利用振幅光栅生成拉盖尔、高斯光束的实验研究

拉盖尔高斯(Laguerre-Gaussian，LG)光束由于其独特的相位结构和轨道角动量特性在微粒旋转操纵和信息处理等方面得到了越来越多的重视.对利用振幅型叉状衍射光栅产生LG光束进行了理论分析，采用计算全息图的方法制作了振幅型叉状衍射光栅，实验上获得了角量子数为±1的LG光束，并对光束变换过程中影响光束特性的主要因素进行了讨论.     

利用振幅光栅生成拉盖尔-高斯光束的实验研究

拉盖尔高斯(Laguerre-Gaussian,LG)光束由于其独特的相位结构和轨道角动量特性在微粒旋转操纵和信息处理等方面得到了越来越多的重视.对利用振幅型叉状衍射光栅产生LG光束进行了理论分析,采用计算全息图的方法制作了振幅型叉状衍射光栅,实验上获得了角量子数为±1的LG光束,并对光束变换过程中影响光束特性的主要因素进行了讨论. 关键词： 信息光学 拉盖尔高斯光束 计算全息光栅 光束轨道角动量     

三线摆实验中用大摆角测量转动惯量

利用智能手机APP的陀螺仪传感器可以获得三线摆运动过程中角速度的运动轨迹.对测量数据分析发现初始摆角很小时三线摆周期的测量数据不一定可靠,这与传统测量方法强调的小角度转动有出入.通常对大角度摆动的周期修正基于测出的初始摆角,但一般实验室中不易对其进行准确测定而难以应用于实际测量中.通过测量多个不同初始摆角测量的最大振幅及对应周期,再对振幅与周期相关数据进行多项式拟合,得到初始摆角趋于零的最佳周期值T0.运用此法测量标准圆环的转动惯量,由T0值获得的转动惯量测量结果与理论值比较精度优于0.2%.     

共振系列实验教具的创新设计

通过自主设计共振的系列实验教具, 把受迫振动振幅与驱动力频率和固有频率的关系定性和定量展现 出来, 从定性到定量研究受迫振动的振幅规律. 教师在课堂中演示系列共振实验, 能促进学生对共振的有意义学习     

驻波法测量声速实验中的非完全驻波

驻波法测量空气中的声速实验中 ,由于反射波的振幅小于正向波的振幅 ,合成后形成的是非完全驻波 ,实际上 ,这是一个驻波与行波的叠加。     

基于乘法器的振幅调制实验特性研究

调制器是无线电发送设备的重要组成部分,振幅调制器实验是高频电子线路实验课程的最重要的必做实验之一。往往学生对振幅调制实验原理理解不够深刻,影响实验效果,所以,从教学角度进行基于乘法器的振幅调制实验特性研究有重要实际意义。分析了基于乘法器的振幅调制实验原理,探讨了用集成模拟乘法器实现普通调幅和抑制载波双边带调幅的方法与过程,研究了已调波与二输入信号的关系,并提出了实验注意事项和几点实验教学启示,为高校开设相关实验课程的教工和学生提供参考。     

声速测量实验原理讨论

本文针对声速测量实验中接收端声压变化的理论推导还不够完善,尤其是对相位比较法的原理解释不清楚的问题,从振幅与声压的关系出发,建立了基于声压方程的多次反射模型.该模型利用平面简谐波函数、声压反射系数公式和波的叠加原理,推导出了接收端的声压振幅和相位随距离的变化公式,并利用该公式解释了驻波法和相位比较法测量的原理.仿真结果表明接收端的声压振幅和相位并不是严格的周期函数,其测量的精度与声吸收系数和声压反射系数等因素有关.最后进行了实验验证,实验测量结果与本文模型的计算结果吻合较好.本文的研究为正确理解该实验的物理本质提供理论指导.     

钠光双线光谱下测量平板玻璃折射率实验的优化设计

利用分光仪测量平板玻璃折射率实验中,由于钠光双线光谱的影响,干涉场中往往得不到足够多清晰的干涉条纹,影响实验测量.借助数值计算分析出钠光双线光谱对透射光干涉场分布以及条纹可见度的影响,综合考虑理论结果和工艺要求,选取反射率为0.6、楔角1′左右的平板玻璃,在实验中观测到足够多清晰的干涉条纹,满足实验测量.     

演示实验改进二则

演示实验改进二则莫滨（南京市红光中学，２１００１２）水波波源的改进中学物理教学中，利用水波演示波的性质的装置一般都不太理想．波源的间距一般不可调，振幅和频率也不可调，尤其是不能演示不同频率、不同振幅的两个或多个波并存的实验．本文介绍一种简便易行的发波...     

三线摆振动周期与角振幅的关系

本根据机械能守恒定律推出了三线摆的振动周期和角振幅的关系，并据该关系式讨论了角振幅对周期的影响以及角振幅的确定。     

液体折射率测量实验中提高半荫视场可见度的途径

分析了掠入射法测定液体折射率实验中棱镜角的选择范围,提出了增加半荫视场可见度的途径,讨论了光源位置和棱镜选取对半荫视场分界线可见度的影响,得出了实验室常用棱镜的选择方案.     

