光与物质相互作用基本原理

光与物质相互作用基本原理光与物质相互作用基本原理光与物质相互作用基本原理光与物质相互作用基本原理着徘推水字激光原理与技术·原理部分光电子科学与工程学院41光场与物质的相互作用·4.1.1光场与物质相互作用的理论体系经典理论光场:Maxwell方程;原子体系:经典电偶极子;半经典理论光场:Maxwe方程;原子体系:量子理论描述;量子理论光场:量子理论;原子体系:量子理论;速率方程理论简化的量子理论;着徘推水字激光原理与技术·原理部分光电子科学与工程学院在《课程方案》的指导下，新疆地区大部分高校在体育教学方面充分的发挥了地域的特点和优势，开设了许多极富地域特征的体育课程内容和项目。在原有的冰上课程中，跟随时代的发展，社会的需求，更添加了雪上?n程，极大的丰富了高校的体育文化。弘扬了地区的传统体育文化，更在此过程中形成了不可小觑的校园文化特色。然而，在这大环境下，高校冰雪类体育课程教学依然存在着许多问题。这些问题的形成和解决方法，依然是高校体育课程设置的难点、重点。一、高校冰雪类体育课程设置背景冬季体育文化活动具有相当悠久的历史，是人类重要的非物质文化遗产，具有相当鲜明的地域性。高校的体育课程设置引进了特色的体育活动，不仅仅使特色体育活动得到传承，更是极大的丰富了高校的体育文化、体育课程，吸引了众多的学生参与到冬季运动中来。对高校的体育教学来说，丰富了学生们的学习之余的体育生活，更提高了学生们的整体身体素质，具有非常重要的意义。二、高校冰雪类课程教学现状（一）场地器材资源的不足冰雪类运动需要较为苛刻的场地，对器材也有相当的要求，高校虽然设置了许多冬季适宜的冰雪类体育课程，但是在场地和器材方面，是远远不够满足学生的需求。尤其是滑雪类、冰上运动，都对场地有着较为严苛的要求。许多高校在场地的建设和器材的购买方面，是无法实现大面积的供给学生使用。（二）冰雪类课程资源的开发力度不足许多高校主要是冬季体育课程虽有设置，但是类目稀少，供给学生们选择的余地很少，没办法做到全方位的提高教学质量。（三）学生对冰雪类运动的兴趣有待激发和开发冬季气候寒冷，室外的体育运动对学生们的吸引力远远不如被窝的温暖。学生作为高校体育课程的主要载体，提高学生们本身对冬季体育课程的兴趣最为关键。所以，提高学生们对冬季体育文化的认知，对冬季体育课程的参与度，对冬季体育文化的兴趣是关键中的关键。（四）课程设置不合理，师资力量不足，质量无法保证冬季冰雪类课程的设置是一个难点问题，合理的设置课程才更有利于学生的参与，提高学生的参与度。目前高校的冰雪类项目师资力量是远远不够满足学生所求的，许多教师并没有经过专业的冰雪类项目的培训教导，在教学的质量上便无法得到保证。（五）高校对冰雪文化不够重视冰雪体育文化历史悠久，有着丰富文化活，极具趣味性和挑战性。但是高校的重视力度也是明显不够的，很多高校敷衍的设置课程，只要学生完成即过，这对冰雪体育课程的开展具有严重的阻碍作用。三、高校冰雪类体育课程教学策略方法（一）确定教学目标冰雪类课程是东北高校体育课程的特色内容，由于天气异常寒冷，并且对场地器材的要求严苛，所以开展起来也是较为困难的。根据高校自身的条件，确立一个科学的可持续的教学目标，要从高校本身的体育教学环境出发，首先设立一个总的教学目标，其下设立多个小目标，然后设置相应的课程任务，一一达成之后，最后达到总的教学目标，以完成高校的冰雪类体育课程设置的目的。（二）冰雪类体育课程的教学手段和模式1.在现今的多媒体教学蓬勃发展的时代，多媒体教学手段应用的越发广泛。冬季气候寒冷，如遇大雪大风等不适宜外出锻炼的情况下，可在室内以课件的形式，带领学生们感受冰雪运动的魅力。冰雪运动其极具趣味性的表现力能激发学生们的学习兴趣，主动的去感受冰雪运动的文化，主动去学习冰雪类体育活动。2.弘扬冰雪体育文化，激发学生们的对冰雪类体育运动的兴趣。冰雪体育文化历史悠久，内容丰富，极具表演力和趣味性。将冰雪体育文化和冰雪类课程相结合，使冰雪类体育课程更具吸引力。3.加强考核评价。加强对学生们冰雪类体育教学成果的考核，有利于了解学生的体育能力，更督促了学生们的体育锻炼。4.加强对冰雪类体育活动的场地设施的建设，延长场地的开放时间，使得学生们在学习之余也有地方去感受冰雪类体育文化的魅力。分子生物学实验课程是生物及相关学科领域本科学生的专业必修课[1]，一直以来，在实验教学中存在着种种困难和问题，主要表现在：（1）实验项目大多是验证性的，相互孤立，缺乏创新性、综合性和连贯性；（2）许多教材上列出的实验项目条件要求较高、难度较大，在一般本科院校有限的教学条件和课时范围内难以达到较好的教学效果；（3）教学内容与科研成果和学科发展脱节，学生探究能力和创新意识在实验课中得不到锻炼等。