城市环境与城市生态
实验报告
姓名：张资涵
学院：建筑学院
学号:201341020125
城市环境与城市生态实验报告
——明远教学楼区风实验
摘要：风环境是指室外自然风在城市地形地貌或自然地形地貌影响下形成的受到影响之后的风场，包括城市的风向，风速以及影响城市风向风速的因素以及其对城市大气环境的影响，是城市生态环境的一个重要组成部分。不同建筑形体及布局和不同下垫面对城市（区域）风热环境有着重要的影响，建筑群和构筑物会显著改变近地面风的流程，室外风环境对建筑防风和自然通风起着决定性作用。建筑规划设计应该能够充分利用自然通风，改善区域的微气候，通过周密的规划布局以及合理的建筑空间设计从而达到良好的风环境。
关键词：学校环境风环境建筑布局风速温湿度
一、实验名称：
不同建筑布局对城市风环境的影响
二、实验目的：
建筑物周围的近地风即建筑室外风环境对行人舒适性有着极大的影响，建筑室外风环境除与当地来流风相关外，还取决于建筑物外型、朝向、间距、建筑群布局及不同下垫面等因素。通过在长安大学渭水校区明远教学楼区域周边的测试实验，掌握不同建筑布局形式对城市风环境的影响情况及其测量、评价方法，并对所处环境的风环境质量做出定性分析。
本次实验通过测量明远教学楼5个点位的风速及温湿度来探究建筑物布局对周围风环境的影响。
三、实验仪器：
智能热线式风速计
四、实验条件：
1.风象：实验当天西安的风向为西北风，微风。
2.地理位置：所实验点具体位置如图，即明远一区南侧底层架空处（1）、明远三区中庭处（2）、明远三区连廊处（3）、明远e段三角平台处（4）及明远d 段东侧外廊处（5）。
3.人流：实验时间避开上课人群，但11点05分后学生陆续出现。
五、实验内容：
测量校区明远教学楼区域内不同建筑布局对周边微气候环境的影响及对通风风道的影响，整理分析测量结果。
六、实验方法与步骤：
测量选取明远教学楼区域5个点（如上所述），按点1—5的顺序依次进行实验，分别从早上9：00-9：42，9：55-10：37，10：45-11：27，11：55-12：37，11：56-12：38，每隔3分钟测得一组数据，每个点测得并记录15组数据，并依次编号，其中包括瞬时风速、温度和相对湿度。
七、实验原始数据及数据分析总结：
八、风环境评价：
1.相关原理
①风吹过地面时，受到地面上各种粗糙元产生的摩擦阻力作用而使风的能量减少因而风速减小，减小的程度随离地面的高度的增加而降低，形成上大下小的风速剖面，这一层受地球表面摩擦阻力影响的大气层称为大气边界层，建筑物均处于大气边界层中。而不同的地面条件产生的大气边界层具有不同的特征，大气边界特征主要包括平均风速剖面、湍流结构和温度层结等方面内容。
②造成局地性风速差异的原因：A:当由于街道的走向、宽度、两侧建筑物的高度、
形式和朝向不同时，各地所得的太阳辐射有差异。（局地热力环流）B:盛行风吹
过参差不齐的建筑物时，因阻碍效应产生的不同风向风速。
③紊流：空气各质点不规则地运动，测定紊流的速度和压力必须取一段时间间隔的数据进行平均，而对紊流各质点的瞬时速度很难准确测定。
④风场实例表明，对建筑物绕流特性影响最显著的是近地面风，而近地面风是有着显著的紊乱性和随机性的。
2.实验过程中出现风向改变的现象
分析认为是在明远一区背风面形成了涡流区（如下图），又由于建筑进深较小，开间较大，所以其后的涡流区很大。这和实验过程中风向的改变相吻合，而实际情况中湖面上零散地飘落着一些垃圾也同样证明了这一点。同样，当风吹向参差不齐的建筑物时会产生不同的风向风速。
3.不同建筑布局对城市（区域）风环境影响的结论
⑴并列式、斜列式、错列式的布局可以得到比较理想的风环境，而周边式的建筑布局不利于自然通风。
(2)气流吹向同一排建筑的迎风面,在穿过建筑之间通道时风速增大，有利于建筑群自然通风。气流在前排建筑的角部发生绕流，风速较大。
(3)在大部分建筑物的背风面，产生了风速较小的区域，可以通过增加建筑前后间距、调整建筑左右位置、改变建筑朝向的方法来布置建筑,以改善建筑背风面风环境。
九、风环境设计策略初探
⑴建筑物内部的自然通风是由于建筑物的开口处存在着空气压力差而产生的空气流动，室内外气流交换造成空气压力差的原因有两个，热压作用和风压作用。热压取决于室内外的空气温差导致的空气比重差和进出口的高度，风压是由于风作用在建筑物上由于各部分的风压不同而产生的压力差。影响建筑物出入口风压的因素有很多，如建筑物的体量、来流风速的大小以及与建筑物的夹角、周围其他建筑物的影响等，因而规划设计中应综合考量上述建筑设计形式等方面的优化，从而最大限度的做到自然通风。
⑵城市热环境的高温化、干燥化和通风不良等城市气候特征的形成，其症结所在是城市中外部空间的不足，即无建筑物覆盖的土地包括裸地、广场、绿化地带、森林地、草地即湖泊水面等的不足。因而在城市（区域）风环境设计应宏观综合
考虑建筑物布局形式、不同建筑形体和不同下垫面对区域风环境的影响，合理预留城市风道，利用城市绿道、蓝道等在通风导风同时利用水系及绿化的作用来改善城市大环境气候。
(3)城市建筑在规划上的不合理，如布局封闭、外部空间安排不当等都是造成城市通风不良的主要原因。在建筑物密集地区的室外换气，多是风速较小、垂直方向的管状气流，很难有穿越建筑物的量大的、质好的气流产生。所以必须充分考虑建筑物的形状与布置，利用道路、河流水路把其外围的外部空间与市区连结起来，起到犹如人体气管的作用，避免因地形等条件所造成的空气滞留或风速过大。
