晶体锥折射空心光束的位相差及偏振特性

根据双轴晶体内锥折射效应产生空心光环的基本原理,推导出空心光环上各点相对于光环最低点的位相差分布规律解析式.通过模拟得到了位相差分布规律,证明了光环上各点的偏振方向变化具有连续性.实验采用非偏振的He-Ne激光准直后经小孔光阑垂直照射KNbO3晶体获得了空心光束,对其偏振特性进行了测试,结果与理论分析相吻合,很好的验证了理论分析的正确性.     

晶体锥折射空心光束的位相差及偏振特性

根据双轴晶体内锥折射效应产生空心光环的基本原理,推导出空心光环上各点相对于光环最低点的位相差分布规律解析式.通过模拟得到了位相差分布规律,证明了光环上各点的偏振方向变化具有连续性.实验采用非偏振的He-Ne激光准直后经小孔光阑垂直照射KNbO3晶体获得了空心光束,对其偏振特性进行了测试,结果与理论分析相吻合,很好的验证了理论分析的正确性.     

激光照射金属丝形成环形光现象的物理机制分析

当一束激光照射在金属丝上时,在垂直于金属丝的屏幕上会出现环形的光.本文分析了光环产生的物理机制,计算模拟各参数对光环形状的影响。并通过实验进行了定量探究。     

单轴晶体中负折射现象的演示

用惠更斯作图法定性地说明了单轴晶体中负折射现象产生的基本原理,演示了YVO4晶体中发生的负折射现象.该实验有助于学生全面认识折射现象.     

随机共振实验

介绍了随机共振现象的基本原理、模拟电路,给出了一组实验结果,并绘制了实验曲红,分析了随机共振产生的原因。     

基于LabVIEW数据采集系统的混沌电路实验

应用LabVIEW软件构建了混沌电路, 并利用数据采集卡对实测混沌电路进行数据采集和处理. 该实验有利于学生从感性上认识了混沌现象,掌握混沌电路的基本原理和测量方法.     

X射线激光对激光烧蚀薄片靶的阴影成像研究

长脉冲激光辐照烧蚀薄片靶会加速物质进而在靶后表面产生凹坑现象,通过凹坑的实验诊断,配合相关的理论模拟,对理解相关物理过程,校验理论程序的相关参数具有很好的参考价值.利用波长13.9 nm的类镍银X射线激光作为探针,诊断了纳秒倍频激光辐照C₈H₈平面薄片靶产生的等离子体以及加速物质产生的凹坑现象,并利用XRL2D程序对实验现象进行了细致的模拟,电子热传导限流因子选取为0.03时的模拟结果与实验符合比较好.模拟给出凹坑宽度和深度(即薄片加速距离)与实验观测数据定量符     

计算机模拟光波的干涉

采用时域有限差分方法模拟了光的干涉这一物理现象.在物理实验的教学过程中光学实验以其高精度、高复杂度使得在实验教学过程中产生了一些负面影响.学生往往花费了较大精力去调节仪器,最终却得不到满意的实验数据,甚至得不到正确的实验结果.针对这一问题,可以采用数值模拟的方法得到很好的解决.文中不但模拟了实验现象,还验证了实验的理论公式,使得学生在观察现象的同时,对理论公式也能产生深刻的认识,最终起到了良好的课堂效果.     

脉冲弦线磁场测量方法的实验研究

介绍了脉冲弦线磁场测量方法的基本原理和实验装置，研究了脉冲电流宽度对测量结果的影响，观测到双波叠加的新现象。该现象很好地解释了零信号的产生原因，并由此可以确定测量磁场二次积分时的脉冲电流宽度。     

超高能γ–强子族的能量集中现象

通过对甘巴拉山铁乳胶室观测到的族事例以及COSMOS程序和CORSI-KA程序产生的模拟族事例进行分析、对比,对超高能γ强子族的能量集中现象的产生特征进行了细致的研究.初步的结论是:超高能γ强子族的能量集中现象是族中含有的高能中心簇射集团的外在表现,这种现象在实验上发生的频度为(20.5±3.1)%,集团的平均横向扩展约为0.37cm.与传统的以唯象多团模型为基础的COSMOS程序相比,基于SIBYLL模型的CORSIKA程序的模拟结果较为接近实验的分析结果.     

100MeV质子双环双散射体扩束方案设计

为满足质子单粒子效应实验对大面积、均匀化质子束流的需求,针对中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器提供的100 MeV质子进行了双环双散射体扩束方案设计.Geant4模拟表明该方案可在2.4 m位置产生一个均匀性为±1.89%、半径为8 cm的照射野,在5 m位置产生一个均匀性为±5.32%、半径为20 cm的照射野.此外,利用Geant4对双环双散射体扩束方法的基本原理进行了进一步探索,并对第二散射体后加速器管道、初始束斑尺寸、照射野形成距离、改变入射质子能量等实际中各种可能因素对该方案扩束效果的影响进行了讨论.     

