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2015年我在光源和电子生产过程的发明创造第一批27项
fmjzzh 2015-10-5 14:25
个人分类: 节能减排|1238 次阅读|0 个评论
向日葵,能不能晚上跟着光摇头?
热度 1 zlyang 2015-9-4 11:00
向日葵,能不能 晚上 跟着光 摇头 ? 张庆费,2015-09-03,昙花一现,奇葩芬芳 http://blog.sciencenet.cn/blog-578415-918254.html 里说: 昙花的夜间开花习性也是一种生存适应策略,昙花原产美洲热带沙漠地区,气候干热。夜间开花,可避开阳光曝晒,而缩短开花时间,更可减少水分消耗,有利生存和繁衍。当然,利 用“ 昼夜颠倒 ”的办 法,即当昙花花蕾膨大时,白天遮光,夜间灯光照射,可以让昙花白天开放。 请问: 向日葵为什么会摇头? 阴天,向日葵还摇头吗? 能不能把 向日葵 也“昼夜颠倒”, 夜间摇头 ? 相关链接: 中国科学院,向日葵 http://www.cas.cn/kxcb/kpwz/201105/t20110507_3128799.shtml 中国植物志 第75卷,向日葵属 Helianthus L. http://db.kib.ac.cn/eflora/view/search/Chs_contents.aspx?CPNI=CPNI-178-037386 78. 向日葵属——Helianthus L. L. Sp. Pl. 904. 1753; Benth. et Hook. f. Gen. Pl. 2: 386. 1873; O. Hoffm. in Engl. et Prantl. Pflanzenf. 4, 5: 235. 1897. 一年或多年生草本,通常高大,被短糙毛或白色硬毛。叶对生,或上部或全部互生,有柄,常有离基三出脉。头状花序大或较大,单生或排列成伞房状,各有多数异形的小花,外围有一层无性的舌状花,中央有极多数结果实的两性花。总苞盘形或半球形;总苞片2至多层,膜质或叶质。花托平或稍凸起;托片折叠,包围两性花。舌状花的舌片开展,黄色;管状花的管部短,上部钟状,上端黄色、紫色或褐色,有5裂片。瘦果长圆形或倒卵圆形,稍扁或具4厚棱。冠毛膜片状,具2芒、有时附有2-4个较短的芒刺,脱落。 本属约有100种,主要分布于美洲北部,少数分布于南美洲的秘鲁、智利等地,其中一些种在世界各地栽培很广。 本属有许多重要的经济植物。除向日葵 H. annuus L. 和菊芋 H. tuberosus. L. 这两种著名的特用作物外,在我国还有不少已经引种栽培的观赏植物。其中最主要的有绢毛葵 H. argophyllus Torr. et Gray、瓜叶葵 H. cucumerifolius Torr. et A. Gray、狭叶向日葵 H. angustifolius L.、毛叶向日葵 H. mollis Lam. 及其心叶变种 var. cordatus Bailey、千瓣葵 H. decapetalus L.、糙叶向日葵 H. maxillianii Schred.、黑紫向日葵 H. atrorubens L. 等。在本志中,仅述2种最重要的经济植物。
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求助1 能观测到间隔几个飞秒的脉冲吗?
热度 3 mdymww 2014-8-26 08:03
求助 1 能观测到间隔几个飞秒的脉冲吗? 科学史告诉我们:今天的知识大多不会成长为明天的真理。科学没有自己需要死守的一块阵地,只是我们不断前行的一个过程。 本文观点:波动性不是粒子的性质,波动性来源于发射这些粒子的源;光子的波动性属于光源;从激光光源中应该能分离一束小的光线,让我们能观测到一个个的间隔一致的脉冲,这脉冲的空间间隔与波长的观点一致。 今天大家普遍接受的是量子力学,及对微观粒子如光子,波粒二象性的解释。我则认为我们根本就没有观测到一个粒子的波的特性,我们观测到的波的特性不是粒子的特性而是发射这些粒子的源的特性。 粒子性属于粒子,波特性属于发射这些粒子的源。例如,光子只是一种粒子,我们之所以能观测到干涉、衍射及偏振现象,那是因为光源存在的原因。 A )理想光源 是这样的一种单色光源,只发射单一波长的光子,她在空间的发射方向上每间隔一个波长发射一个光子(如 Fig 2 )。 B )激光光源 激光光源是这样的一种单色光源,她每隔一个或多个波长,发射一个或多个光子(如 Fig 3 )。 C )傅立叶变换 理想光源经过傅立叶变换后,与经典的理解是一样的(如 Fig1 )。 D )我需要解决的问题 现实光源中激光是最接近理想光源的光源。如果设计出一种实验装置,分离出一束激光(例如 600nm 左右的激光),如果能观测到每隔约 2 、 4 、 6 …个飞秒发射一个或多个光子,将证实这种假设 。
个人分类: 物理思考|1217 次阅读|4 个评论