拉曼光谱实验报告 一、实验目的 1. 了解拉曼光谱的基本原理、主要部件的功能； 2. 了解拉曼光谱对所观察与分析样品的要求； 3. 了解拉曼光谱所观察材料的微观组织结构和实际应用； 4. 初步掌握制样技术和观察记录方法 二、实验仪器原理 1928年C.V.拉曼实验发现，当光穿过透明介质被分子散射的光发生频率变化，这一现象称为拉曼散射，同年稍后在苏联和法国也被观察到。在透明介质的散射光谱中，频率与入射光频率υ0相同的成分称为瑞利散射；频率对称分布在υ0两侧的谱线或谱带υ0±υ1即为拉曼光谱，其中频率较小的成分υ0－υ1又称为斯托克斯线，频率较大的成分υ0+υ1又称为反斯托克斯线。靠近瑞利散射线两侧的谱线称为小拉曼光谱；远离瑞利线的两侧出现的谱线称为大拉曼光谱。瑞利散射线的强度只有入射光强度的10-3，拉曼光谱强度大约只有瑞利线的10-3。小拉曼光谱与分子的转动能级有关，大拉曼光谱与分子振动-转动能级有关。拉曼光谱的理论解释是，入射光子与分子发生非弹性散射，分子吸收频率为υ0的光子，发射υ0－υ1的光子（即吸收的能量大于释放的能量），同时分子从低能态跃迁到高能态（斯托克斯线）；分子吸收频率为υ0的光子，发射υ0+υ1的光子（即释放的能量大于吸收的能量），同时分子从高能态跃迁到低能态（反斯托克斯线)。分子能级的跃迁仅涉及转动能级，发射的是小拉曼光谱；涉及到振动-转动能级，发射的是大拉曼光谱。与分子红外光谱不同，极性分子和非极性分子都能产生拉曼光谱。激光器的问世，提供了优质高强度单色光，有力推动了拉曼散射的研究及其应用。拉曼光谱的应用范围遍及化学、物理学、生物学和医学等各个领域，对于纯定性分析、高度定量分析和测定分子结构都有很大价值。 拉曼效应起源于分子振动（和点阵振动）与转动，因此从拉曼光谱中可以得到分子振动能级(点阵振动能级)与转动能级结构的知识。用虚的上能级概念可以说明了拉曼效应： 设散射物分子原来处于基电子态，当受到入射光照射时，激发光与此分子的作用引起的极化可以看作为虚的吸收，表述为电子跃迁到虚态（Virtual state），虚能级上的电子立即跃迁到下能级而发光，即为散射光。设仍回到初始的电子态，则有如图所示的三种情况。因而散射光中既有与入射光频率相同的谱线，也有与入射光频率不同的谱线，前者称为瑞利线，后者称为拉曼线。在拉曼线中，又把频率小于入射光频率的谱线称为斯托克斯线，而把频率大于入射光频率的谱线称为反斯托克斯线。
现代城市生态与环境学考试试题1 在对长江水质进行观察的时候，先设立观测点进行观测，再和历年的水质状况进行对比的研究方法是（）。 1.0分 ?A、 个案研究与理论研究相结合 ? ?B、 资料统计与现场观察资料相结合 ? ?C、 对比研究和定位研究相结合 ? ?D、 定性研究和定量研究相结合 ? 我的答案：B 2 绿化植物的美学不会通过下列哪种途径表现出来？（） 1.0分 ?A、 大小和形状的搭配 ? ?B、 地形和品种 ?
色彩和质地的搭配 ? ?D、 光影和声音 ? 我的答案：B 3 数理模型分析是利用特征方程、公式，结合（）分析、综合系统分析，再利用系统模型、仿真模型分析城市水温、气候等的变化。 1.0分 ?A、 因素 ? ?B、 因子 ? ?C、 个体 ? ?D、 差异 ? 我的答案：B 4 现代城市生态学自然生态所研究的核心有气候特点、水温特点、生物特点、（）。 0.0分
环境容量和自净能力 ? ?B、 环境现状 ? ?C、 环境污染和修复能力 ? ?D、 环境修复和容纳能力 ? 我的答案：D 5 现代生态设计的自然做工原理包括自然界没有废物、自然的自我组织和能动性、生物多样性和（）。 0.0分 ?A、 设计和自然相协调效应 ? ?B、 生态位效应 ? ?C、 边缘效应 ? ?D、 最优设计效应
我的答案：A 6 城市生态系统是人类（）和（）自然的基础上建立起来的“经济——自然——社会”三者合一的复合系统。 0.0分 ?A、 改变、顺应 ? ?B、 改造、维护 ? ?C、 改造、适应 ? ?D、 改变、协调 ? 我的答案：D 7 下列不属于城市人口承载力特点的是（）。 1.0分 ?A、 多因素制约 ? ?B、 不确定性
第一题 考察温度对烧碱产品得率的影响，选了四种不同温度进行试验，在同一温度下进行了5次试验（三数据见下表）。希望在显着性水平为。 1.SSE的公式 2.SSA的公式 3.将表格粘贴进Excel，然后进行数据分析，勾选标于第一行，显示在下面 P=，远小于，所以是显着的 “方差分析” “响应C1C2C3C4” “选单因素未重叠” 4.打开Minitab，复制表格， “统计” 点击“比较”勾选第一个，确定 结果:工作表3 单因子方差分析:60度,65度,70度,75度 来源自由度SSMSFP 因子误差合计 S==%R-Sq（调整）=% 平均值（基于合并标准差）的单组95%置信区间 水平N平均值标准差------+---------+---------+---------+--- 60度度度度合并标准差= Tukey95%同时置信区间 所有配对比较 单组置信水平=% 60度减自: 下限中心上限------+---------+---------+---------+--- 65度度度度减自: 下限中心上限------+---------+---------+---------+--- 70度度度减自: 下限中心上限------+---------+---------+---------+--- 75度获得结果，区间相交包含的不明显，反之明显 第二题 为研究线路板焊点拉拔力与烘烤温度、烘烤时间和焊剂量之间关系。从生产过程中收集20批数据，见下表: 1.将表格粘贴进Minitab，然后“统计”“回归”“回归”“响应，变量”“图形，四 合一” 2.P小于，显着 4.残差分析 第三题 钢片在镀锌前需要用酸洗方法除锈， 为提高除锈效率，缩短酸洗时间，需 要寻找好的工艺参数。现在试验中考 察如下因子与水平：
结构优化设计实验报告 1.实验背景 结构优化能在保证安全使用的前提下保证工程结构减重，提高工程的经济效益，这也是课程练习的有效补充。 2.实验课题 问题1：考察最速下降法、拟牛顿法（DFP，BFGS）、单纯形法的性能，使用matlab中的fminunc 和fminsearch 函数。 ●目标函数1: 目标函数，多元二次函数 其中，，,, 初值 ●目标函数2 1.3 结果分析：从上述结果可以看出牛顿法具有较好的稳定性，最速下降法和单纯形法在求解超越函数时稳定性不佳，最速下降法迭代次数最少，单纯形法
