李萨如图形稳定性的数值研究

利用数值模拟的方法研究了扫描信号相位变化率和频率相对改变量对李萨如图形稳定性的影响.发现在扫描信号频率比固定的情况下,随扫描信号相位变化率的增加,李萨如图形稳定性减小;在固定的相位变化率下,李萨如图形稳定性随频率的相对改变量增加而减小.这与实验结果完全一致.     

matlab模拟动画提高声速测量实验教学效果

利用相位比较法测波长时,通过公式推导参数分析虽然可以导出李萨如图形状,但是很难展现图形变化规律,利用matlab模拟李萨如图,既学习了数值计算方法研究李萨如图,又可直观观察李萨如图随位相变化的连续动画。     

关于李萨如图形的讨论

本文对李萨如图形进行分析探讨，对众多教材中李萨如图形表所存在的问题进行剖析讨论，给出充分有效反映李萨如图形变化规律的图形列表，供教学参考。     

利用李萨如图形测量音叉的频率

介绍李萨如图形的形成原理以及如何利用李萨如图形来测量音叉频率的实验。并对该实验进行了分析。     

用扬声器演示李萨如图形

在普通物理实验教学中,多用示波器观察李萨如图形,虽图形稳定,但不够直观。用电振音叉演示李萨如图形,由于电振音叉的固有频率不可调,只能观察到一种李萨如图形,而且也很难使图形稳定。既使有频率值存在一简单比值的音叉可供更换,也十分不便。本装置采用扬声器演示李萨如图形,不仅直观,而且同样可以得到各种稳定的李萨如图形。     

李萨如图形不稳定性研究

在大学物理实验教学中,学生在调节示波器频率时,通常会遇到李萨如图形随着频率的调节,出现不稳定现象。在一定的范围内,当频率调节增加时,李萨如迁移演化不稳定程度不同。本文通过实验以及matlab软件模拟李萨如图像形成过程,举例着重讨论分析李萨如图形不稳定原因,并初步定量讨论影响不稳定迁移演化周期因素。     

李萨如图形法测量软磁材料磁导率

提出了李萨如图形的一个新应用——测量软磁材料磁导率.实验系统由示波器和信号发生器构成,以安培环路定理及法拉第电磁感应定律为理论基础,利用李萨如图形实现了软磁材料磁导率的测量.实验结果给出了在材料未达到饱和磁化的情况下,不同励磁频率下的磁导率测量结果.     

不同频率的声波对测速的影响

探讨不同频率的声波对测速的影响,以利于我们在今后的测速方面选择合适的选频。实验中应用了多普勒效应原理及李萨如图形原理。     

究竟在什么条件下两个李萨如图形的形状相同

本文推出了李萨如图形轨迹方程通式，在此基础上首次建立并证明了关于两个李萨如图形在什么条件下形状相同的基本定理，澄清了目前人们对于这个问题的一些模糊认识．     

基于Vpython的简谐振动合成可视化研究

二维三维简谐振动的合成是个复杂且抽象的物理问题,使用Python的3D模块Vpython对简谐振动合成进行了可视化模拟,形象直观地展示了简谐振动合成所形成的李萨如图形,并简单讨论了李萨如图形与频率相位的关系.     

基于磁通门和时域数字鉴频的磁场锁定系统

永磁型磁共振仪器的磁体易受温度和其他环境磁场干扰,造成主磁场波动,进而影响仪器测量的重复性和准确性.本文讨论了两种解决磁场波动的锁定方法：一方面,通过磁通门传感器对环境波动引起的瞬态磁场进行高灵敏探测,然后采用现场可编程门阵列进行实时处理并计算磁场补偿量;另一方面,针对环境温度变化引起的缓慢磁场偏移,则采用时域数字鉴频锁场方法,在对锁样品进行射频激发后,将磁共振信号通过混频变换到较低的频率范围,再转换为方波,然后直接送入现场可编程门阵列进行周期测量,并计算磁场补偿量.将两种方法获得的磁场补偿量叠加后,再转换为电流信号驱动安装在磁体上的B₀补偿线圈,并研制了一套磁场锁定系统,以实现对磁场的锁定. 在0.5 T食品快检磁共振分析仪上进行测试验证,结果显示当受到瞬态干扰时,可将磁场稳定在±4 Hz（对应磁场为±0.093 9 μT）范围内,同时也可以精准测量温度造成的磁场偏移,该结果验证了本文磁场锁定方法的可行性.     