一、分子生物学实验教学改革思路将实验课教学的主要目的从验证知识、学习操作技术改为课题探究。学生为了解决某个具体的课题项目开展实验，在分析问题、解决问题的过程中学会相关的实验技术和仪器设备的使用方法[2]。整个课题引导的教学过程限定在教学大纲要求、教学条件允许、教学课时限制和学生实际能力范围之内。二、实验教学项目设计及分析1.综合性课题的设计。用“目的基因原核表达载体的构建及其诱导表达和检测”作为学生实验课题。其中包含了相互连贯的各个实验项目（图1）。同时课题实验中融合了质粒的提取、电泳、酶切、重组、感受态制备、转化、PCR扩增、转化子鉴定、蛋白质表达和检测等主要分子生物学实验技术[3]，教学内容更连贯充实，更贴近科学研究的实际要求。2.课题探究作为教学内容的可行性。（1）课题难度适宜，可操作性强。为了降低难度可用国内科学家自己组建并得到了广泛应用的原核高效表达载体pBV220[4，5]。该载体的优点是：较小且具有强启动子、可温度诱导目的基因高效表达、产物以包含体形式存在、可用氨苄青霉素抗性筛选含质粒宿主、可在DH5α等大肠杆菌中表达等[6]。目的基因选择可以是方便得到的功能蛋白基因、活性易检测的酶基因、便于鉴定的抗原蛋白基因等[7]。例如白细胞介素IL1基因片段及丙型肝炎病毒C蛋白基因片段等[4，8]。（2）实验过程可控，实验成本合理。为了课题探究的连续性，每组学生用连续4天的时间（32学时）集中完成整个课题。教师事先给出实验进度安排建议（表1），教师针对容易出现问题的实验环节事先准备预案。选择既节约成本，又能锻炼学生能力的实验方法。例如，整个实验不用试剂盒而用自配试剂，采用多组联合、分工合作统一配制和使用试剂等。3.教学改革的创新性。（1）课题内容易于拓展，激发思考和创新。由于与教师的科研课题相结合，实验流程中所用的材料和实验方法可灵活调整，例如，重组子的鉴定方法包含了菌体PCR鉴定、酶切鉴定和蓝白斑鉴定等，可以都做，也可以选做；表达蛋白的鉴定可以选用SDS，还可以根据蛋白功能或活性鉴定等。课题内容有较大的拓展空间，例如可以换用教师比较熟悉的其他载体或基因，也可以让不同的小组做不同的内容，或根据科研进展逐年改进和充实实验教学。以课题探究为教学目标，自然会激发学生主动求知的积极性，激发创新的热情，引发深入的思考、培养分析问题解决问题的习惯和能力。也使实验教学能更好地与学生第二课堂探究活动及教师科研项目对接，进一步完善了创新人才培养体系。（2）学以致用，扎实全面。学生在课题探究的“实战”中学习实验技术，学会合理分配时间、思考、总结、设计、整理思路[9]。通过科技论文形式的实验报告，锻炼学生科学规范地阐述和展示研究过程、对结果进行科学分析讨论的能力。实验教学是创新人才培养体系中的重要环节，各个学科实验教学怎样相互衔接、实验教学与学生课外创新活动怎样衔接、实验教学与教师科研活动怎样衔接等值得深入研究与探索。光与物质相互作用基本原理着徘推水字激光原理与技术·原理部分光电子科学与工程学院4.12光场与物质相互作用的精典理论·B、原子经典简谐振子模型运动电荷能够激发电磁场,另一方面电磁场对电荷有反作用力,要完全求解电荷与电磁场系统的电动力学问题,需要对两者同时考虑。当电子在电磁场中运动时,会辐射电磁场,其一部分能量被电磁场带走,因而电子的运动必然受到阻尼,这种由辐射电磁场造成的能量损失被称为辐射阻尼。当考虑自发辐射辐射阻尼时,电子的运动方程表示为kr+FsFs为电子辐射出的电磁场对其自身的反作用力。着徘推水字激光原理与技术·原理部分光电子科学与工程学院4.12光场与物质相互作用的精典理论电动力学中给出的结论,自发辐射的总功率为:其中v为电子运动加速度;P6Te.c电子在单位时间内损失的能量等于辐射对电子的反作用力(即自发辐射阻尼力)在单位时间内作的负功在t+时间间隔内的辐射损失为Fv=67E02Fat6兀EC6E0c167sc3dt当取t2+t1为一个振荡周期时,上式右边为零,则可以得到686着徘推水字激光原理与技术·原理部分光电子科学与工程学院4.12光场与物质相互作用的精典理论当存在辐射阻尼时,电子的运动方程改写为mx+kx6/GOC由于阻尼力远小于恢复力,因此仍然可以用简谐振动解来描述该运动:x~xe(x"=-mn2xx+rx+Oox=o其中y为经典辐射阻尼系数:y6兀ECH可以求出方程的解为:x(toeezOot徘推去激光原理与技术·原理部分光电子科学与L程学院4.12光场与物质相互作用的精典理论此时电偶极矩为:(t)=-ex(t)谐振子的电磁辐射对应于自发辐射;·可以证明谐振子的自发辐射衰减时间为rad·则自发辐射的电场强度可以表示为:tE=Ee2eol=ee2redo徘推去激光原理与技术·原理部分光电子科学