迭代次数最多。 问题2：使用matlab中的linprog和quadprog函数验证作业的正确性。 用单纯形法求解线性规划问题的最优解 ●目标函数1 6 , 运行结果： 单纯形法的解析解 用两相法求解线性规划问题的最优解 ●目标函数2 , 运行结果: 单纯形法的解析解 求解二次规划问题的最优解 ●目标函数2 , , 运行结果：
问题3：用Matlab命令函数fmincon求解非线性约束规划问题 ●目标函数1 运行结果： 迭代次数：8 ●目标函数2 运行结果： 迭代次数：16 问题4：用Matlab命令函数fmincon求解人字形钢管架优化问题。已知：2F = 600kN，2B = 6 m，T=5 mm，钢管材料E = 210 GPa，密度=, 许用应力[ ]=160MPa，根据工艺要求2m ≤ h≤6m ，20mm ≤ D≤300mm 。求h , D 使总重量W为最小。
求 目标函数1 运行结果：
迭代次数：8 问题5：修改满应力程序opt4_1.m 和齿形法程序opt4_2.m ，自行设计一个超静定桁架结构，并对其进行优化。要求: （1）设计变量数目不小于2； （2）给出应力的解析表达式； （3）建立以重量最小为目标函数、应力为约束的优化模型。 分别用满应立法和齿轮法求解图2超静定结构，已知材料完全相同， ， , 2000,1500==σσ ， 满应力法和齿轮法运行结果：
拉曼光谱实验 姓名学号 何婷21530100 李玉环21530092 宋丹21530111 [实验目的] 1、了解Raman光谱的原理和特点； 2、掌握Raman光谱的定性和定量分析方法； 3、了解Raman光谱的谱带指认。 4、了解显微成像Raman光谱。 [仪器和装置] 1、显微Raman光谱系统一套，拉曼光谱仪的型号为SPL-RAMAN-785 USB2000+的拉曼光谱仪，自带785nm激光； 2、带二维步进电机平移台一台（有控制器一台）； 3、PT纳米线样品； 4、光谱仪软件SpectraSuite； 5、步进电机驱动软件； 6、摄像头（已与显微镜集成在一起）。 [实验内容] 1、使用显微Raman系统及海洋光谱软件对单根或多根纳米线进行显微Raman光谱测量， 对测量的图和标准图进行比较，并通过文献阅读对PT纳米线Raman（测量和标准）的谱峰进行指认。 2、使用显微拉曼扫描系统进行二维样品表面拉曼信号收集，并生成样品表面特定波长处的 拉曼信号强度三维图，模拟样品表面拉曼表征。选择多个拉曼波长对样品形状进行观察。[实验结果及分析]
观察PbTiO3的拉曼散射谱并比对具体的拉曼散射光谱数据进行分析，可以找到以上10个拉曼散射峰，分别位于784.54nm，794.94 nm，798.60 nm，802.90 nm，806.84 nm，811.91 nm，817.10 nm，825.29 nm，832.44 nm，879.69nm附近，对应的Raman Shift分别是-7.46 cm-1 159.28 cm-1 216.94 cm-1 284.00 cm-1 344.82 cm-1 422.21 cm-1 500.44 cm-1 621.90 cm-1 725.97 cm-1 1371.21 cm-1。 （通过Raman Shift=1/λ入射-1/λ散射计算得到） PT纳米线Raman测量的谱峰指认： 分析可知，-7.46 cm-1 159.28 cm-1 216.94 cm-1 284.00 cm-1 344.82 cm-1 422.21 cm-1 500.44 cm-1 621.90 cm-1 725.97 cm-1附近的9个振动模，分别对应于PbTiO3的A1（1TO），E（1LO），E（2TO），B1+E，A1（2TO），E（2LO）+A1（2LO），E（3TO）A1（3TO），A1（3LO）声子模。 位于159.28 cm-1附近的模对应PbTiO3纳米线表面的TiO6八面体相对于Pb的振动；位于500.44 cm-1附近的模分别对应于表面Ti-O或Pb-O键的振动；位于725.97 cm-1附近的模对应于TiO6八面体中Ti-O键的振动。而位于284.00 cm-1的振动模为静模。此外，在725.97 cm-1处PbTiO3还具有额外的Raman振动模，可能与该相中含有大量且复杂的晶胞结构有关。据报道，复杂钙钛矿结构中氧八面体的畸变或八面体内B位离子的移动在某种程度上会破坏平移对称性，引起相邻晶胞不再具有相似的局部电场和极化率。 位于-7.46 cm-1处的拉曼峰强度增强，相比标准PbTiO3纳米线，其余拉曼峰强度均减弱。798nm处样品表面拉曼信号三维强度图：
城市生态与城市环境——复习资料要点 第一章生态学概论 1、生态学:生态学就是研究生物之间、生物与环境之间的相互关系的科学。(P3) 2、生境:指在一定时间内对生命有机体生活、生长发育、繁殖以及对有机体存活数量有影响的空间条件及其她条件的总与。生境(生物的生活环境)包括:物理环境(非生物环境);生物环境。(P6) 3、生态因子:组成生境的因素称生态因子。生态因子有两方面因素所组成:生物因素与非生物因素。(P12) 4、种群:在一定时空中同种个体的总与(P17) 种群的基本特征:空间特征、数量特征、遗传特征。 种群的动态参数:出生率与死亡率、迁入与迁出、年龄结构与性别比、种群内禀增长率。 种间关系:种间竞争关系、种间捕食与寄生关系、种间合作与互利共生关系。 5、种群增长模式:内禀增长率(A)、实际增长率(B)、环境阻力(C):A—B=C(P20) 6、生态位:有机体在生物群落中的功能与位置。