利用PVDF传感器检测激光超声的实验研究

简要介绍了激光超声技术以及声表面波的基本特点、激光超声产生和接收的基本原理及激光超声技术的应用。概述了聚偏二氟乙烯（PVDF）压电薄膜材料的结构、性质和应用，以及薄膜压电性产生的机理。对PVDF换能器的设计思路和实验方法进行了简单讨论。具体实验采用脉冲激光器激发声表面波，利用PVDF传感器接收实验信号，调试实验信号，得出波形，并对实验现象作出初步分析。证实了该实验装置应用于激光超声无损检测的可行性与可靠性。     

Bessel光束自重建的模拟仿真与实验验证

Bessel光束的重建特性对于粒子多层面操控具有特殊意义. 依据Hankel波理论,分析了无衍射Bessel光束的产生及重建原理, 系统地对轴上圆形障碍物、方形障碍物和离轴圆形障碍 物进行了详细论述.利用光学设计软件ZEMAX对轴棱锥产生Bessel光束经过各 种障碍物的重建现象进行了系统的模拟仿真. 对建立的仿真模型进行实验验 证,实验结果与模拟仿真符合得很好. 结果表明 ZEMAX软件可以对轴棱锥产 生Bessel光束的重建特性进行灵活直观的建模仿真,且仿真结果具有很高的 准确性.     

温室效应模拟实验装置

根据温室效应的产生原理设计制作了温室效应模拟实验装置.装置由温室、模拟地面、模拟太阳、温室保温层以及隔热水槽等部分组成.用数字温度计来测定温室温度变化值.当HFC-134a(四氟乙烷)当作与空气对比的温室气体时,在25～30 min内出现了0.5～0.6℃的温差,在1 h出现了约1℃的温差.该装置具有使用方便、实验操作简单、实验现象明显等特点,能够较好地展示温室效应现象.     

势场中粒子行为的量子计算与模拟

从量子力学的基本原理出发,采用指数差分方法,利用Matlab,模拟了入射不同势场后的粒子密度分布情况.结果表明,改变势场分布及粒子入射方式,粒子密度分布会产生显著变化.该模拟适用面广,可应用于不同的物理问题.     

激光诱导放电等离子体极紫外辐射的模拟

极紫外光刻是目前新一代超高集成度半导体芯片制造流程中重要的一环,激光诱导放电等离子体是极紫外光源产生的重要技术手段之一.本文基于全局状态方程、原子结构计算程序、碰撞辐射模型建立了一个辐射磁流体力学模型,对激光诱导放电等离子体的动力学特性及极紫外的辐射特性进行模拟,模拟复现了放电过程中的箍缩现象,得到的极紫外光的转化效率与实验符合.研究发现放电电流的上升速率对极紫外光的产生有极大的影响,该结果对后续极紫外光输出功率、转化效率以及光谱纯度的提升有重要的指导意义.     

非对称空间外差光谱仪风场模拟探测实验研究

针对已搭建的非对称空间外差光谱仪开展地基风场模拟探测研究,验证该仪器进行中高层大气风场的探测精度水平.介绍了非对称空间外差光谱技术进行风场探测的基本原理以及研制的光谱仪基本性能参数,设计了风速模拟装置开展风场模拟探测实验,并对风速模拟过程中电机转速、安装机械角度、转盘半径测量值、光线入射角度等不确定因素进行了分析和计算,该装置模拟的理论风速误差不高于1.3%,能够满足风场模拟探测验证要求.利用该风速模拟装置并通过调节不同电机转速实验,获得了模拟风速在34.19~78.63m/s内的24组测量数据,模拟覆盖了中高层大气风速范围,对测量数据进行误差修正及风速反演处理,非对称空间外差光谱仪实测风速结果与理论模拟风速对比后得出了风速误差标准差3.28m/s的风速探测精度,有效验证了非对称空间外差光谱技术开展风场探测具有相位灵敏,精度高等特点.     

爆轰驱动金属飞层对碰凸起和微射流形成的数值模拟研究

本文对柱面两极点起爆情况下滑移爆轰波驱动两层金属飞层对碰凸起和微射流形成进行了模拟研究. 铅飞层内界面走时计算结果与实验结果能够较好符合. 在两极位置铅飞层内部出现断裂并形成空腔, 内壁面则形成鼓包型凸起; 在赤道位置飞层内壁面凸起后断裂产生大尺度金属颗粒, 其和微喷射形成的小尺度颗粒叠加构成了对碰区凸起现象. 在铅飞层内表面微喷射现象的研究中发现, 两极附近的微喷物质最大速度逐渐下降, 而对碰区附近的微喷颗粒最大速度反而随时间逐渐增高. 之后, 通过设计沟槽型微喷计算模型, 验证了在两极和赤道上铅飞层内表面产生的初始微喷射最大速度能够由同一均匀缺陷表面所产生. 最后, 通过数值模拟分析研究初步给出了该问题中抑制金属飞层对碰凸起和微喷现象的方法.     

“半波损失”的实验研究

利用光的干涉现象,通过在半平玻板上涂敷光密介质获得了有错移的明暗相间的干涉条纹,直观地展示了"半波损失"现象.然后推导出干涉图样分布方程,并结合实验数据计算出不同介质表面反射时产生的额外光程差,从而定量地分析了"半波损失"现象.同时基于导出的干涉图样分布方程对实验结果进行了计算机模拟,从另一个角度说明了"半波损失"现象.     

流体表面毛细波与激光照射共同作用产生的光环现象

一束激光照射到自由下落的稳恒射流与水平硬质阻隔板接触点处,可在液柱表面观察到亮暗相间的光环。液柱表面毛细波和激光在接触点处的漫反射是光环出现的必要条件,二者缺一不可。本文通过理论推导得到了表面毛细波波长的隐性表达式并对该式进行了定量实验验证;通过多组实验探究了不同参量对光环形态的影响;最后运用数值仿真分析了光场分布和光环成因。