华中科大何光源(副院长,二级教授,博导)转基因论文造假被撤稿
热度 1 xupeiyang 2013-5-24 13:02
一篇2012年发表在国际学术期刊《植物分子生物学导报》(Plant Molecular Biology Reporter)的小麦转基因论文近日被该刊撤稿,原因是“due to fraudulent content with serious consequences to wheat production and its economic impact”(伪造内容而对小麦生产和它的经济影响有严重后果)。 声明 称,这篇来自中国研究人员的文章“ Isolation and Functional Characterization of an Antifreeze Protein Gene, TaAFPIII, from Wheat ”因伪造内容被撤销,对小麦产量和其经济效益的准确性造成严重影响。 据了解,该论文作者分别来自华中科技大学和扬州大学。华中科大网站显示,通讯作者 何光源 现为该校理学院副院长,二级教授,博导,教育部跨世纪人才,教育部分子生物物理重点实验室副主任,国家转基因中心(武汉)华中科技大学部分负责人。 以下部分来自 RetractionWatch Chinese researchers have had a 2012 paper in Plant Molecular Biology Reporter on genetically modified wheat retracted, in a notice that cites fraud. The article, “Isolation and Functional Characterization of an Antifreeze Protein Gene, TaAFPIII, from Wheat (Triticum aestivum),” came from the same group we wrote about in April 2012 when they retracted a paper from Acta Biochimica et Biophysica Sinica, also about genetically altered wheat . At the time, the authors said they were pulling the other paper because they were having trouble replicating their findings. That now seems accurate, but not entirely complete. As the new retraction notice states: This article has been retracted due to fraudulent content with serious consequences to wheat production and its economic impact. We haven’t been able to reach anyone involved in the case to know whether this retraction and the misconduct that precipitated it are indeed dire for wheat production. We note that the leader of the group, Guangyuan He, directs a joint lab between China and the United Kingdom. http://www.bio360.net/news/show/5359.html
个人分类: 学术不端|5566 次阅读|2 个评论
为何托马斯.杨能用普通光源做双狭缝干涉实验
热度 2 guanky 2013-4-8 02:51
摘要:如果在双狭缝实验中光子的自相干起主要作用,那么 托马斯 . 杨用普通光源做双狭缝干涉实验看到干涉条纹则是容易理解的事实。 由此进一步说明保证光子的自相干实验严格性的重要。 在博文《再谈“一类重要的量子力学基础实验”》中,作者曾提出 为何托马斯 . 杨能用普通光源做双狭缝干涉实验这一问题。 经仔细考虑,发现,如果已证实在双狭缝实验中单个光子可以自相干,那么在没有激光器时期的双狭缝实验中,前人使用普通光源通过一个小狭缝的光最后得到干涉条纹就应该是很自然的事。 作者在写该博文时,忽略了自相干的重要作用,把简单问题复杂化。误认为一般强度的普通光通过一个小狭缝后仍然是有相当强度的光束,它包含了数量很大的各色光子。这些光子在通过双狭缝时,每瞬间,每种特定波长、偏振及相位相同的相干光子都不止一个,在通过双狭缝时,由于相干作用落到观测屏幕上形成干涉条纹。