优化磁共振纳米医学中磁性纳米粒子的热疗效率

磁共振热疗(magnetic resonance hyperthermia)是近年来新兴的一种纳米医学治疗方法,由磁共振的硬件架构产生特定交变磁场,有效地加热磁性纳米粒子,以直接或间接地杀死癌细胞,体现诊疗一体化。提高磁性纳米粒子的加热效率是当前磁共振热疗领域亟待解决的难题之一。磁性纳米粒子的加热效率不仅与粒子本身的大小、性质以及尺寸分布有关,还和聚集状态有关。该研究利用3D Metropolis蒙特卡罗模拟方法,模拟了不同温度下磁性纳米粒子的磁共振热动力学行为及其团聚与分离现象;并通过修正过的郎之万方程,建立了相变临界温度与外加磁场频率的函数关系。模拟结果显示,磁性纳米粒子悬浮液中多聚体的相对含量随着温度的升高而降低,达到临界温度后,多聚体完全分离成单体;而提高交变磁场频率可以显著降低临界温度,且存在临界频率,高于此临界频率后临界温度不再受外加磁场频率影响,达到稳定。因而在临界频率下预热磁性纳米粒子悬浮液,使得多聚体分离成单体,可优化磁性纳米粒子的热疗效率。     

磁性Salisbury屏的高频响应

研究了利用磁性薄膜构造Salisbury屏的可能性及其在微波频段的反射率频率特性.结果表明，利用铁磁性材料在铁磁共振频率附近磁化率具有χ″>χ′的特性，可以构造出对电磁波有良好吸收性能的磁性Salisbury屏.通过对铁磁材料高频磁谱物理机理的分析后指出，具有弛豫型共振磁谱的铁磁材料可以构造出薄膜型Salisbury屏，其厚度为微米甚至亚微米量级.反射率的频率特性与磁性材料的特征阻抗z-r有关，它取决于铁磁共振频率和静态磁化率.反射率的频率响应显示磁性薄膜Salisbury屏具有较宽的吸收带宽. 关键词： 磁性Salisbury屏 反射率 频带响应 磁性薄膜     

基于PCI总线的全功能数字化频率源

介绍了一种适用于核磁共振谱仪的全功能数字化频率源,它能够直接输出0~135 MHz的信号,且信号的频率、相位和幅度可以快速切换. 该频率源设计成基于计算机PCI总线的板卡结构,可以直接插入PC机的PCI插槽内. 在板上包含了128 k用于预先存储波形数据的静态内存,外部设备提供触发信号即可输出所需的射频波形. 该频率源具有结构简单,性能良好,成本低廉等特点,特别适用于较低设计成本的核磁共振谱仪.     

磁旋转腔增强光谱技术

为了提高吸收光谱的探测灵敏度,在弱吸收或短光程吸收的情况下实现高灵敏探测,将腔增强光谱技术与磁旋转光谱技术有效地结合起来,发展了高灵敏的磁旋转腔增强吸收光谱技术,并通过测量O2 的三重禁戒跃迁谱线验证了该技术的探测灵敏度。实验采用环型增强腔,以避免光束的返回对激光器的干扰。给出了腔的耦合匹配条件,以及镜面反射率、腔损耗对增强因子的影响;同时也给出了在实验中对光谱信号的处理方法。测量结果表明,在谐振腔精细度为F=48,腔内总损耗为13%,以及腔镜的耦合效率为 95%的情况下,对 O2 分子最小相对吸收度约为4.5×10-8(1 s积分时间)。     

