用虚拟示波器探究驻波模型

本文根据"音棒"实验的现象,进行猜想推理和理论计算,建立了相应的驻波模型,进而设计实验,利用基于电脑声卡的虚拟示波器进行探究,最终验证了理论模型的正确性.在该实验中驻波的波腹在铝棒两端,波节为手指捏的位置,其频率满足f=vN/2L.     

双激励纵弯耦合宽带复合棒水声换能器

为研究进一步拓宽双激励复合棒水声换能器的工作带宽方法。利用等效电路法和有限元方法研究了双激励换能器的振动模态,分析了中间质量块的材料、长度对换能器发射电压响应的影响,提出结合较低工作频段的纵向振动和较高工作频段的纵向振动与径向振动耦合引起的弯曲振动进一步展宽带工作频带的方法。根据优化参数后的仿真模型制作的样品工作频带为14 kHz～47 kHz。采用这种纵弯振动模态耦合的方法可以有效拓宽双激励宽复合棒换能器的工作带宽。     

换能器前辐射头与轴向相平行方向的弯曲振动

复合棒型换能器前面的变截面组件在工作时常伴有弯曲振动现象，这在一定程度上会影响换能器的工作性能；利用复合棒型换能器的纵向振动基频与前辐射头弯曲振动的恰当耦合，可展宽换能器的频带。本文用有限元法，研究了前辐射头在声换能器组成中的弯曲振动问题，与测试结果相吻合。     

量子棒中弱耦合磁极化子的性质

给出了具有椭球边界量子棒经过坐标变换成球形边界的哈密顿量.采用线性组合算符和幺正变换的方法研究了在抛物限制势下量子棒中弱耦合磁极化子的振动频率和基态结合能随横向和纵向有效受限长度、电子-声子耦合强度、椭球的纵横比以及磁场的回旋频率的变化关系.数值计算结果表明:振动频率和基态结合能随回旋频率的增加而增大,随横向和纵向有效受限长度的减少而迅速增大.基态结合能随耦合强度的增加而增大.振动频率随纵横比的增加而减少.当e′1时,基态结合能随纵横比的增加而增加.e′1时,随着纵横比的减少,基态结合能增大.当e′=1时,基态结合能取稳定的极小值.     

纵-扭复合振动模式指数型复合超声变幅杆的研究

本文对指数型纵－扭复合振动模式的复合超声变幅杆进行了理论及实验研究，该变幅杆由均匀截面直棒及指数型截面杆组成。文中推出了变幅杆中纵向振动及扭转振动的共振频率方程，通过发迹指数型变截面棒的截面变化规律，实现了同一变幅杆中纵向振动与扭转振动的同频共振。     

弦振动方程的一种推导方法

一些有关声学基础和数学物理方法的著作,[1][2][3]在讨论弦横振动方程时,总是从考虑张力的角度出发。这种讨论方法固然简单,但对弦振动的物理实质却没能清晰地揭示出来,而且张力究竟是怎样一个力,叙述得不够准确。本文根据弹性力学理论,用另一种方法导出弦的横振动方程,旨在阐明这一现象的物理实质。 一、弦做微小横振动的物理过程 一根绷紧的长弦,当其受到突然作用而后立即撤消的外力作用时,就要发生振动。当只考虑弦元的横向位移(垂直于弦长方向的位移)而不考虑其纵向位移(平行于弦长方向的位移)时,或说弦的横向位移和弦长之比很小时,称之…     

用纵向振动法测量弹性模量的实验装置

把待测样品制备成细长棒,受到一定拉力时细长棒有一定伸长,这可等效为弹簧,通过测量由细长棒与质量块构成的振子的固有频率可准确测量劲度系数,若测得了其劲度系数即可得该材料的弹性模量.基于以上思路设计了纵向振动法测量弹性模量的实验装置,使弹性模量测量实验既保留了光杠杆法物理概念清晰的优点,又吸取了振动法的长处.     