在这种潜意识的想法下,错误地提出了普通光源怎么可能保证同一小瞬间有多个相干光子出现在双缝附近,也就是该博文所提的为什么用普通光源可以得到相干光束的问题。 籍此,作者向受误导的读者致歉。 下面以单光子自相干为基础,设想一个理想条件下普通光源的双狭缝干涉实验,由此进一步解释实际的普通光源双狭缝实验。 这里理想条件是指实验中离光源近的屏障上的透光狭缝 S ,双狭缝 S 1 和 S 2 的宽度都几乎是零(理想的没有宽度的线狭缝,实际中不存在),而且狭缝 S 到狭缝 S 1 和 S 2 的距离相等。 当一个波长、偏振及相位确定的光子通过 S 时, S 则可看成是经典的光波动理论中一个同样波长、偏振及相位的点光源。进一步理想化将 S 看成是线光源,此时需假设狭缝 S 充满了同样的光子。按照波动光学的计算(在前一篇博文的参考文献 【5】【6】【7】都可找到) ,这样的线光源会在双狭缝后面的屏幕上形成标准的单色光干涉条纹。条纹分 0 级(一条,在中部)、 1 级(两条,分布在 0 级条纹两侧)、 2 级(两条,对称分布在 1 级条纹之后), 3 级等。 0 级中心最明亮,其他各级的中心也相对较亮,但亮度随级数的增高而减弱。 根据计算,除了试验设备的几何参数(如狭缝 S 、 S 1 、 S 2 之间的距离, S 1 、 S 2 到观测屏幕的距离)外,干涉条纹的分布只与光的波长,和经过双狭缝的两束光到达观测屏幕同一位置的光程差有关,与光在 S 处的相位、偏振无关。 因此,普通光源中同一颜色,即同一波长的大量光子通过狭缝 S ,双狭缝 S 1 和 S 2 后,无论它们的偏振、相位是否相同,都将按计算出的同样的条纹的亮度分(散)布到后面观测屏幕的干涉条纹上,分布密度与条纹的亮度成正比。 普通光源,特别是白光,发出多种波长(颜色)的光子。计算表明波长越长,干涉条纹中明纹的间距越宽。于是实际看到的干涉条纹会由 0 级到高级越来越模糊, 0 级条纹的中心线仍是白光,其他各级条纹中不同颜色的明亮中心位置会分开,级数越高分离度越大。 如果在隔光屏障上对狭缝 S 、 S 1 和 S 2 分别稍作平行移动,由于计算公式对参数的连续依赖性,上述理想条件下的干涉条纹分布也会随之稍有变化。 如果三个理想狭缝变成实际实验中有一定宽度的窄缝, 那么这些窄缝都可以看成由无限多平行的线状缝组成。 于是在观测屏幕上看到的实际条纹是上述所有可能的三条线状缝对应的干涉条纹的叠加(计算时要使用积分,这时也要考虑透过狭缝 S 的不同波长光子的不同分布密度)。 无疑,三个狭缝的宽度越宽,干涉条纹也越模糊,到一定程度干涉条纹将会消失。 因此,只要单光子具有自相干性,就很容易解释普通光源的干涉实验(特别是杨氏双狭缝实验)。 上述解释并不排除实验中有些相干光子同时经过双狭缝发生相互干涉的可能。 而且作者仍认为,前一篇博文中提到的,普通光源中相互临近的原子发光过程是否有联系(导致共同发射相干的多个光子)的研究是有意义的。 无论如何,量子力学最重要的基础实验,“单光子自相干实验”, 其中光子的“单个性”实在是一个需要更认真对待的问题。 王国文教授和徐晓与我的讨论 对此文的撰写很有启发,特此致谢。
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上海光源概况
pikeliu 2012-7-17 12:47
首页 概况介绍 上海光源概况 上海光源概况 1、同步辐射与同步辐射光源 上海光源是一台高性能的中能第三代同步辐射光源,它的英文全名为Shanghai Synchrotron Radiation facility,简称SSRF。它是我国迄今为止最大的大科学装置和大科学平台,在科学界和工业界有着广泛的应用价值,每天能容纳数百名来自全国或全世界不同学科、不同领域的科学家和工程师在这里进行基础研究和技术开发。 同步辐射是由以接近光速运动的电子在磁场中作曲线运动改变运动方向时所产生的电磁辐射,其本质与我们日常接触的可见光和X光一样,都是电磁辐射。由于这种辐射是1947年在同步加速器上被发现的,因而被命名为同步辐射(Synchrotron radiation)。由于同步辐射造成的能量损失极大地阻碍了高能加速器能量的提高,因此在早期同步辐射被作为高能物理极力要排除的因素。后来,人们发现同步辐射具有常规光源不可比拟的优良性能,如高准直性,高极化性,高相干性,宽的频谱范围、高光谱耀度和高光子通量等。从70年代开始,发达国家逐步开展了同步辐射的应用研究,其卓越的性能为人们开展科学研究和应用研究带来了广阔的前景,因此在几乎所有的高能电子加速器上都建造了同步辐射线站,以及各种应用同步辐射光的实验装置。 同步辐射光源自1947年代诞生以来,已有近60年的历史,随着应用研究工作不断深入,应用范围不断拓展,对同步辐射光源的要求也不断提高,并经历了三代的快速历史发展阶段。第一代同步辐射光源是寄生于高能物理实验专用的高能对撞机的兼用机,如北京光源(BSR)就是寄生于北京正负电子对撞机(BEPC)的典型第一代同步辐射光源;第二代同步辐射光源是基于同步辐射专用储存环的专用机,如合肥国家同步辐射实验室(HLS);第三代同步辐射光源是基于性能更高的同步辐射专用储存环的专用机,如上海光源(SSRF)。