共振线极化光实现原子矢量磁力仪的理论研究

共振线偏振光激发原子张量磁矩,本文理论研究在矢量磁场和射频场的共同作用下,张量磁矩进动的模型,求解刘维尔方程获得透射光时域完整解析解,包括直流、一次和二次谐波分量.研究发现:当进动的拉比频率Ω1/(22~(1/2))时,两谐波间的干涉效应使直流分量和一次谐波对称成分的单吸收峰劈裂成双峰,裂距((Ω~2+Ω~4-Ω~2-1)~(3/2))~(1/2),一次谐波反对称成分在共振处产生干涉条纹.研究结果显示,谐波间的干涉也可导致直流分量和二次谐波线宽仅为一次谐波线宽的38%,且存在磁场取向临界点,在不同的取向区间分别利用直流及两谐波共振信号辨析磁场变化,可获得最佳测磁灵敏度;同时还可通过共振时直流分量及两谐波对称成分振幅来确定磁场与激光极化方向的夹角,利用两谐波反对称成分相移的差值来确定待测磁场在垂直光极化方向投影与射频场方向的夹角,进而实现结构简单的张量磁矩进动型矢量磁力仪.这种磁力仪适合构成磁力仪阵列,可用于磁定位、水下磁异常源的检测和地磁导航等领域.     

Magnetic resonance sounding: Enhanced modeling of a phase shift

Magnetic resonance sounding (MRS) is a geophysical method for noninvasive groundwater investigation. A wire loop on the surface is energized by a pulse of oscillating current. After the pulse is cut off, the free induction decay signal from groundwater is measured with the same loop. The Larmor frequency depends on the Earth’s magnetic field and varies between 800 and 2800 Hz around the world. Available mathematical models assume that the geomagnetic field is constant and the pulse frequency is equal to the Larmor frequency. These assumptions allow calculation of the phase shift of the signal caused by only the electrical conductivity of the subsurface. However, the existing models are simplified. The Earth’s magnetic field may be locally modified by rocks and often is not homogeneous over the volume investigated by MRS. It may also vary in time. A nonconstant geomagnetic field is changing the Larmor frequency at 1 to 5 Hz during one sounding, whilst the pulse frequency is set in the beginning of the sounding. Under these conditions, the assumption of zero frequency offset between the pulse frequency and the Larmor frequency is often unsound. The nonzero frequency offset causes a phase shift in the MRS signal comparable with the shift caused by electrically conductive rocks. For increasing the accuracy of phase shift modeling, and enhanced mathematical model in which the frequency offset is taken into account has been developed. With the enhanced model, the phase of the MRS signal can be calculated with better accuracy. Field measurements reveal a good correlation between experimental and theoretical signals.     

磁约束磁控溅射源的磁场设计

磁控溅射镀膜机中的磁场分布对靶材利用率有着重要影响。为了提高磁控溅射源的靶材利用率,设计组抛弃了传统的"跑道环"形式的磁场设计理念,而是将永磁体或电磁体分置溅射靶的两侧,使其在溅射靶表面上方产生磁约束(磁镜)磁场。本设计使用有限元分析方法对磁场进行仿真计算,通过模拟磁场计算结果和实测结果的比较,验证有限元方法的可靠性。Ansys有限元分析软件对磁场分布进行仿真模拟,大大简化了计算并缩短了设计周期。通过实验验证,磁约束磁场大大提高了靶材的利用率。     

磁共振成像诊断术

利用人体组织中某种原子核的核磁共振现象所得射频信号，经电子计算机处理，重建人体某一层面的图像，并据此作出诊断。     

时变磁化等离子体的LTJEC-FDTD方法研究

基于拉普拉斯变换的电流密度卷积技术（LTJEC）,构造了时变磁化等离子体的新型时域有限差分方法（LTJEC-FDTD）。借助于高斯脉冲在磁化等离子体中的传播实例,验证了LTJEC-FDTD算法的准确性及高效性。进一步,研究了Whistler波在一维时变磁化等离子体中的具体传播特性。结果表明,当离子体频率随时间指数衰减后,输出波的频率上升、极化方式不变,而电场增强、磁场减弱。同时,通过优化磁化等离子体参数,可进一步提高Whistler波的输出频率,获得了频率为300 GHz的圆极化太赫兹波。研究结果可为利用磁化等离子体产生太赫兹波源提供相关的技术支持。