314 resultados para physics.bio-ph


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High amounts of acid compounds in bio-oil not only lead to the deleterious properties such as corrosiveness and high acidity, but also set up many obstacles to its wide applications. By hydrotreating the bio-oil under mild conditions, some carboxylic acid compounds could be converted to alcohols which would esterify with the unconverted acids in the bio-oil to produce esters. The properties of the bio-oil could be improved by this method. In the paper, the raw bio-oil was produced by vacuum pyrolysis of pine sawdust. The optimal production conditions were investigated. A series of nickel-based catalysts were prepared. Their catalytic activities were evaluated by upgrading of model compound (glacial acetic acid). Results showed that the reduced Mo-10Ni/gamma-Al2O3 catalyst had the highest activity with the acetic acid conversion of 33.2%. Upgrading of the raw bio-oil was investigated over reduced Mo-10Ni/gamma-Al2O3 catalyst. After the upgrading process, the pH value of the bio-oil increased from 2.16 to 2.84. The water content increased from 46.2 wt.% to 58.99 wt.%. The H element content in the bio-oil increased from 6.61 wt.% to 6.93 wt.%. The dynamic viscosity decreased a little. The results of GC-MS spectrometry analysis showed that the ester compounds in the upgraded bio-oil increased by 3 times. it is possible to improve the properties of bio-oil by hydrotreating and esterifying carboxyl group compounds in the bio-oil.

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Solid acid 40SiO(2)/TiO2-SO42- and solid base 30K(2)CO(3)/Al2O3-NaOH were prepared and compared with catalytic esterification activity according to the model reaction. Upgrading bio-oil by solid acid and solid base catalysts in the conditioned experiment was investigated, in which dynamic viscosities of bio-oil was lowered markedly, although 8 months of aging did not show much viscosity to improve its fluidity and enhance its stability positively. Even the dehydration by 3A molecular sieve still kept the fluidity well. The density of upgraded bio-oil was reduced from 1.24 to 0.96 kg/m(3), and the gross calorific value increased by 50.7 and 51.8%, respectively. The acidity of upgraded bio-oil was alleviated by the solid base catalyst but intensified by the solid acid catalyst for its strong acidification. The results of gas chromatography-mass spectrometry analysis showed that the ester reaction in the bio-oil was promoted by both solid acid and solid base catalysts and that the solid acid catalyst converted volatile and nonvolatile organic acids into esters and raised their amount by 20-fold. Besides the catalytic esterification, the solid acid catalyst carried out the carbonyl addition of alcohol to acetals. Some components of bio-oil undertook the isomerization over the solid base catalyst.

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A promising application for biomass is liquid fuel synthesis, such as methanol or dimethyl ether (DME). Previous studies have studied syngas production from biomass-derived char, oil and gas. This study intends to explore the technology of syngas production from direct biomass gasification, which may be more economically viable. The ratio of H-2/CO is an important factor that affects the performance of this process. In this study, the characteristics of biomass gasification gas, such as H-2/CO and tar yield, as well as its potential for liquid fuel synthesis is explored. A fluidized bed gasifier and a downstream fixed bed are employed as the reactors. Two kinds of catalysts: dolomite and nickel based catalyst are applied, and they are used in the fluidized bed and fixed bed, respectively. The gasifying agent used is an air-steam mixture. The main variables studied are temperature and weight hourly space velocity in the fixed bed reactor. Over the ranges of operating conditions examined, the maximum H-2 content reaches 52.47 vol%, while the ratio of H-2/CO varies between 1.87 and 4.45. The results indicate that an appropriate temperature (750 degrees C for the current study) and more catalyst are favorable for getting a higher H-2/CO ratio. Using a simple first order kinetic model for the overall tar removal reaction, the apparent activation energies and pre-exponential factors are obtained for nickel based catalysts. The results indicate that biomass gasification gas has great potential for liquid fuel synthesis after further processing.