目前世界上已建成的第一代同步辐射光源有17台,第二代有23台,第三代有13台(包括我国台湾及南韩的各1台),正在建造和设计的第三代同步辐射光源有12台。预计到2010年前后,每天将有上万名科学家和工程师同时使用这些同步辐射光源,从事前沿学科研究和高新技术开发。 第一代、第二代、第三代同步辐射光源之间的最主要的区别,是在于作为发光光源的电子束斑尺寸或电子发射度的迥异。例如第二代的合肥同步辐射光源,其电子束发射度约150纳米弧度,而第三代的上海光源,其电子束发射度约4纳米弧度,二者相差近40倍,结果得到的光亮度差1600倍,近三个量级!另一显著差别是可使用的插入件的数量悬殊,第二代光源仅能安装几个插入件,而第三代光源可有十几个到几十个插入件。由于插入件产生的光较之弯转磁铁产生的光具有更高的亮度和更好的性能,可见插入件数量的多寡可直观地表征光源的性能的优劣。 2、上海光源的先进性能与国际地位 1) 上海光源的先进性 性能价格比高:储存环的能量3.5GeV,在中能区光源中能量最高,性能优化在用途最广的X射线能区。利用近年来插入件技术的新进展,不仅可在光子能量为1~5keV产生最高耀度的同步辐射光,而且在5~20keV光谱区间可产生性能趋近6~8GeV高能量光源所产生的高耀度硬X光; 全波段:波长范围宽,从远红外直到硬X射线,且连续可调。利用不同波长的单色光,可揭示用其他光源无法得知的科学秘密; 高强度:总功率为600千瓦,是X光机的上万倍。光通量大于1015光子/(S.10-3bw)。高强度和高通量为缩短实验数据获取时间、进行条件难以控制的实验以及医学、工业应用提供了可能; 高耀度:其耀度是最强的X光机的上亿倍,主要光谱复盖区的光耀度为1017~1020光子/(S.mm2.mrad2.10-3bw)。高亮度为取得突破性科技成果提供了高空间分辨、高动量分辨和超快时间分辨的条件; 优良的脉冲时间结构:其脉冲宽度仅为几十皮秒,可以单束团或多束团模式运行,相邻脉冲间隔可调为几纳秒至微秒量级,能为研究化学反应动力过程、生命过程、材料结构变化过程和大气环境污染过程等提供正确可信的数据; 高偏振:上海光源中在电子轨道平面上放出的同步光是完全线极化的, 而离开电子轨道平面方向发射的同步光则是椭圆极化的,因而是研究具有旋光性的生物分子、药物分子和表现为双色性的磁性材料的有力工具; 准相干:上海光源从插入件引出的高耀度光具有部分相干性, 为众多前沿学科的显微全息成像分析开辟了道路; 高稳定性,可以提供十几到几十小时的稳定束流,光束位置稳定度仅约光斑的10%; 高效性:总共将建设近60条以上光束线和上百个实验站,给用户的供光机时将超过5000小时/年,每天可容纳几百名来自海内外不同学科领域或公司企业的科学家/工程师,夜以继日地在各自的实验站上使用同步辐射光; 灵活性:光源可运行于单束团、多束团、高通量、高亮度和窄脉冲等多种模式,可依据用户需求快速变换运行模式,以满足用户的多种需求; 前瞻性:首批光束线站的科学目标先进,能够满足我国多个学科领域对同步辐射应用的迫切需要,并至少具有30年科学寿命。 2)建成后的水平和国际地位 SSRF能量居世界第四(仅次于日本SPring-8、美国APS、欧洲ESRF),性能超过同能区现有的第三代同步辐射光源,是目前世界上正在建造或设计中的性能最好的中能光源之一; 光源建造规模符合我国国情,投资适中,在宽广的光子能区具有好的性能价格比。光子能量范围优化在0.1~40keV。在5~20keV的硬X射线区,其耀度可接近大而昂贵的6~8GeV的第三代光源。在1~5keV能谱范围内的耀度居世界最高之列; SSRF将在亚洲地区与日本SPring-8 (8GeV)、韩国PLS (2.5GeV)、中国台湾TLS (1.5GeV)和印度Indus-II (2.5GeV) 等高低能量的第三代同步辐射光源一起形成可以与美国和欧洲比拟的能量和性能分布合理的光源群,成为面向世界的同步辐射实验平台。 科学寿命大于30年。 3、上海光源的建设目标与技术挑战 1)上海光源的建设目标 上海光源属中能第三代同步辐射光源,其电子束能量为3.5GeV,仅次于日本的SPring-8 (8GeV)、美国的APS(7GeV)和欧洲共同体的ESRF(6GeV),居世界第四。上海光源包括一台100MeV的电子直线加速器、一台能在0.5秒内把电子束从100MeV加速到3.5GeV全能量的增强器和一台3.5GeV的高性能电子储存环,以及首批建成的7+1条光束线站。上海光源储存环平均流强300mA,最小发射度4纳米弧度,束流寿命大于10小时。配以先进的插入件后,可在用户需求最集中的光子能区(0.1~40keV)产生高通量、高耀度的同步辐射光,光子亮度大于1019。储存环共有40块弯转二极磁铁、16个6.5米的标准直线节和4个12米的超长直线节,具有安装26条插入件光束线、36条弯铁光束线和若干条红外光束线等共60多条光束线的能力,它可同时为近百个实验站供光。