大连海事大学《发光材料原理与应用》和《大学物理实验》分别是应用物理学专业的核心课程和理工科专业的必修基础课程。其中,《发光材料原理与应用》课程要求学生掌握发光材料的制备、发光材料的表征及测量技术、视觉与颜色分析的基本方法。《大学物理实验》作为基础课程要求学生掌握一定的近现代测试、分析方法和原理。为此,本实验要达到的教学目标可以概括如下:
1. 掌握发光的基本物理过程,使学生具有分析、判别发光类型的能力;(知识目标)
2. 掌握上转换发光的定义,对分立中心发光的发光原理和分析方法有所了解;(知识目标)
3. 掌握上转换发光材料的制备流程及基本的实验室安全操作规程,使学生获得实验技能的基本训练;(能力目标)
4. 学习荧光光谱仪的原理和使用方法,掌握上转换发光材料光谱表征及测量技术。(能力目标)
5. 培养利用激发光谱和发射光谱数据进行归纳、整理、分析,最终实现发光性能表征的科学适应能力,树立科学严谨的工作态度。
上述实验教学目标的达成将有助于培养学生具有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力及开拓创新精神,具备一定从事本专业的工作能力和适应相邻专业工作的基本能力与素质,为学生成长为高层次应用型“新工科”人才奠定了重要的基础。
为达成以上实验教学目标,本实验设置8个实验内容:
实验内容1:实验简介与设备认知。学习发光基础知识和设备使用方法及注意事项。
实验内容2:荧光粉设计与实验准备。学习发光材料的设计方法,明确制备发光材料所需进行的材料和工具的准备工作和正确流程。
实验内容3:原材料的称量与混合。学习电子天平的操作方法及称量药品的注意事项。
实验内容4:荧光粉的煅烧与研磨。学习高温马弗炉的使用方法和安全须知。
实验内容5:光谱仪光路拆解与认知。掌握光谱仪激发和探测光路中主要光学元件及其功能。
实验内容6:激发与发射光谱测试。掌握光谱仪激发光谱、发射光谱的测量方法,仪器参数设置的作用,以及获得有效激发/发射光谱的技巧。
实验内容7:上转换发光光谱测试。借助外接激发光源完成荧光粉上转换发射光谱的测试。
实验内容8:光谱分析与发光过程描述。利用不同激发功率下上转换发射光谱数据分析上转换发光过程。