(P22) 7、群落(即生物群落):就是指在一定时间内居住在一定空间范围内的生物种群的集合。(P24) 群落的特征:a)群落中的优势种;b)群落的物种多样性;c)群落的种间关联性;d)群落的交错区与边缘效应;e)群落的稳定性。(P25-26) 8、生态系统:就是一定空间内生物与非生物成分通过物质的循环、能量的流动、信息的交换而相互作用、相互依存所构成的一个生态学功能单位。(P29) 9、生态系统的组成成分:a)生产者;b)消费者;c)还原者;d)非生物环境(P29) 生态系统的结构:空间结构、物种结构、营养结构。 10、生态系统的基本功能:a)生物生产;b)能量流动;c)物质循环;d)信息传递;(P35-39) 11、破坏生态平衡的因素:人为因素与自然因素(P42) 12、生态系统平衡的调节机制:1)反馈机制;2)抵抗力;3)恢复力(P43) 13、生态系统有两大部分(生物环境、非生物环境),四个基本成分(生产者、消费者、还原者、非生物环境) 14、简述生态系统的基本特征及类型？ 答:(1)生态系统的基本特征:a)生态系统就是动态功能系统;b)生态系统具有一定的区域特征; C)生态系统就是开放的“自持系统”;d)生态系统具有自动调节功能。 (2)生态系统的类型: 按生态系统空间环境性质分类:a)淡水生态系统b)海洋生态系统c)陆地生态系统。 按人类对生态系统的影响程度:a)自然生态系统b)人工生态系统 第二章城市生态学及其基本原理 1、城市生态学的创始人:帕克(P46) 2、城市生态学:城市生态学就是研究城市人类活动与周围环境之间关系的一门学科。包括城市自然生态学、城市经济生态学与城市社会生态学。(P46) 3、城市生态位:就是一个城市给人们生存与活动所提供的生态位,就是城市提供给人们的或可被利用的各种生态因子与生态关系的集合。 4、城市问题产生的根源:1)城市的集聚性与稀缺性2)人们对自然环境及城市环境的错误认识。
试验优化设计与分析(教材) 成果总结 成果完成人：任露泉，丛茜，杨印生，李建桥，佟金成果完成单位：吉林大学 推荐等级建议：二等奖
1.立项背景 在现代社会实现过程和目标的最优化，已成为解决科学研究、工程设计、生产管理以及其他方面实际问题的一项重要原则。试验优化技术因其具有设计灵活、计算简便、试验次数少、优化成果多、可靠性高、适用面广等特点，已成为现代设计方法中一个先进的设计方法，成为发达国家企业界人士、工程技术人员、研究人员和管理人员的必备技术，它对于创造利润和提高生产率起着巨大的作用。因此在我国为了赶超世界先进水平，促进科研、生产和管理事业的发展，编著相关教材，大力推广与应用试验优化技术，不仅具有普遍的实际意义，也具有一定的迫切性。 20世纪80年代初，鉴于国民经济建设实践和科学技术研究中对试验优化技术的广泛需求，为推动教学改革、提高教学质量，任露泉教授对试验优化理论与技术进行了深入系统研究，为本科生开设了“试验设计”课程，为研究生开设了“试验优化技术”课程，并于1987年由机械工业出版社出版了教材《试验优化技术》，产生了很高的学术与技术影响。 2001年任露泉教授在《试验优化技术》一书的基础上编著了《试验优化设计与分析》教材，由吉林科技出版社出版发行。该教材是对1987年出版的《试验优化技术》的修改、补充和发展。作者根据对试验优化的教学和科研应用的多年实践与体会，为适应读者学习与使用的实际需要，调整修改了原书中的部分内容和一些方法的设计程式；补充了一些试验优化设计的新方法、新技术；增添了试验优化的一些最新应用实例；并增加了试验优化分析一篇。 本教材2001年获吉林省长白山优秀图书一等奖，2002年被遴选为教育部全国研究生教学用书，再次出版发行，2004年获吉林省教学成果一等奖。 2.教材内容 本教材万字，共分三篇二十一章。第一篇试验设计，除正交设计、干扰控制设计与数据处理等常用技术外,还介绍SN比设计、均匀设计、广义设计、调优运算及稳健设计等正交试验设计技术的拓广应用和现代发展的最新方法；第二篇回归设计，除各种回归的正交设计、旋转设计、饱和设计、多项式设计、还介绍多次变换设计、交互作用搜索设计、混料设计以及D-最优设计等回归设计技术的进一步完善与最新应用技术；在第三篇试验优化技术分析中,介绍了试验数据处理过程中经常遇到的难题及其解决办法，数据分析的最新研究成果及其应用实例。例如：有偏估计、PPR分析、探索性数据分析等；此外还介绍了试验优化的常用统计软件。 3.教材特点
优化设计实验报告
无约束非线性规划问题 ) sin(1)(min 2 2 35x e x x x x f x -+-++= fun='(x^5+x^3+x^2-1)/(exp(x^2)+sin(-x))'; ezplot(fun,[-2,2]); [xopt,fopt,exitflag,output]=fminbnd(fun,-2,2) 输出： xopt = 0.2176 fopt = -1.1312 exitflag = 1 output = iterations: 12 funcCount: 13 algorithm: 'golden section search, parabolic interpolation' message: [1x112 char]