首批建造的5条基于插入件的光束线站,分别是生物大分子晶体学线站、XAFS线站、硬X射线微聚焦及应用线站、X射线成像与生物医学应用线站、软X射线扫描显微线站;2条基于弯转磁铁的光束线站分别是高分辨衍射线站和X射线散射线站。此外,还将建造一个基于软X射线光束线的X射线干涉光刻分支线站。 2)上海光源的技术难度 上海光源是极其复杂的大科学工程,包含有众多系统,它们分别涉及超导高频及低温技术、超高真空技术、高精度数字化电源技术、高性能磁铁及机械准直技术、高性能束流诊断技术、先进控制技术,以及先进光束线技术等多项先进技术,部件研制及系统集成难度极高;特别是须在保证各系统性能的前提下达到很低的故障率,以实现提供十几到几十小时的稳定束流、年运行5000小时以上供光时间的预定目标。 高耀度要求储存环具有小发射度。上海光源的水平发射度仅约4纳米弧度,光源点水平束斑尺寸约150微米、垂直束斑尺寸仅约10微米。然而,低发射度要求储存环的动力学孔径只能很小,也带来了光束的各种不稳定性、束流寿命短等难题。可见,如何优化光源的动力学性能以提高束流寿命,是一大难题。 为保持束流稳定,其轨道的垂直稳定度须控制在1微米以内,如何实现这指标是建造上海光源的一大难点。严格控制地基的不均匀沉降、储存环隧道和实验大厅地板的扭曲和变形,严格限定储存环隧道内空气温度的变化和光源设备冷却水温度的变化,监测和控制各种振动源,优化装置的机械结构,采用振动的隔离和阻尼措施,提高电源稳定度和降低纹波,并应用轨道反馈手段等,使光源稳定性达到世界一流水平。 4、上海光源建设时间表 建筑安装工程: 2004年12月-2006年9月 设备加工与制造: 2005年3月-2007年11月 设备安装与系统调试:2005年7月-2008年3月 调束与试运行: 2008年4月-2009年4月 上海光源的应用前景 同步辐射为许多前沿学科领域的研究提供了一种最先进又不可替代的工具。利用同步辐射实验技术开展实验研究所涉及的学科之众多,应用的领域之广泛,是其它大科学装置无法比拟的。 生命科学和医药学 与人类健康生活息息相关,也是同步辐射光得到广泛应用的重要领域。同步辐射X射线衍射方法是当前测定生物大分子结构的最有力手段,是研究生命现象与生物过程的利器。英国科学家J. Walker和美国科学家 R. Mackinnon 籍助同步辐射研究生物分子的结构与功能,取得了突破性的成就,先后荣获1997年度和2003年度诺贝尔化学奖。研究病毒以及病毒与人体内发生作用的生物分子的结构,对于弄清病毒的致病机理与过程至关重要,利用这些结构信息有针对性地进行药物设计、合成与筛选,可以大大加快新药物研制的进程。利用这种方法,国外已成功研制出用于治疗艾滋病的药物,对于降低艾滋病的死亡率起到了良好的作用。在2003年我国出现SARS疫情后不及,我国科学家就利用同步辐射光成功测定了SARS病毒主蛋白酶的结构,为研制抵御SARS病毒的药物提供了重要信息。在医学诊断方面,同步辐射光也展示出了非常重要的应用前景。心血管疾患常导致突发性死亡,是威胁人类生命的主要疾病之一。采用同步辐射光源X射线的造影技术可以实现安全、高清晰的心血管成像,为心血管疾病的早期诊断提供安全、快速的诊断方法。在肿瘤诊断方面,利用同步辐射光的高分辨特点,可以发现很小的肿瘤,实现肿瘤的早期诊断以提高肿瘤的治愈率。 材料科学 是支撑高技术经济发展必不可少的基础,未来的技术革命将在很大程度上取决于新型材料的发明,例如半导体、高分子聚合物、合金、陶瓷、超导材料、复合材料、金属玻璃以及纳米材料等,这些具有异乎寻常性能的新型材料将在计算机、信息、通讯、航空航天、机器人、医药、微机电和能源等新兴产业中获得越来越广泛的应用。利用上海光源所产生的高亮度同步辐射光束,可以揭示材料中原子的精确构造和得到有价值的电磁结构参数等信息,它们既是理解材料性能的"钥匙",也隐含着发明新颖材料的原理来源。 人类赖以生存的自然环境是脆弱的,资源也是有限的。环境污染、生态失衡、资源短缺、地球变暖和自然灾害等,都对人类的生存构成了直接威胁,地球和环境科学面临的许多挑战正成为世界性的课题。分子环境科学以同步辐射X射线谱学技术作为主要分析手段,能在分子水平上描述环境污染物的形态,研究污染物的迁移和转化的复杂化学过程,从而评估污染风险和确定污染治理方案。而基于分子环境科学所建立起来的受环境污染植物的修复技术,以其自然、生态、绿色的特点而越来越受到重视与欢迎,可望产生重大的社会效益和经济效益。在地球科学研究方面,利用高亮度同步辐射X射线作为微探针,将能够深入地了解地壳深处和地幔中矿物的演变和转化,对于矿床地质、矿物、岩石、探矿以及地球化学研究起着重要的作用。 微电子机械系统(MEMS) 是一种高智能度、高集成度的系统。科学家预言,20年后MEMS产出的社会和经济效益将相当于今天微电子技术所产生的。在微细加工技术中,利用同步辐射X光深度光刻技术,已经研制出微型传感器、微型光电部件、微型马达、微型齿轮、微电子开关和微型喷嘴等,同步辐射光将在MEMS制造技术开发方面将发挥重要作用。