磁控法测定热发射电子的速率分布

利用磁控法直接测定了真空二极管中发射的热电子的速率分布,并证实了热电子的速率分布有别于麦克斯韦速率分布率.由于空间电荷效应的存在,在磁场较大的情况下数据与理论存在偏差.     

零折射率材料平板的透射特性研究

零折射率材料是近几年发展起来的一种新型超构材料.它性质奇特,应用广泛,不仅活跃在科研前沿,也很值得推介到物理课堂.本文从经典电动力学出发,理论分析并数值模拟了零折射率材料内部电场、磁场的分布特性,以及零折射率材料平板的电磁透射特性.结果表明:对于双零折射率材料的平板,在与空气阻抗匹配的条件下,其透过率不随平板厚度的变化而变化,大小始终保持为1;而单零折射率材料的平板的透过率随着平板厚度的增加而减小.文章进一步分析了产生这两种特殊透射特性的原因.研究结果对于理解零折射率材料的特性以及设计零折射率材料的功能器件有很好的指导意义和参考价值.     

基于椭圆拟合的医用内窥镜图像相对畸变率检测方法研究

为快速有效评价临床使用内窥镜图像相对畸变的程度,提出一种基于椭圆拟合的检测方法。对内窥镜采集到的标准板图像进行二值化处理和图像分割;运用anny算子对图像进行边缘检测并提取坐标值,通过最小二乘法拟合椭圆,求得椭圆参数;计算相对畸变率。对3支内窥镜进行了椭圆拟合和定位质心相对畸变率检测,结果显示相对畸变率在30%左右,一致性差在2%左右,椭圆拟合相较而言稳定性更好。     

电可通纳米尺度孔边均布多裂纹的电弹断裂分析

解析研究了面内电载荷和反平面机械载荷作用下压电体中纳米尺度圆孔边均布电可通多裂纹问题的断裂性能。基于Gurtin-Murdoch表面弹性理论，利用保角映射方法和复变弹性理论给出了裂纹尖端电弹场分布、电弹场强度因子及能量释放率的解析结果。阐述了无量纲电弹场强度因子、无量纲能量释放率的尺寸依赖效应，讨论了裂纹数量和缺陷几何参数对无量纲场强度因子和无量纲能量释放率的影响。结果表明：无量纲电弹场强度因子和无量纲能量释放率具有显著的尺寸依赖效应；考虑表面效应，孔径和裂纹长度相当时，电弹场强度因子达到最大；裂纹/孔径比对电弹场强度因子随裂纹数量变化的制约会随着裂纹数量的增加而逐渐消失；过大或过小的裂纹孔径比会削弱裂纹长度对能量释放率的影响。     

UHMWPE纤维的超临界CO_2辅助渗透预处理研究

利用Minitab软件设计实验,以超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)为原料,研究了在不同的超临界CO_2流体状态下,处理压力、温度和时间等因素对三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)渗入率的影响,确定了最佳因素设置范围;通过单因子实验优化了超临界CO_2处理工艺,并对经过电子束辐照的UHMWPE纤维凝胶含量和蠕变率进行了测试。研究结果表明:处理温度对TMPTMA的渗入率影响最大,其次为压力,时间的影响最小,确定了最优工艺条件为处理压力25MPa,温度80℃,时间30min;TMPTMA渗入率越高,电子束辐照后UHMWPE纤维的增感辐照交联效应和抗蠕变效果越好。     

栅极天线和NMOS耦合的CMOS太赫兹热探测器的设计与测试

设计了一种在室温工作的太赫兹热探测器.探测器由片上天线和温度传感器耦合而成.天线由NMOS温度传感器的栅极组成,吸收入射的太赫兹波将其转化为焦耳热,生成的热量引起的温度变化由温度传感器探测.整个探测器的探测过程分为电磁辐射吸收、波-热转换、热-电转换三个过程,并分别进行了建模分析,仿真得到天线吸收率为0.897,热转换效率为165K/W,热电转换效率为1.77mV/K.探测器基于CMOS 0.18μm工艺设计,工艺处理后将硅衬底打薄至300μm.探测器在3THz太赫兹环境下,入射功率为1mW时,电压响应率仿真值为262mV/W,测试值为148.83mV/W.     

移动式LNG罐箱内防波板性能研究

模拟了带有五块相同弓型防波板、圆孔型防波板的LNG罐箱在紧急避让物体而刹车的情况下,罐箱内LNG的晃动特性,通过对比LNG对罐壁和防波板冲击压强的变化得出:弓型防波板能够明显减弱液体的晃动,防波效果较好,但五块弓型防波板所受的压强差异较大,容易造成单个防波板因受力过大而损坏。研究了4孔、12孔、36孔三种圆孔型防波的性能,发现在防波板有效面积为罐箱横截面积一半时,圆孔数量对圆孔型防波板的性能无明显影响。     

Effects of ultra-strong magnetic field on electron capture rates of 55C0 and 56Ni in the magnetar surrounding

The electron capture rates of 55Co and 56Ni in the ultra-strong magnetic field at four typical temperature- density points have been calculated using the nuclear shell model and Landan energy levels quantized approximate correction. The results show that the electron capture rates of 55Co and 56Ni are increased greatly in the ultra-strong magnetic field, and even exceed two orders of magnitude in the range from 4.414×10^13G to 2.207×10^27 G. The change rate of electron abundance, ye, of 55Co and 56Ni under the condition of B=4.414×10^15G in the magnetar surrounding has been calculated and discussed, the proportions of ye of 55Co and 56Ni in the total Ye have been reduced by 50 percent in all more than the condition without a magnetic field.     

2009年物理科学一处科学基金项目评审工作综述

2009年国家自然科学基金委员会数学物理科学部物理科学一处的项目评审工作顺利结束,在广大物理科研工作者和项目依托单位基金管理人员的支持下,按计划完成了各类项目的评审工作.像往年一样,我们向物理学界各位专家汇报如下:     

中国黄金期货市场波动特征及模型预测研究

选取上海期货交易所黄金期货价格指数日内10分钟高频收益数据,构造了经调整的已实现极差波动率估计序列,利用6类GARCH模型建模分析,描述了黄金期货价格指数的波动特征.运用多种损失函数比较了GARCH类模型样本外波动率预测精度的优劣,并在此基础上,采用一种渐进正态分布检验法评估了GARCH类模型的预测效果.结果显示,黄金期货已实现极差波动率估计序列具有尖峰厚尾、集聚性、持续性等特征.对于黄金期货市场,ACD-GARCH模型具有相对最好的波动率预测能力.