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A kind of optical pH sensor was demonstrated that is based on a pH-sensitive fluorescence dye-doped (eosin) cellulose acetate (CA) thin-film modified microstructured polymer optical fiber (MPOF). It was obtained by directly inhaling an eosin-CA-acetic acid mixed solution into array holes in a MPOF and then removing the solvent (acetic acid). The sensing film showed different fluorescence intensities to different pH solutions in a pH range of 2.5-4.5. Furthermore, the pH response range could be tailored through doping a surfactant, hexadecyl trimethyl ammonium bromide (CTAB), in the sensing film. (c) 2007 Optical Society of America.

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研究了外源pH缓冲液处理下,离体和整株蚕豆叶片相对含水量、脯氨酸含量和丙二醛含量的变化。结果表明,酸碱处理离体蚕豆叶片10 min和30 min后,叶片组织相对含水量在pH 6.5时最高;酸性处理下的叶片脯氨酸含量较高;pH 5.0时丙二醛含量较高。整株蚕豆叶片处理5 h的叶片组织相对含水量在pH 6.5时最高,处理12 h以pH 5.0时最高;pH 5.5处理5 h叶片脯氨酸含量最高,处理12 h脯氨酸含量的变化不大;处理5 h时丙二醛含量的变化随pH的降低略有下降,但处理12 h丙二醛含量的变化不大。

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通过野外调查采样和室内分析,研究了黄土高原小流域土壤pH、阳离子交换量(cat-ion exchange capacity,CEC)和有机质的分布特征及其与土地利用方式、地形条件和土壤类型的关系.结果表明:黄土高原小流域土壤pH、CEC和有机质分别介于7.7~8.6、11.9~28.7cmol.kg-1和3.0~27.9 g.kg-1,分别服从正态分布、对数正态分布和负二项分布.3种土壤性质随地形、土地利用方式和土壤类型的不同差异很大.不同土地利用方式下,土壤有机质和CEC以林地、草地和农田较高,果园较低;pH则以林地较低,其他利用方式较高;不同地形条件下,3种土壤性质均呈塬面和坡地大于沟道和梯田的趋势;不同类型土壤中,有机质和CEC以黑垆土和红土较高,pH则以黄绵土较高.整体上,土壤有机质和CEC呈现出相似的变化趋势,而pH的分布特征则与之相反

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利用不同pH值的酸碱溶液处理蚕豆或者离体蚕豆叶片,研究酸碱胁迫下蚕豆叶片保护酶活性的变化。结果表明,离体蚕豆叶片处理10 min和30 min的SOD活性相差不大,整株处理5 h的蚕豆叶片SOD活性远大于处理12 h的SOD活性;离体蚕豆叶片和整株蚕豆处理,较长时间处理下的CAT活性基本上高于短时间处理的CAT活性,短时间处理下(10 min、5 h)POD活性均显著低于对照值,较长时间处理(30 min、12h)下POD活性变化的规律性不强,且变化幅度较小。

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土壤pH值是影响土壤养分有效性和化学物质在土壤中行为的主要因素,研究土壤pH值的空间分布特征对于土壤养分管理和土壤污染预测具有重要意义。该文用地统计学方法研究了环境因素复杂的黄土高原小流域土壤pH值空间分布特征。结果表明,黄土沟壑区小流域土壤pH值具有球形—指数套合模型的空间结构特征,其空间异质性主要来源于流域内土地利用和土壤侵蚀等随机因素。与有机质协同的Kriging法能较好地对土壤pH值进行估值,其估值范围小于实测数据,估值误差来源于复杂的环境因素。序贯高斯条件模拟的土壤pH值范围与实测数据接近,模拟的平均值低于实测数据,模拟误差来源于模拟过程中独特的Kriging算法及高斯特性。