振荡叶栅非定常流场的实验研究

本文介绍了在平面振荡叶栅实验台上对一组透平叶片进行非定常气动性能研究的方法和结果。叶片的振型为扭转振动,频率为1(Hz),振幅为2°,风洞出口气流速度为33(m/s)。实验研究了来流冲角和叶片间的振动相位差对振荡叶栅非定常气动性能的影响。实验测量了不同工况下的叶片表面的振荡压力分布,并用二维热线风速仪测量了叶栅流道內的振荡速度场。在此基础上对振荡叶栅的稳定性进行分析。结果表明:1)不论叶片振动是否简谐,振荡压力的主频分量居绝对支配地位;2)叶片间的振动相位差和来流冲角对振荡叶栅的稳定性均有较大影响。     

基于锥镜和振幅调制的马蒂厄光束生成

基于锥镜的相位调制作用和胶片的振幅调制功能,提出了一种能精确高效产生无衍射马蒂厄光束的方案。利用稳相技术,证明了该方案产生马蒂厄光束的理论机制。利用胶片输出仪制作了具有角向马蒂厄函数分布的振幅调制胶片,在实验上精准地产生了一簇马蒂厄光束。理论和实验结果表明,基于锥镜和振幅调制产生马蒂厄光束的方法简单、高效、灵活。     

对空气声速测定实验的研究

利用压电传感器测量空气中声速是普通物理实验中的综合性实验之一。在该实验中采用驻波法测量时观察到驻波振幅的最大值之间产生“次极大”现象。本文对该现象进行了分析。同时介绍了用不确定度计算过程中应注意的几点问题。     

等截面驻波管内大振幅驻波场的实验研究

通过改进等截面驻波管实验系统,在1阶峰值共振频率激励下获得了182.1 dB大振幅驻波场,并对1~5阶峰值共振频率激励下的大振幅驻波场谐波饱和情况以及波形畸变进行了实验研究。研究发现,尽管1阶峰值共振频率激励下声压级已达到182.1 dB,但波形畸变最小,谐波并未表现出饱和现象,而3阶峰值共振频率激励下的大振幅驻波场表现出了饱和趋势。对谷值共振频率激励下获得的大振幅驻波场进行对比实验研究,发现谷值共振频率激励下,1阶谷值共振频率所获得的驻波场声压级最大,但波形畸变也最大。在相同声源驱动电压下,1阶峰值共振频率激励下获得的驻波场声压级始终大于1阶谷值共振频率激励下获得的驻波场声压级。由此可见,利用扬声器在等截面驻波管中获取大振幅驻波场,驻波管由1阶峰值共振频率激励较为合适。      

扑翼尾流脱落涡特性的PIV实验研究

通过色流实验和粒子成像测速技术(particle image velocimetry, PIV)对扑翼近场尾流脱落涡的结构轨迹和能量进行了定性及定量研究.结果表明:因展向流动充分性的不同, 存在两种牛角型涡系结构; 上下扑时翅翼交替产生顺时针和逆时针脱落涡, 两涡运动轨迹呈近似弧形对称, 对称轴的仰角略大于攻角; 脱落涡的涡心涡量在上下扑极点达到最大值, 环量最大值出现在到达极点前的1/5~2/5周期之间; 产生脱落涡的半周期内, 涡的平均环量都随减缩频率的增大而增大, 减缩频率较低时, 下扑平均环量大于上扑平均环量, 减缩频率较高时则相反; 振幅对涡能量影响明显, 减缩频率为2~2.5时, 振幅±40°时的涡平均环量约是振幅±30°时的两倍, 减缩频率越大振幅影响越明显.      

超声声速测定实验中几个问题的研究

本文研究了超声声速测定实验中声波振幅的衰减规律．实验结果表明声源发出的是球面波．同时,还介绍了用双踪示波器的多种功能测量超声波长的基本方法     

超声声速测定实验中几个问题的研究

本文研究了超声声速测定实验中声波振幅的衰减规律,实验结果表明声源发现的是球面波。同时还介绍了用双踪示波器的多种功能测量超声波长的基本方法。     

低频振动管外流动与传热特性研究

采用数值模拟与实验相结合的方法,研究了低频振动管外的流动与传热特性,分析了不同参数对换热性能的影响.数值计算结果的场协同理论分析与实验表明:振动有利于强化传热,且其强化传热的效果随着振动频率与振幅升高而增强.在半周期内,时相位为90°时管外的换热性能最好,在一定范围内协同角余弦值随振动频率的变化与振幅基本无关.对比不同管型,沿椭圆管短轴方向振动的协同角余弦值最高,传热效果最好.     

压电晶体换能器在声学实验中的调配

本文根据受迫振动的数学分析，解释了阻尼对共振频率的影响，找到了提高压电晶体换能器在声学实验中振幅传递效率的方法。