二维无约束非线性函数最优解 )12424()(min 2212 2211++++=x x x x x e X f x fun='exp(x(1))*(4*x(1)^2+2*x(2)^2+4*x(1)*x(2)+2*x(2)+1)'; x0=[0,0]; options=optimset('largescale','off','display','iter','tolx',1e-8,'tolfun',1e-8); [x,fval,exitflag,output,grad,hessian]=fminunc(fun,x0,options) f='exp(x)*(4*x^2+2*y^2+4*x*y+2*y+1)'; ezmesh(f); First-order Iteration Func-count f(x) Step-size optimality 0 3 1 2 1 9 0.717044 0.125092 1.05 2 15 0.073904 10 1.28 3 21 0.000428524 0.430857 0.0746 4 24 0.000144084 1 0.0435 5 27 1.95236e-008 1 0.000487 6 30 6.63092e-010 1 9.82e-005 7 33 1.46436e-015 1 4.91e-008 Local minimum possible. fminunc stopped because it cannot decrease the objective function along the current search direction. Computing finite-difference Hessian using user-supplied objective function. x = 0.5000 -1.0000 fval = 1.4644e-015 exitflag = 5 output =
激光拉曼及荧光光谱实验 一、实验目的 1、 了解激光拉曼的基本原理和基本知识以及用激光拉曼的方法鉴别物质成分和分子结构的原理； 2、 掌握LRS – II 激光拉曼/荧光光谱仪的系统结构和操作方法； 3、 研究四氯化碳CCL 4、苯C 6H 6等物质典型的振动—转动光谱谱线特征。 二、实验原理 2.1 基本原理 分子有振动。原子分双子的振动按经典力学的观点可以看成是简谐振子，其能量为 A 是振幅，k 是力常数。按照量子力学，简谐振子的能量是量子化的， t=0，1，2，3，···，是振动量子数，f 是振子的固有振动频率。如果在同一电子态中，有振动能级的跃迁，那么产生的光子能量 hf t t E E h )('12-=-=ν 波数为 CO 在红外部分有4.67微米、2.35微米、1.58微米等光谱带，其倒数之比近似为1： 2：3。当Δt=1时，测得的ν ~反映了分子键的强弱。 分子有转动。双原子分子的转动轴是通过质心而垂直于联接二原子核的直线的。按照经典力学，转动的动能是 式中P 是角动量，Ｉ是转动惯量， 222211r m r m I += 可以证明 I P I E 2212 2= =ω2 2 2 121r r m m m m I μ=+= 2222 1212 1 kA kx mv E =+ = 2 12 1m m m m m += hf t E )2 1(+=m k f π21= ,3,2,)(1 ~12ωωωωλ ν =?=-'=-= =t c f t t hc E E
上式中ｒ１，ｒ２和ｒ分别代表两原子到转轴的距离及两原子之间的距离，μ称为约化质量。按照量子力学，角动量应等于 代入上式得 此式可以从量子力学直接推得，Ｊ称为转动量子数。当Ｊ＝０，１，２，３，···等值时，相应的Ｊ（Ｊ＋１）＝０，２，６，１２，···，所以能级的间隔是I h 228π的２，４，６，８，···倍。 实验和理论都证明纯转动能级的跃迁只能在邻近能级之间，就是ΔＪ＝±１。所得 光谱的波长应该有下式表达的值： 谱线波数（ν ~）的间隔是相等的。ＨCL 分子远红外吸收谱中，曾观察到很多条吸收线，这些线的波数间隔应该是２Ｂ，实验测得：Ｂ＝１０．３４厘米 －１ ，所以由此求得 转动惯量Ｉ，进而求得ＨCL 分子中原子之间的核间距这一重要数据。 多原子分子的转动可以近似地看作刚体的转动，这涉及到多个转轴的不同的转动惯量。其谱线结构较为复杂，只有直线型的分子和对称高的分子转动曾研究出一些结果。在分析化学领域中提供了一些分析样品的标准特征谱线可供实验参照。 光通过透明的物体时，有一部分被散射。如果入射光具有线状谱，散射光的光谱中 除有入射光的谱线外，还另有一些较弱的谱线，这些谱线的波数ν '~等于入射光某一波数0~ν加或减一个数值，即10~~~ννν±='。新出现谱线的波数与入射光的波数之差发现与光源无关，只决定于散射物。如果换一个光源，0~ν不同了，但如果散射物不变换，那么0~~νν-'还是等于原来的1~ν，散射光的波数变动反映了散射物的性质。由于散射光的波数等于入射光的波数与另一数值1 ~ν组合的数值，所以这样的散射称作组合散射。 可以在紫外或可见区观测分子的振动和转动能级，通过选择波长在可见光波段的激 ,2,1,0,2) 1(=+=J h J J P π ) 1(82 2+= J J I h E πIc h B J BJ J J J J Ic h hc E E 2''''2'8, ,3,2,12)]1()1([8~1 ππνλ= ==+-+=-==
名词解释 1、环境承载力：指某一环境状态和结构在不发生对人类生存发展有害变化的前提下，所能承受的人类社会作用，具体体现在规模、强度和速度上。包括资源，技术，污染 2、生态规划：是在自然综合体的天然平衡情况不作重大变化、自然环境不遭破坏和一个部门的经济活动不给另一个部门造成损害的情况下，应用生态学原理，计算并合理安排天然资源的利用及组织地域的利用。 3、水污染综合整治：是综合运用各种方法防治水体污染的措施。 4、环境效应：指在人类活动或自然力作用于环境后所产生的正、负效果在环境系统中的响应。 5、环境容量：是指某一环境在自然生态的结构和正常功能不受损害，人类生存环境质量不下降的前提下，能容纳的污染物的最大负荷量。 6、生物圈：是由大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈这几个圈层的交接的界面所组成的。