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利用微悬臂传感器研究了生物相关分子与金属离子的相互作用过程及检测。本论文取得的主要成果如下: (1)利用微悬臂传感器在流动体系中研究了多巴胺在金表面的吸附过程及其与铁离子的相互作用与检测。结果表明,多巴胺在金表面多层吸附,通过分子间氢键和表面电荷转移效应诱导悬臂向镀金面偏转。多巴胺与铁离子的作用过程可以分为两个阶段:第一阶段,铁离子与外层多巴胺络合,并脱离悬臂表面;第二阶段,铁离子与靠近金表面层多巴胺形成化合物,并且可能先以不稳定的单齿络合,而后生成稳定的双齿螯合。利用电化学和XPS手段对上述过程进行了表征,并设计实验对推理进行了验证。多巴胺修饰的悬臂还是一个很好的铁离子传感器,具有较高的灵敏度和选择性,检测限能达到510-10 mol/L。 (2)利用微悬臂传感器在流动体系中研究了组氨酸在金表面的吸附过程及其与铁离子的相互作用与检测。考察了不同pH值和Cl-浓度对组氨酸吸附及其与铁离子作用的影响。结果表明,随着pH值的增加,组氨酸的吸附构象会发生变化,并且导致组氨酸的吸附稳定性、吸附量和分子间静电斥力增大。在碱性溶液中咪唑环较羧基基团优先在金表面发生吸附。组氨酸修饰悬臂与铁离子作用的结果表明,在中性和碱性溶液中组氨酸能与铁离子在悬臂表面形成稳定的化合物。两者的作用过程分为两个阶段:第一阶段组氨酸中咪唑环上远离金表面的N3原子与铁离子形成单齿配合物,此时化合物之间通过静电斥力使得悬臂向下偏转;第二阶段,组氨酸上靠近金表面的N1原子开始与铁离子作用,通过分子构象的改变最终与邻近的单齿配合物形成双齿配合物,并开始逐渐覆盖悬臂表面,形成网络结构使得悬臂表面形成一种收缩的应力,而使悬臂向镀金面偏转。第二阶段不但与作用时间有关,而且同氯离子的浓度紧密关联。只有当氯离子浓度大于或等于50mmol/L时,才会出现悬臂向镀金面偏转的现象。组氨酸修饰的悬臂还是一个很好的铁离子传感器,检测限能达到510-9 mol/L级。 (3)将肽(Gly-Gly-His)共价键合到MPA修饰的悬臂表面,首先研究肽与Cu2+ 的相互作用过程。研究发现作用过程与Cu2+ 的浓度有关,高浓度时Cu2+ 与肽快速吸附,并通过与不同肽链上的羧基和咪唑环配位诱导悬臂向镀金面偏转;而后肽链上的氮原子与Cu2+配位,同时构象发生变化,由直链转变成折叠状,进而增加链间的作用力使悬臂向反向偏转;而铜离子浓度低时不能实现悬臂表面快速的形成向内的拉力,所以不会产生向镀金面偏转,而直接在构象变化推动悬臂反向偏转。考察了检测过程中溶液pH、离子强度和干扰离子对检测的影响。结果表明该传感器对铜离子有较宽响应范围,最低响应浓度为210-10 mol/L。