随着集成电路的集成度越来越高,科学界预计,对线度在几十纳米及以下的集成电路,同步辐射光刻技术将有可能成为主要的光刻手段。 在 石化及化学工业 中,催化剂起着核心作用,对产出有重要影响。利用同步辐射光可以研究催化机理和催化剂的特性,这有助于研究发明新型催化剂,其结果直接影响到石油化工的效率和产出。在高分子材料改性和开发研究方面,同步辐射光所起的作用受到越来越多的关注。移动通讯和便携式电脑市场的迅猛发展导致对质轻、价低、续航时间长的可充电电池的需求激增,各国的制造商正在为掌握新的电化学反应以开发高性能的电池而陈兵鏖战,而同步辐射光正是他们手中的新式武器。 在许多其它产业研发与检测方面,如超大规模集成电路中硅晶片中的痕量杂质探测分析、飞机发动机和航天器的疲劳测试、纸浆无氯漂白工艺改进、化妆品效果分析乃至新口味凝胶食品的开发等,同步辐射光都将大显其非凡身手。 注释: John Walker:因阐明了ATP合成的酶作用机制而获得1997年化学奖; Roderick Mackinnon:因阐明了离子通道的结构与机制而获得2003年化学奖; 上海光源的科学意义 与社会效益 上海光源能量居世界第四,是世界上同能区正在建造或设计中性能指标最先进的第三代同步辐射光源之一,性能被优化在用途最广泛的X射线能区,科学寿命大于30年,并可开展自由电子激光等下一代光源的研究。它将对我国科学技术的发展和综合国力的提高产生重大影响,主要可简述为以下四个方面: 1、上海光源将为我国的多学科前沿研究和高新技术开发应用提供先进的实验平台,将为提升我国的综合科技实力做出不可替代的重要贡献。 上海光源具有几十条可向用户开放的光束线和上百个科学实验站,它们将为我国的生命科学、材料科学、环境科学、信息科学、凝聚态物理、原子分子物理、团簇物理、化学、医学、药学、地质学等多学科的前沿基础研究,以及微电子、医药、石油、化工、生物工程、医疗诊断和微加工等高技术的开发应用,提供不可替代的先进实验平台。仅以生命科学为例,生命科学已进入了后基因组时代,蛋白质科学已成为各发达国家竞相抢占的制高点,因此蛋白质科学技术已成为我国国家中长期科技发展规划的关注点。而以蛋白质结构和功能研究为主要目标的结构基因组学研究,其中80%以上的工作需要在第三代同步辐射光源上进行,所以上海光源将成为我国生命科学前沿研究不可或缺的大科学设施。 上海光源将对有巨大产业前景的微电子、微机械等高新技术的开发,起到极大的推动作用。由于在长三角地区存在拥有此类高技术的许多高端用户,故而草拟中的上海市中长期科技发展规划里,已将应用上海光源放在非常重要的地位,潜在用户中囊括了微电子与光电子工艺平台、先进复合材料、红外光电材料和器件、再生能源等多个领域中的上千名高科技开发商。 上海光源作为先进的中能第三代同步辐射光源,本身具有很高的现代高科技的融合度和集成度,因此它将成为我国显示综合科技实力的标志性重大科学装置,并为提升国家知识创新能力和综合科技实力做出不可替代的重要贡献。 2、上海光源将为不同学科间的相互渗透和交叉融合创造优良条件,为组建综合性国家大型科研基地奠定基础。 上海光源首批建设的光束线和实验站居国际先进水平,可同时容纳几百名来自不同学科和高技术领域的科学家、工程师开展科学实验。几十条光束线和上百个实验站全部建成后,同时容纳的研究人员可达上千名。如此之多的研究人员同时使用上海光源,就创造了特有的科研氛围,为不同学科间的学术交流提供了天然的优良条件,使上海光源自然而然成为综合性的大型前沿研究中心,为萌发新思想、创造新方法和开辟新学科提供极为有利的环境条件。 中国科学院正计划筹建以上海光源等大型设施为依托的上海应用物理国家实验室。该国家实验室在发展光源物理与技术的同时,还将大力开展相关学科的交叉融合性研究,如空间技术向小型化和微型化发展中所需要的新型信息功能材料与器件研究与研制、健康领域中疾病的新型诊断技术和新药的设计与遴选技术研究、结构与功能材料研究、强光技术研究、有机化学领域前沿问题研究等。这个计划组建的国家实验室将成为在国际上占有一席之地的综合性高科技研发中心。 3、上海光源将直接带动我国相关工业的发展 上海光源的建设将直接带动我国现代高性能加速器、先进电工技术、超高真空技术、高精密机械加工、X射线光学、快电子学、超大系统自动控制技术以及高稳定建筑等先进技术和工业的发展。大科学工程的实践证明,这种带动作用的间接效应所带来的社会和经济效益是非常大的。 上海光源对于我国在现有的工业基础上及早赶上国际先进水平,取得具有自主知识产权的技术开发成果,将起到重要作用。例如,我国在某些催化剂和高分子材料的研究方面有着相当好的基础和科技积累,但加入WTO之后,面临激烈的竞争,催化剂的研发就是竞争的一个焦点。上海光源将是新型催化剂研发中不可或缺的工具。放眼世界,各大石油公司均已在同步辐射光源上建有专用的光束线站,假如没有高性能的第三代同步辐射光源先进技术的支持,我国企业将面临十分被动的局面,因为一种催化剂的成败,会导致进口货和国产品每年的销售差价超过10亿元人民币之多。