这几个圈层交接的界面里有生命在其中积极活动，所以称之为生物圈。 7、人类生态系统：是指居民与生存环境相互作用的网络结构，也是人类对自然环境适应、加工、改造二建造起来的人工生态系统。 8、生态城市：是一个经济发达、社会繁荣、生态保护三者保持高度和谐，技术与自然达到充分融合，城乡环境清洁、优美、舒适，从而能最大限度的发挥人的创造力与生产力，并有利于提高城市文明程度的稳定、协调、持续发展的人工复合系统。 9、城市污染源：指城市内产生污染物（包括废水、废气、废渣、噪声等）的设备、装置、场所和单位。 10、环境要素：又称环境基质，是指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分。 11、信息传递（信息流）：指生态系统中各生命成分之间及生命成分与环境之间相互作用、相互影响的一种特殊形式。 12、城市生产功能：是指城市生态系统具有利用域内外环境所提供的自然资源及其他资源，生产出各类“产品”（包括各类物质性及精神性产品）的能力。 13、环境区划：是根据特定区域环境系统的结构特征及其空间分异规律，结合自然生态系统和社会经济发展的实际条件，按照一定的准则和指标体系把该区域的环境空间划分为若干不同的地域单元的一项综合性的环境分类活动。 14、环境污染：是指由人类的活动所引起的环境质量下降而有害于人类及其他生物的正常生存和发展的现象。 15、环境质量综合评价：按照一定的目的在对一个区域的各种单要素评价的基础上，对环境质量进行总体的定性和定量的评定。 16、生态位：指物种在群落中在时间、空间和营养关系方面所占的地位。 17、能量流动（能量流）：是生态系统中生物与环境之间、生物与生物之间能量传递与转化过程。 18、城市污染综合整治：是从整体出发对环境污染问题进行综合分析，在环境质量评价、制定环境质量标准、拟定环境规划的基础上，采取防治结合、人工处理和自然净化结合等措施，以技术、经济和法制等手段，实施防止污染的最佳方案，以控制改善环境质量的措施。19、水体自净作用：是指污染物进入水体后，经物理、化学和生物学作用使污染浓度逐渐下降，水体理化性质及生物特征恢复至污染物进入前的状态的过程。 问答 1、简述生态系统的基本特征及类型？ 特征：1）生态系统是动态功能系统2）生态系统具有一定的区域特征3）生态系统是开放的
福建农林大学金山学院实验报告 系（教研室）：信息与机电工程系专业：机械设计制造及其自动化年级：2008 实验课程：优化设计姓名：学号：实验室号：_1# 607 计算机号：实验时间：指导教师签字：成绩： 一、实验目的 通过实验教学加深学生对优化设计方法的理解，培养学生程序调试和出错处理的能力，提高学生应用优化设计方法和程序设计的能力。 本实验课程的基本要求： 1）熟悉VB集成开发环境的使用，掌握设计程序和调试程序的基本方法。 2）掌握一些重要优化算法，并具有较强的编程能力和解决实际优化问题的能力。 3）具有设计简单综合应用型程序的能力。 二、实验内容及进度安排 1、进退法2学时 2、黄金分割法2学时 3、基于最优步长的坐标轮换法2学时 4、鲍威尔法4学时 三、实验设备 微型计算机100台以上，并已安装Visual Basic 6.0。 四、实验要求 1. 设计程序总体编程结构，根据程序N-S图，设计编写出程序； 2. 完成程序调试，并进行实验结果分析； 3. 完成实验报告。 五、实验注意事项 1. 树立严肃认真、一丝不苟的工作精神，养成实验时的正确方法和良好习惯，维护国 家财产不受损失； 2. 严格遵守实验室的规章制度，注意保持实验室内整洁； 3. 上机过程中注意保存程序，以免数据丢失，结束后应存储到个人移动设备并关闭计 算机； 4. 认真做好上机前的准备工作，实验后认真完成实验报告。 六、实验操作步骤及方法 （一）.上机前的准备工作包括以下几个方面 1.复习和掌握与本次实验有关的教学内容。 2.根据实验的内容，对问题进行认真的分析，搞清楚要解决的问题是什么？给定的条件 是什么？要求的结果是什么？需要使用什么类型的数据（如整型、实型、双精度型、字符型等）？制定好程序总体编程结构。 3.根据程序N-S图，设计、编写出程序，在纸上编写好相关功能的事件代码。
激光拉曼光谱实验报告 摘要：本实验研究了用半导体激光器泵浦的3Nd + ：4YVO 晶体并倍频后得到的532nm 激 光作为激发光源照射液体样品的4CCL 分子而得到的拉曼光谱，谱线很好地吻合了理论分析的4CCL 分子4种振动模式，且频率的实验值与标准值比误差低于2%。又利用偏振片及半波片获得与入射光偏振方向垂直及平行的出射光，确定了各振动的退偏度，分别为、、、，和标准值0和比较偏大。 关键词:拉曼散射、分子振动、退偏 一， 引言 1928年，印度物理学家拉曼（）和克利希南（）实验发现，当光穿过液体苯时被分子散射的光发生频率变化，这种现象称为拉曼散射。几乎与此同时，苏联物理学家兰斯别而格（）和曼杰尔斯达姆（）也在晶体石英样品中发现了类似现象。在散射光谱中，频率与入射光频率0υ相同的成分称为瑞利散射，频率对称分布在0υ两侧的谱线或谱带01υυ±即为拉曼光谱，其中频率较小的成分01υυ-又称为斯托克斯线，频率较大的成分01υυ+又称为反斯托克斯线。这种新的散射谱线与散射体中分子的震动和转动，或晶格的振动等有关。 拉曼效应是单色光与分子或晶体物质作用时产生的一种非弹性散射现象。拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征。 20世纪60年代激光的问世促进了拉曼光谱学的发展。由于激光极高的单色亮度，它很快被用到拉曼光谱中作为激发光源。而且基于新激光技术在拉曼光谱学中的使用，发展了共振拉曼、受激拉曼散射和番斯托克斯拉曼散射等新的实验技术和手段。 拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术,其信号来源于分子的振动和转动。它提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。拉曼光谱的分析方向有定性分析、结构分析和定量分析。