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pH指示剂在高分子载体上的固定化研究是应光导纤维pH传感器的发展要求而发展起来的新的研究领域。pH指示剂在高分子固态载体上的固定直接决定着光导纤维pH传感器的灵敏度、响应时间、寿命等性能。迄今,吸附、包埋和化学键合三利,固定方法已得到广泛应用。吸附法与包埋法简单易行,但因指示剂易于逸出而无法保证试剂相的使用稳定性及寿命;化学键合法目前仅限于对含氨基等高反应活性基团的指示剂固定。另外,这三种固定技术均存在试剂相与分析对象呈现固/液两相分离的问题,它严重制约了传感器响应性能,成为pH指示剂固定技术发展的“瓶颈”。改善、发展与寻找新的指示剂/载体固定配对体系已成为本领域的研究焦点。本论文针对上述问题,开拓与发展了一系列指示剂固定于固态高分子载体上的新体系。(一)首先开拓与发展了酚红/交联聚乙烯醇与邻甲酚红/交联聚乙烯醇固定对的新体系。在酸性条件下,以甲醛做交联剂,通过在玻璃板上倾涂聚乙烯醇甲醛的凝胶溶液制备了高亲水性的交联聚乙烯醇载体膜;然后采用接枝共聚反应将丙烯酞胺单体与通过酸碱反应接枝有酚红或邻甲酚红的丙烯酞胺混合物接枝固定到交联聚乙烯醇薄膜上,首次将不含氨基的酚红、邻甲酚红在高亲水性的聚乙烯醇载体上固定。利用紫外可见光光谱仪测试了其响应性能。结果表明,固定化指示剂的光谱行为与其相应的水溶液的光谱行为不一致,这可能是固定化过程中新的化学键生成以及载体与指示剂之间的相互作用如氢键的作用等引起的。这也导致了其pH响应范围与相应指示剂水溶液的响应范围的差异。固定酚红交联聚乙烯醇pH敏感膜的pH响应范围为pH=6.72~8.49;固定邻甲酚红交联聚乙烯醇pH敏感膜的两个响应范围分别为[H~+]=0.1mol/L~5mol/L和pH7.97~12.26。这种方式制备的这两种pH敏感薄膜均表现出优异的可重复使用性、可逆性、稳定性及易于制备的特点。更突出的优点在于,与以聚丙烯酰胺为基质直接固定酚红的薄膜(PAM-PR)相比,这种固定技术制备的敏感膜,当其与分析剂溶液接触时,其接枝于表面的水溶性高分子溶解,呈现“液态”,在固态基质表面形成一“液膜”层,从而消除了试剂相与分析剂之间的相界面,克服了指示剂固定化技术中的“瓶颈”问题,大幅度地提高了其响应速度与灵敏度,使响应时间从PAM-PR的数十分钟降至30秒以下。(二)开拓了刚果红醋酸纤维素包埋对的pH敏感膜(CCM)及刚果红/环氧氯丙烷交联聚乙烯醇(PECM)和甲醛交联聚乙烯醇(PFCM)的三种pH敏感膜新体系,测试并比较了三种膜的响应性能。结果表明,固定化刚果红的光谱性质和响应范围与刚果红水溶液不一致,而且用不同载体固定的刚果红的光谱特征与响应范围也各不相同。CCM的响应范围为pH=2.5~4.5,PECM的响应范围在[H~+]=2mol/L~pH=6.8之间,PFCM响应范围为pH=2.90~5.48。这也可能是固定化过程中的氢键效应、空间位阻、指示剂与载体间发生的化学反应不同及载体本身结构的差异等引起的。这三种膜也具有良好的重现性、可逆性及响应迅速(平均响应时间低于25秒)的特点。另外发现醋酸纤维素包埋刚果红的敏感膜具有特殊的稳定性。对这种特殊的稳定性原因的分析表明选择合适尺寸分子的指示剂与载体配对将可能克服包埋技术中指示剂逸出的缺点。(三)对制备的pH敏感膜及对应的水溶液的pH线性响应范围给出了相应的线性回归方程(R>98.2)。结果表明这些敏感膜对响应范围内的pH均具有良好的线性响应关系。这些结果与思想不仅丰富了光导pH传感器的试剂相内容,也为后续工作提供了一些有益的借鉴。

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本文研究和开拓了一类pH值致变色的高分子材料,它们的响应机理是分子链中有pH值致变色的基团,即PH值的变化使生色基团的结构发生变化,并最终导致其吸收光谱(吸收型)或发射光谱(荧光型)的变化。这类材料在如下领域,例如:光纤pH值传感膜材料,可重复使用的PH值指示材料,滤光材料,颜色材料,以及离子交换和离子选择性透过材料等领域有很好的应用前景。本文在总结前人研究的基础上,采用简单程序制备了多种响应快,长期稳定性好的光纤pH值传感膜材料,其可望用于制备光纤PH值传感器以满足不同领域的需求。工作大致包括以下五个方面。(一)采用一步法在碱性条件下让酚酞和邻甲酚酞分别与甲醛反应生成各自的高分子型pH值指示剂(PPF和cPF),GPc曲线表明它们的产物含有很多预聚物(如二聚体,三聚体和四聚体)和少量的高分子量组分。(二)分别制备了固定有PPF和CPF的两种聚合物膜(纤维素膜和聚乙烯醇膜)。沿用物理"包埋"的方法将PPF和CPF等低聚物固定在水解的二醋酸纤维素膜中,同时也开拓了共价键键接酚酞等到新的基质(PVA)上的方法,测试表明该类膜在pH8.0-14.0范围内具有很好的响应。(三)开拓了一种膜动力学分光光度法用于测定高碱度([OH-]=1-8SM),实验结果表明该方法可以提供一个快速(605)和准确(相对标准偏差为2.6%)的测定高碱度的方法。(四)制备了固定有酚红的PvA膜用于近中性pH值(6.5-10.5)和高酸度(5M[H+]-pH3.0)测定,该膜长期稳定性好,至少能连续使用3个月,特别适合生物学,海水,氨水溶液和高酸度的测量。(五)采用一步法在碱性条件下让荧光素与甲醛反应生成荧光齐聚物型pH值指示剂FLF,激光质谱表明它们的产物含有很多预聚物。可见光谱测试表明FLF-PVA膜的吸收光谱在pH0.0-10.0的范围内有很好的响应。

