可倒摆实验物理机理研究

建立可倒摆实验的物理图像，分析基目标函数图线形成机理与控制参量的影响，明了可倒摆实验物理机理，促进实验物理中的创造性教学。     

外周期力驱动的倒摆混沌运动演示仪

设计并制作了受周期外力驱动的倒摆演示实验装置．利用自主开发的软件可自动演示和记录摆球运动状态的时间序列并存储实验数据．通过改变摆长、驱动电压，观察到该系统存在通过倍周期分岔通向混沌的过程．     

用可倒摆测定重力加速度实验的改进

对用可倒摆测定重力加速度ｇ的实验作了改进,不仅使测ｇ的误差减到１０＾－５量级,而且更有利于教学。     

用Excel处理物理实验数据

用计算机处理实验数据是实验教学现代化的一个重要的内容，本文拟就用Excel处理物理实验数据的方法展开讨论，并以可倒摆实验为例介绍了基于Excel的物理实验数据系统的设计与使用。     

可倒摆方程

７０年代以前，国际上常用可倒摆来测定重力加速度ｇ，虽获巨大成功，但因缺乏更深层次的理论指导而使测量带有盲目性．将该测量移植到大学物理实验中后，此缺陷仍然存在，常使学生困惑．本文导出的可倒摆方程弥补了这一缺陷，也有利于教学．     

基于PASCO系统的混沌摆实验

基于PASCO系统研制了受周期外力驱动的混沌摆实验仪,调节混沌摆系统的参量可演示非线性动力学特征行为,描绘了无驱动及有驱动下的系统相位图,并分析了初值敏感性、奇异性(奇异吸引子)现象.应用混沌摆的动力学方程,进行Matlab仿真实验.实验结果表明:混沌摆实验系统动力学的性质依赖于振动频率值,系统驱动振幅必须大于一定阈值是混沌相出现的必要条件.     

“用单摆测重力加速度”实验教具优化研究

通过分析"用单摆测量重力加速度的大小"实验中摆长、摆角、摆线与摆球等因素对实验结果精度的影响,探讨了传统实验装置的不足,在此基础上设计并制作了可用于测量重力加速度的双线摆装置,并对装置的构成与应用进行了详细阐述.     

验证向心力公式实验的多种创新方案

高中《物理·必修2》探究圆周运动向心力公式,采用了圆锥摆实验,按教材的实验程序操作该实验比较困难,主要是让摆球进行匀速圆周运动十分不易,一不小心小球便会与接触面间产生弹力,无法满足教材要求的动力学情景,导致实验障碍和测量不精准.借助教材设计的实验原理,可对本实验进行改进创新,使其易操作、易测量、小误差.1改进圆锥摆实验精确验证     

单幅模糊图像点扩散函数估计的梯度倒谱分析方法研究

针对单幅图像复原算法引入先验信息导致复杂度高、运算效率低的问题, 提出了单幅模糊图像点扩散函数估计的梯度倒谱分析方法. 首先给出了单幅模糊图像梯度倒谱估计其点扩散函数的基本原理, 利用相位恢复策略复原了二维点扩散函数相位信息, 实现了点扩散函数的快速估计; 其次, 为鉴别点扩散函数估计精度, 建立了图像梯度保真约束的全变分正则化图像复原模型, 并采用快速稳定收敛的交替方向策略优化能量函数; 通过对仿真和实拍单幅模糊图像进行的测试实验结果表明, 该方法快速准确地估计出点扩散函数, 克服了传统复原算法收敛速度慢的缺点, 有效抑制了振铃效应、保护了边缘信息, 为大尺寸单幅图像复原的工程化实现提供了理论和技术基础. 关键词： 图像复原 点扩散函数 梯度倒谱分析 全变分     

一架多用 灵活机动

可倒摆实验常因找不到一个稳固的支架而发愁。以前,把刀托装在墙壁上,仪器就相对固定死了,排、做实验常有些不便。实验室面积窄小,困难就尤为突出。做杨氏模量实验的支架杆粗脚稳。我们就把刀托装在它的身上,同时将单摆,三线悬盘的支架也组合在一起(如图所示)。排、做实验时,按先后顺序轮流,使用方便。实验室内也显得宽敞整洁了。     

用方位径向摆演示李萨如图形的研究

通过对方位径向摆的弹性杆和摆球的固有振动频率进行分析,利用相机曝光方法研究了摆球李萨如图形.分析了摆线长度、初始释放角度、摆球质量等因素对摆球运行轨迹的影响,理论和实验符合较好.     

粗糙目标样片光谱双向反射分布函数的实验测量及其建模

实验测量了紫红色和白色涂漆板在400～780 nm内的光谱双向反射分布函数(光谱BRDF),分析了光谱双向反射分布函数随波长及散射角的变化趋势与目标样片光学特性的关系.应用改进的粒子群算法,结合双向反射分布函数五参量模型,获得了测量光谱范围内各波长(间隔1 nm)对应的共381组五参量值.利用五参量模型计算了目标样片的光谱双向反射分布函数及其方向半球反射率(DHR),并与实验测量数据相比较,两者吻合良好,表明目标光谱双向反射分布函数建模方法与结果的可行性和可靠性.目标样片的光谱双向反射分布函数可以用来研究目标的光谱散射特性,对目标的探测、跟踪、识别和特征提取等具有重要的应用价值.     

