摘要：近年来,加大文物和文化遗产保护力度,加强历史文化保护传承已上升为国家战略。彩绘文物在人类活动、风沙侵蚀以及光照损伤等各种病害的影响下,文物颜料普遍出现了不同程度褪色、变色、老化、脱落丢失等病害,以致现在很难看到彩绘壁画本来的面目,数字化保护与修复成为传承彩绘文物的重要手段。本研究以颜色指纹的光谱反射率为基础,将颜料成分变化外在表现的光谱反射率作为切入点,采用数字化手段对彩绘颜料进行浓度映射。为了实现对彩绘中矿物颜料浓度快速、精确的识别,基于贝叶斯优化算法(BOA)寻找前馈回归神经网络(FRNN)的最佳超参数并构建BOA-FRNN光谱模型实现颜料成分及浓度分布图谱的预测。首先,以中国传统彩绘技法制备不同浓度梯尺的敦煌矿物颜料色卡,并利用Ci64UV积分球式分光光度计获取色卡的可见光波段光谱反射率及色度信息;其次,基于测量数据,构建颜料光谱反射率、色度值、浓度值、颜料粒径、颜料成分的关联数据库;最后,通过双常数Kubelka-Munk模型、BP网络模型、支持向量机(SVM)回归算法、FRNN网络模型和BOA优化SVM对颜料浓度进行预测并比较预测结果,为了提高颜料浓度的预测精度和模型稳定性,提出利用BOA对FRNN的网络结构、激活函数和正则化强度进行优化,以均方根误差(RMSE)作为适应度函数,通过迭代选择最优的回归参数训练模型。实验数据表明本文提出的BOA-FRNN模型精度最高,模型测试集的均方根误差RMSE为1.805%,决定系数为99.55%。结果表明:基于敦煌颜料颜色数据库能够更加准确、快捷地选取所需光谱反射率,从而提高模型效率,简化了算法复杂度;BOA寻找FRNN的最佳超参数,通过迭代更新超参数最优位置,可以快速得到全局最优解,与K-M、BP、SVM、FRNN和BOA-SVM等模型相比,矿物颜料浓度的预测准确度和模型稳定性都得到了明显提高,满足了对颜料映射的精确度要求,是快速实现颜料映射的一个可行新方法。

摘要：在“落体竖压弹簧”问题中,落体和弹簧的相互作用时间短,且相互作用过程中弹簧对落体的作用力为变力,阻碍了高中生准确有效地理解该问题。可视化实验是基于可视化技术或方法来设计的实验,它可以丰富学生的感性认知,增强学生对物理方法的应用能力,同时培养他们的实践和创新能力。本文利用智能手机中的Phyphox软件设计可视化实验,把手机与弹簧相互作用过程中手机的加速度变化情况可视化,然后基于牛顿第二定律,并利用Excel中的函数功能将手机所受弹力变化情况可视化,从而获得直观的实验结果,丰富该类问题的教学素材。

摘要：在教育数字化的浪潮中,我国教育领域正经历着前所未有的变革。《普通高中课程方案(2017年版2020年修订)》及《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称“课标”)均强调了信息技术在教学中的应用,旨在培养学生的科学思维和探究能力[1][2]。情境认知理论进一步指出,真实世界的情境是学习者获取知识的基础,任何脱离具体情境的知识都是缺乏实际意义的[3]。

摘要：科学技术与物理实验教学相融合是物理教育发展的必然趋势.将智能手机作为新的实验工具用于物理创新实验教学,为物理实验研究与教学提供新技术和新方法.根据智能手机软件加速度计模块,进行“探究滑动摩擦因数的测量”实验的设计研究.实验中通过测量智能手机在仅受摩擦力运动阶段的加速度,便捷高效地求出物体间的滑动摩擦因数.通过创新实验研究,培养学生的物理学科核心素养,为实验教学提供新思路.