此外,基于第三代同步辐射光源的微细加工技术已成为发展微电子机械系统的主要支撑技术,微细加工将在不长的时间内形成具有相当规模的产业。随着业界对集成电路的集成度要求越来越高,科学界估计,对线度在几十纳米及以下的集成电路,第三代同步辐射光刻技术有可能将成为主要的光刻手段。在医疗诊断和新药研究方面,上海光源也将显示出其独特的优势,例如双光子高清晰度心血管造影技术等。 4、上海光源将产生的社会效益 大科学工程对社会的影响是多方面、多层次的。上海光源的建成是民族自强的体现,它显示了我国在高新技术领域占有一席之地的决心和意志。可预见到,上海光源将成为爱国主义教育和科学普及的基地,国内已建成的大科学工程均已开展这项工作,获得很好的效果。上海光源由中央政府和地方政府共同出资,在我国更是开历史之先河。我国正处在一个变革时期,构建新体制是当前的重要任务,上海光源的建设将为此增添一份宝贵的经验。   相关科普文章 系列: 光的种种知多少? , 神奇的同步辐射光 , 奇异的微观世界(1) , 奇异的微观世界(2) , 威力强大的粒子大炮—加速器 , 加速器发展简史 返回首页
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铁皮石斛种苗生产(2)-全自然光照组培室
热度 1 duanjunscib 2011-11-24 18:20
铁皮石斛种苗生产(2)-全自然光照组培室
  我去过国内很多的铁皮石斛种苗生产企业考察过,发现在光源利用方面,目前主要有2种,一种是利用日光灯做光源,另一种是利用全自然光。   根据我考察的结果,发现与利用日光灯做光源生产出来的种苗比较,利用全自然光培养出来的种苗更加粗壮根系更加发达,更容易种植一些(种植成活率更高一些),但株高方面要矮一些。 广州从都园的铁皮石斛种苗组培室-利用全自然光培养铁皮石斛种苗 广州从都园利用全自然光培养室培养出来的铁皮石斛种苗
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光速与发射源速度无关的本质
zbouyang 2011-10-20 12:54
光速与发射源速度无关的本质 光的速度是MAXWELL波动方程决定的电磁波在介质中的传播速度。由于光可以在真空中传播,而真空是不依赖于任何物体而存在的,因此真空中传播的光波的速度是与任何物体的移动与否没有关系的。 那么当光源位于具有一定质量的介质中的情况时,观察者观察到的光速又如何呢?当光在具有质量的介质中传播时,MAXWELL波动方程所描述的波动被限制在这种介质中(因为介质中的波阵面上的子波波源就是介质中的物质粒子),电磁波在这种介质中的传播速度取决于介质的介电特性,因此该介质坐标系中的观察者所观察到的电磁波的传播速度是一个常数。 但若观察者不在这种介质中,而在一个相对该介质坐标系以一定速度运动的空间中时,且观察者与该介质之间有真空相隔,则由于观察者看到的电磁波必须经过真空才能到达观察者,而光波一旦进入真空后,其传播速度就变成恒定的,结果是观察者看到的光速还是真空中的光速,与光源是否在运动没有关系。 综上所述,无论观察者在哪里,所观察到的光速似乎都是常数。 但有一种情况可能需要做深入研究,那就是,观察者与光源同处于一种具有比较大的质量的介质中【举例:设一条光纤的某处有一激光发射点,在另一处有一个传感器(即观察者),光纤在外力作用下有拉伸运动,就属于这种情况,即观察者与光源在同一有较大质量的介质中,且观察者与光源之间有相对运动速度】,则当观察者相对于波源有运动速度时,观察者所观察到的波的传播速度如何呢?是否还是与光源的运动速度无关呢?大家可以计算一下。 再有一种情况是,电磁波/光波在真空中传播,观察者相对于真空在运动,这时通常的说法是光波会发生多普勒频移,即运动(相对于真空)观察者观察到的光的频率与静止(相对于真空)观察者观察到的光波的频率不同。确实,运动观察者的仪器会测量到光波频率有变化,但是,我们是否可以换一个角度来看问题呢?即观察频率的变化是否可以看做是电磁波速度 相对于观察者发生了 变化的一种表现形式呢?大家知道,无论观察者是静止还是运动,真空中传播的光的能量并不会受到观察者的影响,而光的能量即反映了光的频率,即光的能量不变意味着光的频率不变。因此,从本质上来说,多普勒频移效应是观察者观察到的光波的相对传播速度发生变化的一种体现形式,这里虽然观察者的仪器测量到的光波信号感应电流出现了频率的变化,但是真正的本质原因是光波相对于观察者的传播速度发生的变化导致了仪器的感应电流频率发生变化。以此来看,光的传播速度(这里是指光波相对于观察者的传播速度)还是与观察者的运动有关的。一个形象的比喻是,将真空中传播的光波看成是一列很长的火车,每一节火车车厢对应一个光波的空间波动周期,这样的“火车”在飞驰时并不会受到观察者的任何影响,即波数k是不会发生变化的。但是相对于真空静止的观察者与相对于真空运动的观察者所看到这列“火车”的运动速度会有差异,这个差异即表现为多普勒频移:(观察频率(圆频率)的变化值)=(“火车的相对速度”变化值)x(波数k).