绪论（一）已完成 1 帕克1925年提出“城市生态学”之后（）成为了城市生态与环境学的研究中心。?A、城市环境 ?B、城市生态系统 ?C、城市系统 ?D、城市人文环境 我的答案：B 2 现代城市生态与环境学的主要研究对象是（）。 ?A、城市污染 ?B、交通拥堵 ?C、城市问题 ?D、城市环境恶化 我的答案：C 3 城市的构成要素有一定的地理范围、城市人口和（）。 ?A、城市文化 ?B、城市历史 ?C、城市建设 ?D、城市环境 我的答案：A 4 经济学观点认为（）是城市经济组织的基础。 ?A、生产资料所有制 ?B、劳动分工 ?C、分配制度 ?D、经济制度 我的答案：B 5
社会学认为城市是（）的产物。 ?A、社会分工 ?B、历史发展 ?C、人类活动 ?D、人类属性 我的答案：D 6 生态学认为各种物理的、化学的环境是城市的（）。 ?A、无生命环境部分 ?B、后天形成环境部分 ?C、非自然环境部分 ?D、人为环境部分 我的答案：A 7 最早提出“城市生态学”概念的人是英国学者帕克。（） 我的答案：x 8 城市既是产生环境污染的主要原因，也是生态文明的发源地。（）我的答案：√ 9 行政管理学派将城市看做是行政单元。（） 我的答案：√ 10 心理学将城市看作是一种心理状态。（） 我的答案：X 绪论（二）已完成 1
城市化的标志主要体现在城市规模越来越大、农村人口转变为城镇非农业人口和（）。?A、城市文明现代化 ?B、城市环境现代化 ?C、城市居民方式现代化 ?D、城市文化的发展 我的答案：C 2 城市系统是以一定环境条件为背景的，以（）为基础的社会、经济和自然的综合体。?A、人 ?B、经济 ?C、政治 ?D、聚居 我的答案：B 3 下列不属于城市生态系统的是（）。 ?A、大学 ?B、公园 ?C、湖泊 ?D、商场 我的答案：D 4 土地作为构成城市生态系统的自然环境之一分为自然状态土地和（）。 ?A、人为改造土地 ?B、建筑用土地 ?C、城市用地 ?D、脱离自然状态的土地 我的答案：C 5 一般人们将城市生态系统划分为社会生态、（）和自然生态三个亚系统。 ?A、经济生态 ?B、心理生态
实验优化设计考试答案 精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
第一题 考察温度对烧碱产品得率的影响，选了四种不同温度进行试验，在同一温度下进行了5次试验（三数据见下表）。希望在显着性水平为。 1.SSE的公式 2.SSA的公式 3.将表格粘贴进Excel，然后进行数据分析，勾选标于第一行，显示在下面 P=，远小于，所以是显着 的 4.打开Minitab，复制表 格，“统计”“方差分 析”“选单因素未重 叠”“响应 C1C2C3C4” 点击“比较”勾选第一 个，确定 结果: 工作表 3 单因子方差分析: 60度, 65度, 70度, 75度 来源自由度 SS MS F P 因子 3
误差 16 合计 19 S = R-Sq = % R-Sq（调整） = % 平均值（基于合并标准差）的单组 95% 置信区间水平 N 平均值标准差 ------+---------+---------+---------+--- 60度 5 (------*------) 65度 5 (------*------) 70度 5 (------*------) 75度 5 (------*------) ------+---------+---------+---------+--- 合并标准差 = Tukey 95% 同时置信区间 所有配对比较 单组置信水平 = % 60度减自: 下限中心上限 ------+---------+---------+---------+--- 65度 (------*------) 70度 (------*-----) 75度 (------*------) ------+---------+---------+---------+--- 65度减自: 下限中心上限 ------+---------+---------+---------+--- 70度 (------*-----) 75度 (------*------) ------+---------+---------+---------+--- 70度减自:
优化设计实验指导书 潍坊学院机电工程学院 2008年10月 目录
实验一黄金分割法 (2) 实验二二次插值法 (5) 实验三 Powell法 (8) 实验四复合形法 (12) 实验五惩罚函数法 (19)
实验一黄金分割法 一、实验目的 1、加深对黄金分割法的基本理论和算法框图及步骤的理解。 2、培养学生独立编制、调试黄金分割法C语言程序的能力。 3、掌握常用优化方法程序的使用方法。 4、培养学生灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力。 二、实验内容 1、编制调试黄金分割法C语言程序。 2、利用调试好的C语言程序进行实例计算。 3、根据实验结果写实验报告 三、实验设备及工作原理 1、设备简介 装有Windows系统及C语言系统程序的微型计算机，每人一台。 2、黄金分割法(0.618法)原理 0.618法适用于区间上任何单峰函数求极小点的问题。对函数除“单峰”外不作 其它要求，甚至可以不连续。因此此法适用面相当广。 0.618法采用了区间消去法的基本原理，在搜索区间内适当插入两点和，它们把 分为三段，通过比较和点处的函数值，就可以消去最左段或最右段，即完成一次迭代。 