具有阻抗匹配层的宽带纵向振动压电换能器设计

本文研究纵向振动压电换能器的频带展宽问题。在复合棒纵向换能器的辐射端加工适当材料的阻抗匹配层,可以使其工作在非单谐振状态下,在单层阻抗匹配层的情况下,合理地选择匹配层的厚度可以调整其谐振点之间的位置,从而改善换能器的辐射特性。本研究结果表明,对于机械品质因素Qm=6,发射响应带宽△f=4kHz的纵向振子,采用四分之一波长厚度的匹配层,在不降低发射响应的条件下,可展宽频带一倍以上。     

量子棒中强耦合杂质束缚极化子的振动频率

给出了具有椭球边界量子棒经坐标变换成球形边界的哈密顿量。采用线性组合算符和幺正变换的方法研究了在非均匀抛物限制势下量子棒中强耦合杂质束缚极化子的性质。导出了量子棒中强耦合杂质束缚极化子的振动频率和声子平均数随库仑束缚势、电子-声子耦合强度、椭球的纵横比和量子棒的横向和纵向有效受限长度的变化关系。数值计算结果表明:振动频率和声子平均数随电子-声子耦合强度和库仑束缚势的增强而增加,随量子棒的横向和纵向有效受限长度和椭球的纵横比的减小而增大。表现出量子棒的奇特的量子尺寸限制效应。     

爆速对纳米铝粉爆炸烧结性能的影响

为了掌握纳米金属粉烧结成型技术,将纳米铝粉置于改良设计的可泄压式爆炸烧结装置中,得到了密实度达98%以上的纳米铝棒。通过改变铵梯炸药和木粉的比例调节炸药的爆速,研究了不同爆速下烧结铝棒的性能。利用金相显微镜观察烧结棒的微观结构,并对烧结棒的密实度、硬度等性能进行测量。结果表明:通过降低爆速可以减小马赫孔的产生,但爆速过低,会导致烧结棒的密实度和硬度等性能降低;当采用爆速为2 158m/s的炸药时,可制得无马赫孔、高硬度、高密实度、晶粒细小的均质烧结棒。     

超塑性合金

 金属或两种以上金属组成的合金,通常是坚硬的,有大的强度,做成各种构件很坚固,不容易破坏,这当然是一种优点;但是,强度越大的材料,要做成某种形状,成形也就越困难,这时强度大变成了缺点,给加工成形造成困难．那么,有没有既柔软又坚硬的材料呢？长期以来,人们幻想着有一种材料,加工成形时,像麦芽糖似的,用一点力就能把它拉长,柔软可塑,而加工成形后,又像钢铁一样坚硬牢固．今天“幻想”已经成为现实,人们在实验中发现了超塑性合金材料,大体上是这样一种理想的材料．一次实验引起的思考我们来看一次有趣的实验,取长度、粗细相同的铅棒、锡棒、铝棒、铜棒和钢棒,做实验时,在每一种棒的两端分别用马拉．     

固体材料在高温下的杨氏模量的测定

前　言 目前各高等学校的普通物理实验中,几乎都开“金属材料杨氏模量的测定”这个实验.它是将力加在试样上,测出相应的应力和应变,从而计算出杨氏模量来.这种方法属于静态法通常用于大变形和常温下的测量,它的缺点是由于载荷大、加载速度慢.含有弛予过程,它不能很真实地反映材料内部结构的变化.对脆性材料也难以用静态法测量,也不能测量高温下材料的杨氏模量.本文介绍的动态法可以克服上述缺点,具有实用价值[1]。 本实验的基本方法是将一根试样(圆棒或矩形棒)用两根悬线悬挂起来并激发它作横振动,在一定条件下试样振动的固有频率取决于它的…     

黏弹材料动力学参数的宽频测试

利用改进的波速法,对黏弹性材料连续宽频范围的动力学参数进行测试。利用有限元方法,对波速法的测试过程进行了仿真,验证了利用长短棒波速法测量宽频动力学参数的有效性。采用可控脉冲生成技术,在激振器上产生了用于宽频测试的短脉冲信号。黏弹性长短棒在上述宽带短脉冲激励下作纵向强迫振动,利用激光测振仪测量长短两棒自由端的纵向振动速度,从而可得两振动信号在连续宽频范围的幅值比和相位差,进而可根据波速法原理计算得到材料在连续宽频范围的储能模量和损耗因子。测试结果表明,该系统通过较少次数测试,可直接计算得到1~5 kHz连续宽频范围的动力学参数,测试结果与黏弹仪数据吻合。通过对幅值比和相位差进行线性最小二乘拟合,可以进一步拓展测量的频率范围。该方法准确可靠、简便快速,具有实际应用价值。     