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一次上海光源实验的经历
terahertz 2010-4-30 20:00
2010年4月29日九点准时到达上海光源实验大厅,声明一下,事先需要提前在网上预约。首先是到客户接待中心,申请网上注册,参加培训,完成答卷,领取用户卡和辐射剂量计。接下来到实验线站,找到负责的老师,等待安排。我们实验时间为24小时,一直到4月30日9点。由于本次准备实验用品很多,所以尽量用完时间。负责老师细致的给我们讲解实验设备及软件的使用,非常细心和耐心。我们会使用仪器之后,剩余的就是我们自己操作实验,随时有问题,随时联系。实验基本顺利,我们几乎没有休息时间,唯有去餐厅吃饭的时间,真的好累。实验结束后,需要填写相关表格并交到客户接待中心,拿着数据后,便结束此次实验。
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美国的炉匠铺(想写成系列,目前已有几篇)
lujiangxiao 2009-4-28 01:32
美国的炉匠铺(想写成系列,目前已有几篇) 今天一个在中国的朋友让我和一米国公司接洽买产品,由此想到,为啥在美国的制造业大公司纷纷让位给中国的工厂的时候,很多小公司却活得很好,他们的产品不但在美国照卖,还能高价卖到中国去,顺代着让中国的代理商也赚一笔。 原来这类小公司多是由些身怀绝技的小炉匠们一手创建,亲自打理。他们深知市场需要什么,技术前沿在哪。那些多年积淀下来的技术内涵是不会被别人轻易取代的。而相对来讲,那种对高新技术扑风捉影,吹个泡泡就上市圈钱的公司就立不稳,股票市场一哆嗦就风雨飘摇,经济一衰退就只能关门倒台。 说俩实例来给大伙解个闷儿:国内朋友要买的是一种照明光源,咱就从光学炉匠说起吧。 这个公司的创始人梅尔在1960年还是个毛头小伙,刚进入一个小炉匠铺打工,那小公司由是个技术老头开的,专精按顾客要求打造特殊医疗仪器。那时候显微手术刚刚开始发展,大夫们在显微镜的帮助下能把一毫米粗的血管对头缝起来。人身上小血管多了,断了拿纱布压压就没事了。为啥还要找那麻烦接小血管?君不知,能接通细血管的用处可大了。人们因事故掉下鼻子耳朵,工伤切断手指头,老婆发威剪下小弟弟,只有靠接通血液供应才能重新接回去,这是多么利于社会和谐的好事啊。可有了这种愿望还要有合适的工具,刀剪钳镊缝针细线,显微镜下用的十八般兵器都要有人重新发明。于是乎大夫们大把大把出钱搞那些雕虫小技,各路炉匠也大显身手,发明个小玩艺就赚一笔,还有一群大夫跟着叫好。 话说那专造特殊医学仪器的小公司几年后被一个大公司收买,到如今已经发展成三个楼三万平方尺的大买卖。 炉匠铺被大公司收买,发展方向也变了,梅尔的专长正好用不上。于是他就在那技术老头的鼓励下自己开张,制造显微镜光源。俗话说显微镜好不如光源好,亮度高,色度好,光强稳定的好光源除了能让大夫看清很多细节,还能最大限度地发挥照相机的成象质量。梅尔同学的搞显微镜光源自然有些绝活,所以一直热卖。几十年来,半导体技术不断发展,新器件层出不穷,同样产品,用上一个新器件就有点新进展,不是体积小了重量轻了就是节能高效了。几十年来进展不断,梅尔的炉匠铺也就有滋有味干了一辈子。这不,到了眼花耳聋,狐狸糊涂的高年,中国的同志还要买他的产品。 我再具体点,说个一招鲜吃遍天的例子: 那是个搞生物的教授,平时爱鼓捣个小发明,不是电子机械就是显微镜。搞生物的嘛,你有个高招就能换来个文章。可上帝是公平的,人在科学上聪明就会在人事上就糊涂。那教授人缘不是一般的差,外面拿钱挺多在系里却受压,那些没钱但会讲政治的人霸着宽大明亮的实验室,而有钱有能耐的教授同志却只能挤在一个没窗的小屋里。虽有个铁饭碗捧着却并不舒服。 有一年那学校经费有问题,就鼓励人自愿退休,条件是给上几年工资买断终身教授资格。这政策本来是想让那些人老珠黄,占着茅坑不拉巴巴的老东西腾地方,可教授同志却抖了个机灵,拿上钱跑了,自己回家开个炉匠铺。他当年才50岁,年富力强,本来是拿基金的摇钱树,工资自己完全解决,教学等于给学校白干。可是谁让人家不高兴可以说不呢,生生地让那学校损失了一笔。教训那! 他拿了买断钱跑回家,在自己在地下室里开个公司。那公司只有一个产品,就是显微镜灯。世界上造显微镜灯的公司多了去了,为啥他能有竞争力?原来他在用显微镜时,发现那弧光灯的亮度不能调整,只能始终开足马力。不但又费灯泡又热,还会缩短滤色镜的寿命。他脑筋一转想出个好点子,竟然让弧光灯能象钨丝灯那样连续改变亮度。就靠这一招,没有哪个公司能和他竞争。他申请了专利,自己造起灯来。我两年后去看他的时候已经盖了新楼,大厅里一排数控机床,一条长桌上一大排半成品。原来是和德国,日本,米国等几个主要显微镜制造商签了供货合同,靠儿子当技术骨干加管理。开足马力干起来。 又一年后再遇见他,正是春风得意时。他滔滔不绝讲起他发明的新显微镜,如何如何世界第一。 可又过了几年,再见到他的时候却是在另一所大学的小实验室里,原来他已经重出江湖。他说公司大了,管理太烦,只好请了董事会CEO。可那些鸟人又钱迷心窍,不肯拿出钱来让他瞎折腾新发明,一气之下就把那公司卖了,自己回实验室。问他折腾几年落下些啥好处?他说赚下个大楼。用卖公司的钱还清了建楼贷款,然后把楼还租给那公司使用。 今天的显微镜里并没有普及他的灯。一位大显微镜公司的工程师说,他们那帮鸟人不会管理,交货不按时期,质量也有问题。加上售后服务不好,谁也不敢要。东西虽然先进,但不可靠却能砸了显微镜赖以生存的质量王牌。由于这个原因,几家显微镜制造商都知难而撤了。 下一篇是机械炉匠铺,在这里 http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=228819
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