雷射光聲危險氣體感測虛擬仿真實驗是山西大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：雷射光聲危險氣體感測虛擬仿真實驗
- 建設院校： 山西大學
- 課程負責人： 董磊
- 授課教師：陳力榮、耿彥峰、陳新偉、武紅鵬
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
科技發展推動人類社會進步的同時，工業活動、日常生活、自然災害而產生的危險氣體(易燃、易爆、有毒等少盼漏民)也逐步劇增。危險氣體泄漏事件如果不能及時發現險情,將會給公共安全和生產安全帶來極大的威脅,甚至產生毀滅性的災難。而能否實時、靈敏且精確的測量危險氣體成分及含量是這些指標能否被準確評估的關鍵所在。此外，痕量氣體檢測在物理、化學和生命科鍵講組學等領域也都有著廣泛的套用。因此，研發分子識別精度高、回響時間短、探測靈敏度高、結構緊湊且可連續實時監測痕量氣體濃度的氣體感測器具有十分重大的研究意義和套用價值。光聲光譜技術以選擇性好、探測精度高、壽命長且維護費用低等特點，成為長期以來人們從原理到套用不斷進行研究的熱點。
本項目以危險氣體感測為切入點，光聲光譜技術為主線，雷射光聲危險氣體感測虛擬仿真實驗為內容，以複合型創新創業人才培養為目標，堅持“從基礎實驗入手，細推物理，融入思政，構建研究性物理實驗教學新體系，著力提高人才培養質量”的實驗教學理念，將物理思維能力訓練、綜合素質訓練和重點課程專業訓練有機結合，配合自主研發的雷射光聲危險氣體感測裝置，實現教育對象從“基礎實驗操作”向“前沿綜合實驗研究”轉變，全面提高學生知識綜拘舟擔合能力和產學研一體化能力。
教學目標
本項目學生在國家光學重點學科、國家重點實驗室的真實科研套用背景和坑樂仿真實驗環境下，根據雷射光聲危險氣體感測實驗內容，完成整套實驗的搭建、測量、分析，實現多學科項目仿真實驗融合、項目與學科駝姜煉理論融合。通過學-研-仿-饋-評閉環仿真實驗，引導學生領悟相關物理原理，全方位體驗真實科研經歷，感受科研的複雜性和可變性，激發槓殼汽專業志趣;合理構建評價指標體系，促進知識的深度整合與融會貫通，潛移價值塑造，培養學生創新創業意識、自主創業能力，持續自我學習與成長，為全面提高學生科創活動、產學研一體化能力等打下堅實基礎，達到複合型創新創業人才培養的目標。
1.掌握光與物質相互作用的理論知識，理解光聲光譜技術的基本原理以及其在氣體檢測中的套用，以現代前沿技術拓展學生國際化視野。
2.熟練掌握半導體雷射器的工作原理和使用方法，並能根據待測氣體種類選擇合適的雷射器，培養學生思維決策能力。
3.了解石英音叉換能器的工作原理及其共振頻率的實驗測定方法，體驗科學研究活動的過程。
4. 掌握氣路搭建的基本原理，能熟練使用配氣系統配製不同濃度的氣體。引入循環利用及安全生產思想，加強創業價.值觀塑造，增強社會責任感。
5.通過搭建雷射光聲光譜痕量氣體感測裝置並測量硫化氫(H2S)、氨氣(NH3)、乙炔(C2H2)三種危險氣體，熟練掌握該技術的濃度反演方法，充分理解光聲光譜技術無波長選擇性、靈敏度與雷射功率成正比的優勢。以安全思維、綠色思維，掌握項目可行性研究和結果評估戀多連蒸的基本方法，提升自主思考及創新能力。