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DNA是重要的生物大分子,也是主要的抗癌药物靶分子。小分子与DNA之间的相互作用是以DNA为靶分子的各种物质生物效应的基础,它们之间的特异性结合导致了癌变、突变及细胞的死亡。能够与DNA特异性结合的小分子很多都是临床上广泛应用的抗癌药物。因此,小分子与DNA之间的相互作用不论是对阐述抗癌、抗病毒药物的作用,还是对致癌机理的研究,尤其对抗癌药物的体内筛选都有重要意义。近十年来,开发新型的抗癌药物小分子,使它们具有对DNA序列特异性的识别能力己成为国内外研究的热点。斓系配合物由于具有广泛的光学、磁学和电学等特性使得有可能成为新的DNA特异性识别分子。然而,斓系离子在中性条件下极其容易水解的特性又极大的阻碍了斓系配合物对于DNA的识别性研究。本文在中性条件下合成了铜系氨基酸配合物,并成功的获得了这些配合物的晶体结构,利用这些有确定结构的I系氨基酸配合物与特定的DNA序列相作用,通过多种生物物理方法研究了它们对DNA序列特异性识别。主要的结果如下:1.在近中性条件下,合成了Eu-Val([Eus_8(L-HVal)_(16)(H_2O)_(32)]Cl_(24)·12.5H_2O),Eu-Asp([Eu_4(μ3-OH)_4(L-Asp)_2(L-HAsp)_3(H_2O)_7]Cl·11.5H_2O)和Tb-Cys(「Th_2(DL-Cys)_4(H_2O)_8]Cl_2)三种铜系氨基酸配合物,这些配合物的结构由于合成条件(温度,反离子及合成比例)上的差异与已报到的类似配合物的结构具有明显的不同。三种配合物的结构各具特色,从而在与DNA作用时将表现出各自特有的识别性能。2.Eu-Val配合物在与单链DNA作用时,配合物能键合到DNA碱基所在的疏水区,在与富含dC和dT碱基的序列相结合时,发生显著的能量传递,从而极大的增强了配合物中Eu的发射光谱。配合物结合DNA的化学计量比随序列中dC含量的降低而降低。配合物同样能够与处于DNA疏水区的富含dA和dG序列相结合,这种结合不能够产生能量传递,但使得DNA的紫外-可见光谱出现明显的减色和红移现象。此外,这一配合物还能够诱导单链DNApoly(dA)及p01y(rA)产生自身的二级结构,形成双链结构。这为进一步认识斓系离子的生物学效应奠定了基础,斓系氨基酸配合物可以诱导单链poly(dA)及poly(rA)形成自身结构尚无文献报道。3.Eu一AsP配合物能够选择性的稳定非B一构象的Poly(dA)Poly(dT),而使B一构象的印oly(dAdT)]2和[Poly(dGdC)]2变得不稳定。如在1:2比例时,该配合物可使Poly(dA)Polv(dT)的融化温度提高4℃,而使印oly(dAdT)}2的融化温度降低6℃,[Poly(dGdC)]2则出现了两个转变温度。进一步的圆二色实验结果充分表明Eu一Asp配合物对于富含Poly(dA)Poly(dT)和[Poly(dAdT)]2的双链DNA没有构象上的改变,而对于[Poly(dGdC)]2的双链DNA则产生了显著的构象上的改变,很有可能正是这一改变使得[Poly(dGdC)]2变得极其的不稳定。配合物对[Poly(dGdC)]2的这种不稳定影响随着配合物浓度的逐步升高而越来越明显。变温实验结果清楚的表明,在37℃时,Eu-AsP使[Poly(dGdC)JZ发生了构象转化,并且这种转化是可逆的。4.Tb-Cys配合物与单链(除了poly(dA))和双链DNA都能发生能量传递,从而使得配合物的荧光显著增强。不同的DNA表现出不同的增强效果,表明TbCys配合物对DNA的序列存在选择性,单链要强于双链,富含Poly(dAdG)的序列增强效果最好。单链和双链能量传递的差异表明了配合物能够区分DNA的单链和双链,配合物在与单链作用时结合更强。TbCys配合物在与DNA作用时存在不同的结合位点,而且单链和双链的结合位点明显不同。TbCys配合物能够引起富含dC和dT的单链DNA发生减色效应,而能够引起富含poly(dA)、poly(dAdG)的单链DNA和富含poly(dA)poly(dT)、[Poly(dAdT)]2和[poly(dGdC)]2的双链DNA发生明显的红移。此外,这一配合物同样能够影响双链DNA的稳定性,使得富含poly(dA)Poly(dT)序列变得稳定,而使得富含印oly(dAdT)]2和富含印oly(dGdC)]2的序列变得不稳定。这些结果都表明了配合物对DNA存在选择性。比较不同配合物的差别后能够发现DNA对于不同的配合物同样具有选II择性,这种选择性能够用来区分配合物。一这些钢系氨基酸配合物由于选择了天然的氨基酸作为配体,从而大大的降低了对人体的毒性,进一步表现出的对不同的DNA序列的选择型则使其有望成为新型的抗癌诊疗试剂。

