹角满足2，小球从这一位置静止释放后至细线到竖直位置时，小球速度恰好为零。