然后再在保留下来的区间上作同样处理，反复迭代，可将极小点所在区间无限缩小。 现在的问题是：在每次迭代中如何设置插入点的位置，才能保证简捷而迅速地找到极小点。 在0.618法中，每次迭代后留下区间内包含一个插入点，该点函数值已计算过，因此以后的每次迭代只需插入一个新点，计算出新点的函数值就可以进行比较。 设初始区间[a,b]的长为L。为了迅速缩短区间，应考虑下述两个原则：（1）等比收缩原理——使区间每一项的缩小率不变，用表示(0<λ<1)。 （2）对称原理——使两插入点x1和x2，在[a,b]中位置对称，即消去任何一边区间[a,x1]或[x2,b]，都剩下等长区间。 即有 ax1=x2b 如图4-7所示，这里用ax1表示区间的长，余类同。若第一次收缩，如消去[x2,b]区间，则有：λ=(ax2)/(ab)=λL/L 若第二次收缩，插入新点x3，如消去区间[x1,x2]，则有λ=(ax1)/(ax2)=(1-λ)L/λL
实验六 激光拉曼光谱仪 【目的要求】 1.学习和了解拉曼散射的基本原理； 2.学习使用激光拉曼光谱仪测量CCL 4的谱线； 【仪器用具】 LRS-3型激光拉曼光谱仪、CCL 4、计算机、打印机 【原 理】 1. 拉曼散射 当平行光投射于气体、液体或透明晶体的样品上，大部分按原来的方向透射 而过，小部分按照不同的角度散射开来，这种现象称为光的散射。散射是光子与物质分子相互碰撞的结果。由于碰撞方式不同，光子和分子之间会有多种散射形式。 ⑴ 弹性碰撞 弹性碰撞是光子和分子之间没有能量交换，只是改变了光子的运动方向，使得散射光的频率与入射光的频率基本相同，频率变化小于3×105HZ ，在光谱上称为瑞利散射。瑞利散射在光谱上给出了一条与入射光的频率相同的很强的散射谱线，就是瑞利线。 ⑵ 非弹性碰撞 光子和分子之间在碰撞时发生了能量交换，这不仅使光子改变了其运动方向，也改变了其能量，使散射光频率与入射光频率不同，这种散射在光谱上称为拉曼散射，强度很弱，大约只有入射线的10-6。 由于散射线的强度很低，所以为了排除入射光的干扰，拉曼散射一般在入射线的垂直方向检测。散射谱线的排列方式是围绕瑞利线而对称的。在拉曼散射中散射光频率小于入射光频率的散射线被称为斯托克斯线；而散射光频率大于入射光频率的散射线被称为反斯托克斯线。斯托克斯线和反斯托克斯线是如何形成的呢？在非弹性碰撞过程中，光子与分子有能量交换, 光子转移一部分能量给分子, 或者从分子中吸收一部分能量，从而使它的频率改变，它取自或给予散射分子的能量只能是分子两定态之间的差值21E E E -=?。在光子与分子发生非弹性碰撞过程中，光子把一部分能量交给分子时，光子则以较小的频率散射出去，称为频率较低的光(即斯托克斯线)，散射分子接受的能量转变成为分子的振动或转动能
1狭义的城市环境是指（）。 A、 社会环境 B、 物理环境 C、 美学环境 D、 生态环境 我的答案：B 2下列不属于城市生态系统的是（）。 A、 大学 B、 公园 C、 湖泊 D、 商场 我的答案：D 3城市生态规划就是以生态学为指导，通过对城市复核生态系统进行规划，确保自然平衡和（），以促进人与自然协调发展。 A、 资源保护 B、 生态平衡 C、 城市化均衡 D、 发展平衡 我的答案：A 4景观生态学规划方法包括景观生态评价和（）。 A、 景观宏观调控 B、 景观功能评价 C、 景观可持续评价 D、 景观发展评价 我的答案：A 5影响种群密度的四个基本参数是出生率、死亡率、迁入率和（）。 A、 代谢率
发展率 C、 繁殖率 D、 迁出率 我的答案：D 6环境承载力是某一定的环境或结构不发生对人类有害变化的前提下，所能承受的（）。A、 改造程度 B、 人口数量 C、 人类与社会作用 D、 社会化程度 我的答案：C 7土壤有机污染物包括有机农药、石油、有害微生物和（）。 A、 重金属 B、 放射性元素 C、 洗涤剂 D、 烟碱类 我的答案：C 8城市生态系统可持续发展理论包括生态与经济系统协调发展和（）两个方面。 A、 人口与环境协调发展 B、 生态系统整体功能优化 C、 城市化与自然协调发展 D、 生态功能最大化 我的答案：B 9环境承载力中的自然资源要素包括土地资源、水资源和（）。 A、 空气资源 B、 能源资源 C、 物产资源
矿产资源 我的答案：D 10城市专项规划包括大气环境综合整治规划、水环境综合整治规划、固体废物综合整治规划和（）。 A、 生态环境保护规划 B、 资源保护规划 C、 土壤保护规划 D、 社会秩序保护规划 我的答案：A 11下列不属于环境规划原则的是（）。 A、 保护城市特色，满足城市功能需求 B、 全面规划，突出重点 C、 扬长避短，合理优化 D、 以人为本，兼顾经济 我的答案：D 12生态功能指数中的结构指数包括人口结构、城市环境、基础设施和（）。 A、 城市系统结构 B、 城市服务 C、 城市绿化 D、 城市居民 我的答案：C 13城市生态系统的组成部分中，唯一具有自净能力的是（）。 A、 湿地系统 B、 湖泊系统 C、 林木系统 D、 绿地系统 我的答案：D
机械优化设计 实 验 报 告 姓名：欧阳龙 学号：2007500817 班级：07机设一班
一、黄金分割法 1、 数学模型 2()2f x x x =+，56x -≤≤ 2、 黄金分割法简介 黄金分割法适用于单谷函数求极小值问题，且函数可以不连续。黄金分割法是建立在区间消去法原理基础上的试探方法，即在搜索区间[],a b 内适当插入两点1α、2α，并计算其函数值。1α、2α将区间分成三段。应用函数的单谷性质，通过函数值大小的比较，删去其中一段，使搜索区间得以缩短。然后再在保留下来的区间上作同样的处置，如此迭代下去，使搜索区间无限缩小，从而得到极小点的数值近似解。黄金分割法能使相邻两次都具有相同的缩短率0.618，故黄金分割法又称作0.618法。 3、黄金分割法程序清单 #include