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本文研究了Armco铁在盐酸溶液中的腐蚀电化学行为,探讨了ψ~-离子和PH值对铁的阳极溶解过程的影响,并进而讨论了ψ~-离子浓度和PH值对铁的腐蚀电化学行为的影响之间是否存在交互效应。在本工作中,作者提出了两个新的研究方法:(a) 从单支弱极化曲线测定腐蚀电流和阴、阳极反应的Tafep斜率;(b)根据交流方波电流扰动的响应函数方程测定极化电阻Rp和界面电容C。设I_c、I_(2c)、I_(3c)及I_(4c)分别为对应于弱极化区内极化电位为ΔE、2ΔE、3ΔE和4ΔE的极化电流,且令a = I_(2c)/I_c, b = I_(3c)/I_c, c = I_(4c)/I_(2c), 而(4b-3a~2)~(1/2)、(3c-2b)~(1/2)、(2c-a~2)~(1/2)则以S_j表示之,则可得到:I_(corr) = I_c/S_j b_c = ΔE/lg((a+s_j)/2) b_a = -ΔE/lg((a-s_j)/2)为了方便,准确地求出动力学参数,可选用一系列的ΔE值,得出相应的极化电流I_λ,求出S_λ,应用统计方法处理数据,可得:I_(corr) = ∑ from i=1 to n I_λ/∑ from i=1 ton S_λ b_c = ∑ form λ to n ΔE_λ/∑ form i=1 to n lg ((a_λ+S_λ)/2) b_a = ∑ form i=1 ton ΔE_λ/∑ form i=1 to n lg ((a_λ-S_λ)/2)在线性极化区间内向腐蚀金属电极体系施加一交流方波电流扰动讯号时,通过Laplace变换分析,得到相应的响应函数方程为:E_1(t) = λ_o(R_s+R_p) - 2λ_oR_p (e~(-(τ-λ)/RpC))/(1+e~(λ/RpC)) (o<τ<λ) E_2(t) = -λ_o(R_s+R_p) + 2λ_oR_p (e~(-(τ-λ)/RpC))/(1+e~(λ/RpC)) (λ<τ<2λ)由此方程可知,它们在E~λ坐标系统中的轨迹为对称兴致勃勃原点的两条直线。由此方程可进一步得到:ΔE = 2λ_oR_p (e~(λ/RpC)-1)/(e~(λ/RpC)+1) = 2λ_oR_p t_(anh)(λ/(2RpC)) Δh = 2λ_o Rs式中ΔE为单支响应直线的长度,Δh则为两条直线最高点之间的距离。上述公式可进一步简化为:Rp =(ΔE)/(2λ_o) λ>>RpC (λ_o)/(ΔE) = C/λ + 1/(2Rp) λ<