开特摆等值摆长的确定

开特摆等值摆长的确定于颖　（辽宁大学物理系）在学生做开特摆实验时，常常被找不到等值摆长所困扰，用了很多时间和精力，去寻求Ｔ正一Ｘ和Ｔ倒一。两曲线的交点．由于等值摆长选的不合适，两曲线不相交而常使实验失败．采用“极值判定法”可以指导学生迅速找到等值摆长...     

基于倒谱分析的单水听器目标运动参数估计

基于浅海射线声学多途结构,提出了一种具有高稳健性、高精度的单水听器目标运动参估计方法.针对匀速直线运动目标,综合多途时延差和运动学几何关系,构建了目标三维多途时延模型,进而获得目标运动参数与多途时延差的非线性时间映射.研究了典型水声信道的倒谱表达式,提出了利用倒谱提取多途时延差的策略.采用差分进化综合优化手段估计目标运动参数,提高了算法的稳健性.理论及仿真结果表明,倒谱的时间分辨率不受信号带宽的限制,而主要取决于信号类型和信噪比;CW信号的倒谱对多普勒不敏感;参数估计精度主要取决于时延差估计精度和参与差分进化运算的信息量,当包含有最近点信息时参数估计性能较好.水池实验结果进一步验证了方法的正确性和有效性.     

激振摆参数振动的实验研究

研究了一种激振摆参数振动的实验.当激振频率为激振摆固有频率2倍时激振摆会产生共振.实验探讨了激振摆从微阻尼振动到共振的幅时特性和幅频特性.对于小振幅纵向激振,当激振频率接近激振摆固有频率2倍时,激振摆的摆幅对激振频率很敏感,在减小频宽数使激振摆振动接近共振的过程中,激振摆的摆幅数随时间数会震荡变化(类似"拍"现象),"拍"的周期数和峰谷差数都随频宽数减小而增加;"拍"现象消失后继续减小频宽数,摆幅数随时间数将持续指数增大,运动失稳;在频宽数为零时,摆幅数随时间数增加最剧烈,即共振发生.通过激振摆理论模型对实验结果进行了动力学分析,非线性动力学方程的数值解结果与实验结果吻合较好.该实验研究对于解决与共振相关的问题有潜在的应用价值.     

旋转粗糙目标微运动特征识别技术

基于动态散斑技术的微运动特性识别在目标探测领域具有重要的研究价值.以粗糙面散射理论为基础,研究了旋转粗糙凸体目标的动态散斑时间相关函数,给出了旋转圆锥体目标动态散斑时间相关函数.将数值结果与相同条件下实验结果进行比较,验证了圆锥体目标时间相关长度的有效性.利用粒子群算法,反演出旋转圆锥体的旋转角速度和视线角.结果表明,该方法可识别旋转圆锥体范围为20°—90°之间的视线角值和范围为0.5—6 r/min的角速度值,为微运动特征识别提供理论和实验依据.     

利用Tracker软件研究牛顿摆的运动

通过Tracker软件的自动追踪功能描绘牛顿摆的运动轨迹,得到牛顿摆运动过程中的位移与动量变化图像,由此分析牛顿摆运动过程中的周期变化特点、轨迹特点以及动量衰减过程.本实验能够定量分析牛顿摆的运动特点,实验过程直观、高效,实验结果具有科学性,对物理教学有一定的参考价值.     

方位径向摆的理论与实验研究

通过拉格朗日力学对方位径向摆进行建模分析,列出系统的拉氏函数,并考虑空气阻力的影响,通过数值计算得到方位径向摆的理论轨迹。自行搭建实验装置,通过控制变量的方法探究了摆锤的质量、释放的方位角度和释放的径向角度对方位方向最大振幅的影响,实验结果与数值计算结果符合较好,进一步证明理论的正确性。     

一种非线性动力学系统混沌现象的深入研究

本文在实验教学中引入一种非线性混沌摆系统,通过调节混沌摆的驱动力周期演示了该非线性动力学系统出现混沌现象的过程,从而让学生了解混沌现象的参数敏感性、相图特点、频谱特性等基本特性.为了进一步了解该混沌摆的特性,本文建立了该非线性摆系统的简化动力学方程,在数值上对其进行了研究.基于动力学方程的数值模拟,克服了实验上相关参数定量改变困难、摆动稳定性不易控制、实验时间周期长等问题.在数值模拟中,通过改变不同参数得到了相图、频谱图以及分岔图,比较深入详细地对这种混沌摆的相关特性进行了描述,也有利于学生加深对混沌摆的理解.     

秋千参数自激振动的数学模型与数值模拟

将秋千视为变长度单摆,基于归一化高斯函数构造了摆球相对摆杆的速度表达式.在此基础上建立了秋千的非线性动力学微分方程,并据此数学模型对秋千运动进行了数值模拟,得到了秋千的运动规律和功能转化的机制.