教學(xué)不只是開機(jī)、測試、關(guān)機(jī)。我們讓學(xué)生像玩積木一樣學(xué)會(huì)搭建改良現(xiàn)代科學(xué)儀器 !
世界發(fā)達(dá)國家都高度重視和支持本國分析儀器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展：美國日本歐洲都將其納入信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)并采取發(fā)展政策.中國分析儀器的困境主要因?yàn)榧夹g(shù)、資金、人才、管理相較發(fā)達(dá)國家還有不小差距，其中最根本的原因還是在于人才的缺乏，而人才的缺乏往往是教育不足的結(jié)果。據(jù)初步調(diào)查，目前國內(nèi)大學(xué)還沒有開設(shè)有關(guān)于科學(xué)儀器如何制造的課程。這樣實(shí)際上造成了人才教育的重大缺陷——學(xué)生缺乏走向前端的最基本訓(xùn)練——如何制造工具。
拆裝式教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器—源自美國斯坦福與萊斯大學(xué)，實(shí)現(xiàn)于北京大學(xué)科學(xué)儀器研發(fā)團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)鄭教授：美國斯坦福大學(xué)博士。任教于美國RICE大學(xué)，2015年底全職回北京大學(xué)。美國科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)斯隆獎(jiǎng)、帕卡德獎(jiǎng)。2012年入選國家。中國自然科學(xué)基金委國家重大儀器研發(fā)項(xiàng)目主持人，美國激光公司UPTEKSOLUTIONS聯(lián)合創(chuàng)始人。
一、產(chǎn)品系列(教學(xué)版 科研版)：
1、拉曼光譜儀 —核的運(yùn)動(dòng)
2、紫外可見分光光度計(jì)—電子的躍遷
3、掃描隧道 原子力顯微鏡(2019年9月銷售)—分子原子的大小(STM和AFM)
4、質(zhì)譜儀(2020年1月出樣機(jī))—原子分子的質(zhì)量
5、核磁共振儀(計(jì)劃中)—核與電子的自旋
二、課程目標(biāo)：為實(shí)驗(yàn)提供1、8、12、24小時(shí)等教學(xué)方案
1、初步學(xué)會(huì)搭建拉曼光譜儀2、理解信號(hào)、噪聲、分子信息關(guān)系。
3、學(xué)會(huì)信息處理
4、領(lǐng)會(huì)創(chuàng)新的基本內(nèi)涵：如何創(chuàng)造新工具解決具體問題
5、群策群力、團(tuán)隊(duì)合作關(guān)系
三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
1、掌握拉曼光譜儀 分光光度計(jì)原理，搭建拉曼光譜儀、
2、實(shí)驗(yàn)測量
實(shí)驗(yàn)測試內(nèi)容(大學(xué)版)：
1、分別測試乙醇、環(huán)己烷樣品的拉曼譜圖并進(jìn)行基線校準(zhǔn)及平滑
比較1-己胺、苯胺、對硝基苯胺在丙酮溶液里N-H拉伸振動(dòng)峰信號(hào)，并用GAUSSIAN 計(jì)算。
2、測量H2O、D2O、DHO拉曼光譜，解釋羥基拉伸振動(dòng)頻率的變化及計(jì)算振動(dòng)的力學(xué)常數(shù)，解釋力學(xué)常數(shù)與量子力
學(xué)零點(diǎn)能的關(guān)系。
3、測牛奶里的三聚氰胺含量。測蘋果皮表面的農(nóng)藥或抗氧化劑。
利用AgNO3溶液滴到水里制成Ag納米顆粒，并用此顆粒做表面增強(qiáng)拉曼實(shí)驗(yàn)，估算增強(qiáng)倍數(shù)。
4、(選做)優(yōu)化儀器：
(1)更換濾光片和調(diào)節(jié)濾光片入射角度，觀測信號(hào)低波數(shù)范圍的變化。
(2)調(diào)節(jié)狹縫寬度，觀測光譜分辨率的變化。
(3)扣除積分背景，觀測信號(hào)信噪比的變化。
(4)更換超窄帶(帶寬0.01nm)的根源，并更換凹面鏡和調(diào)節(jié)到CCD的距離，觀測光譜分辨率的變化。
(5)安裝顯微攝像頭和平移臺(tái)，讓儀器擁有顯微和空間掃描功能。
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