模式转换弯曲振动超声换能器的研究

本文研制了一种由纵向振动夹心式压电换能器和弯曲振动细棒组成的纵一弯模式转换弯曲振动超声换能器，从理论上分析了此类换能器的两种振动模式，井推出了其共振条件．实验表明，换能器共振频率的测量值与理论值符合很好，弯曲振动换能器的能量转换效率较高，性能稳定，在实际生产中具有广泛的应用．     

磁场对非对称量子点中弱耦合极化子的相互作用能的影响

采用改进的线性组合算符和幺正变换相结合的方法,研究磁场、量子点的横向和纵向有效受限长度和电子-声子耦合强度对非对称量子点中弱耦合磁极化子的振动频率和相互作用能的影响.导出了振动频率和相互作用能随量子点的横向和纵向有效受限长度、电子-声子耦合强度和磁场的回旋共振频率的变化关系.数值计算结果表明:振动频率和相互作用能随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大,随磁场的回旋共振频率的增加而增大,相互作用能随电子-声子耦合强度的减小而呈线性的增大.     

神奇的导线

2011年"北约"(以北京大学为首的11所高校组成自主招生联盟,简称"北约")自主招生考试物理试题中有这样一道题目. 题目:两根长为l,质量为m,电阻为R的金属棒平行桌边缘放置,用两根无电阻的光滑导线将两棒系在一起,空间中有匀强磁场B,方向与桌边缘垂直,与水平面夹角为(4),如图1所示.开始时刻将两棒由静止释放(桌子侧面有挡板阻止下面棒有水平偏离).问理论上棒能达到的最大速度υmav?     

黏弹材料动力学参数的宽频测试

利用改进的波速法,对黏弹性材料连续宽频范围的动力学参数进行测试。利用有限元方法,对波速法的测试过程进行了仿真,验证了利用长短棒波速法测量宽频动力学参数的有效性。采用可控脉冲生成技术,在激振器上产生了用于宽频测试的短脉冲信号。黏弹性长短棒在上述宽带短脉冲激励下作纵向强迫振动,利用激光测振仪测量长短两棒自由端的纵向振动速度,从而可得两振动信号在连续宽频范围的幅值比和相位差,进而可根据波速法原理计算得到材料在连续宽频范围的储能模量和损耗因子。测试结果表明,该系统通过较少次数测试,可直接计算得到1~5 kHz连续宽频范围的动力学参数,测试结果与黏弹仪数据吻合。通过对幅值比和相位差进行线性最小二乘拟合,可以进一步拓展测量的频率范围。该方法准确可靠、简便快速,具有实际应用价值。      

“魔术风轮”的原理——互相垂直振动的合成

一根长约30厘米的硬质木棒,沿棒长刻有一排凹槽,在棒的一端装有一细细的短轴,轴上松弛地套装着一平面叶片(小螺旋桨或轮子).现用另一根木条沿着棒的凹槽来回周期性的划动,叶片就会迅速转动起来(图     

声学消息

随着激光技术的不断发展,对优质YAG激光晶体棒的需求量日益增加,但是,由于优质YAG晶坯获得不易,加之YAG晶体棒现行成形工艺存在一些不足,例如,取棒位置精度不准,影响取棒质量;晶坯出棒率低;加工生产率低等,不仅使优质晶体棒价格大大增加(一根直径5mm、长100mm以上的优质晶体棒,价格高达数千元,甚至近万元),而且还不能及时满足日益增长的需要,因此,从加工工艺角度,改革晶体棒的成形工艺是一项重要而迫切的任务.为此,电子部十     

利用肥皂液演示物理现象

一、表演振动与波的实验1.用一根粗铁丝做成一个直径为20—25厘米的圆环,把它放在配好的肥皂液里浸一下,斜一点拉起来就在圆丝环上得到一个肥皂膜。把圆丝环上下振动,可得到一个悬链曲面,如