摘要：该文以昆明和北京为例,对我国南北地区分别选用平板型管翼式集热器和圆柱吸热体真空管集热器进行了模拟计算。结果显示,水平面上日均太阳辐射、环境温度、屋顶方位及倾角对集热面积补偿有不同程度的影响;其中,屋顶方位角和倾角是影响集热器处于非正南和正南方向且最佳倾角时采光面积之比A/A0的主要因素。本文的研究成果可为太阳能建筑一体化设计提供部分有价值的参考数据。

摘要：对国画样品反射参量和特性进行测量与分析,结合色度学相关理论提出了一种利用亮度信息匹配的国画图像重建方法。采用色调-饱和度-亮度(HSI)色空间对国画辐亮度与色度信息进行分离,利用Gaussian函数对不同照明角度下PR-715实测图像色块亮度数值进行拟合,从而建立对应的空间亮度函数关系式。选择90°照明角实拍图像为参考色块,将该图像HSI色空间的色度信息与拟合空间亮度信息相结合,重建出任意照明角度下的国画色块图像,并与Canon EOS 400D单反相机实拍图片进行比较分析。结果表明,利用亮度信息匹配方法能够准确对国画色块图像进行重建,该方法具有较高可行性与可靠性,对绘画艺术品文化遗产数字化的重建与真实复制有重要的实际应用价值。

摘要：在给定的照明和观察条件下，由普通商业数码相机的信号值重建物体表面的光谱反射率是当前颜色科学工程领域的重要研究课题。选用佳能EOS 400D数码相机分别配合蓝色、绿色滤光片来采集物体表面的RGB信号，分别采用R矩阵法和主成分分析法（PCA）进行色卡和国画中指定色块的光谱反射率重建研究。实验结果表明，R矩阵法的色度精度和光谱精度均优于PCA。利用R矩阵法重建国画中参考色块光谱反射率，结果表明该算法能满足高精度艺术品再现的需要，具有较高的应用价值和现实意义，在颜色复制、颜色质量评估和数字典藏等领域拥有广阔的应用前景。

摘要：　介绍用多极理论计算多芯屏蔽电缆电容的基本原理和求解过程,给出多芯屏蔽电缆电容与多极理论级数项系数之间的关系。3个工程实例的计算结果表明:用多极理论计算多芯屏蔽电缆电容,不仅具有较高的计算精度,而且可以很方便地应用于各类复杂截面多芯屏蔽电缆的工程设计与计算,多极理论是分析多芯屏蔽电缆电容的一种有效方法。

摘要：从静电场边值问题的积分解出发,推导出用边界元法求解分区均匀介质填充传输线问题的矩阵表达式,给出传输线电容参数的计算公式,介绍用边界元法求解分区均匀介质填充传输线问题的基本原理和求解过程。对两类传输线的计算结果表明用边界元法求解分区均匀介质填充传输线问题,不仅具有较高的计算精度,而且可以很方便地应用于各类复杂截面分区均匀介质填充传输线问题的工程设计与计算,边界元法是求解分区均匀介质填充传输线问题的一种有效方法。

摘要：抛物槽式系统中汇聚光线在腔体吸收器内的反射次数对黑腔性能有重要影响,为最大限度提升三角腔体吸收器的采光能力,建立与抛物镜面之间的光路方程,分析腔内二次反射临界条件下对应于不同开口角度的最优镜面设计参数。提出有效孔径比率用于衡量反射镜与腔体的匹配性,并针对实验用的聚光系统分别进行计算,结果表明:腔体开口角度为60°时,焦距为1150 mm、孔径为2220 mm的反射镜面有效孔径比率为0.95,而焦距为1000 mm、孔径为3000 mm的反射镜面有效孔径比率仅为0.61。基于Trace Pro模拟分析验证了有效孔径比率可用于衡量腔体安装位置对光学效率的影响程度,在槽式系统设计及优化过程中应给予重视。