采用一维无穷电阻网络的物理模型求解Fejer积分

高等数学和大学物理是高校理工类学生非常重要的公共基础课.在传统教学中高等数学通常作为工具来帮助解决大学物理问题,而运用大学物理学知识去解决高等数学问题却很少关注.探讨如何把两者的教学结合起来,对培养学生创新思维具有十分重要的意义.本文基于一维无穷电阻网的物理模型,推导出了一维无穷电阻网络等效电阻的解析解,并给出了求解Fejer积分的一种新的物理方法,体现了数理结合的思想.     

单宁酸与苯酚在复合功能树脂上的竞争吸附研究

研究了水源水和生化尾水中的代表性模拟背景污染物单宁酸和代表性有机毒物苯酚之间的竞争吸附行为,开展了单组分、同时竞争吸附和预负载竞争吸附实验.研究表明,单宁酸对苯酚在复合功能树脂上的吸附有显著削弱作用.竞争吸附机理包括孔堵塞和吸附质间作用:单宁酸对树脂上微孔的堵塞,减少了苯酚优势吸附位点的数量,降低了吸附剂表面的异质性;吸附质间作用削弱了树脂对苯酚的吸附作用力.     

Design and theoretical study of a polarization-insensitive multiband terahertz metamaterial bandpass filter

We report the design of a novel multiband metamaterial bandpass filter(BPF) in the terahertz(THz)-wave region. The designed BPF is composed of a metal–dielectric–metal sandwiched structure with three nested rings on the top surface and a cross structure on the bottom surface. Full-wave simulation results show that the designed BPF has three transmission peaks at frequencies of 0.42, 1.27, and 1.86 THz with transmission rates of-0.87,-1.85, and-1.83 d B, respectively.Multi-reflection interference theory is introduced to explain the transmission mechanism of the designed triple-band BPF.The theoretical transmission spectrum is in good agreement with the full-wave simulated results. The designed BPF can maintain a stable performance as the incident angle varies from 0?to 30?for both transverse electric and transverse magnetic polarizations of the incident wave. The designed BPF can be potentially used in THz devices due to its multiband transmissions, polarization insensitivity, and stable wide-angle response in the THz region.     

Governing equations and numerical solutions of tension leg platform with finite amplitude motion

It is demonstrated that when tension leg platform （TLP） moves with finite amplitude in waves, the inertia force, the drag force and the buoyancy acting on the platform are nonlinear functions of the response of TLP, The tensions of the tethers are also nonlinear functions of the displacement of TLP. Then the displacement, the velocity and the acceleration of TLP should be taken into account when loads are calculated. In addition, equations of motions should be set up on the instantaneous position. A theo- retical model for analyzing the nonlinear behavior of a TLP with finite displacement is developed, in which multifold nonlinearities are taken into account, i.e., finite displace- ment, coupling of the six degrees of freedom, instantaneous position, instantaneous wet surface, free surface effects and viscous drag force, Based on the theoretical model, the comprehensive nonlinear differential equations are deduced. Then the nonlinear dynamic analysis of ISSC TLP in regular waves is performed in the time domain. The degenerative linear solution of the proposed nonlinear model is verified with existing published one. Furthermore, numerical results are presented, which illustrate that nonlinearities exert a significant influence on the dynamic responses of the TLP.     

轮烯衍生物电子结构及三阶非线性光学性质的理论研究

苯轮烯衍生物具有良好的非线性光学性质. 运用密度泛函理论在不同理论水平和不同基组下计算了轮烯衍生物的静态极化率α和静态第二超极化率γ. 采用含时密度泛函TD-B3LYP方法计算了轮烯分子的紫外吸收光谱. 结果发现: 弥散函数对静态线性极化率α和第二超极化率γ 的计算结果都有显著的影响; 共轭体系的大小和引入的推拉电子基团可以调节轮烯衍生物的第二超极化率. 添加推拉电子基团后不仅能得到更高的非线性光学系数, 也能保证有较好的透光性能, 表明轮稀分子兼具有较高的三阶非线性光学响应和在可见光波段具有良好的透光性的特性. 此外, 采用CAM-B3LYP方法计算了分子1-1和分子2-2的动态(超)极化率. 计算结果表明: 在近红外区, 随着入射光频率的增大, α (ω; ω), γ (-ω; ω, 0, 0) 和γ (-2ω; ω, ω, 0) 都随之增大, 出现近共振增强效应; 在远离共振条件下, α (ω; ω), γ (-ω; ω, 0, 0) 和γ (-2ω; ω, ω, 0) 变化平缓.     

太赫兹人工电磁媒质研究进展

近年来, 随着太赫兹科学技术的发展, 越来越多的科学家向太赫兹间隙这一传统空白领域发起挑战. 其中, 人工电磁媒质因为能够设计太赫兹波段中紧缺的功能器件而受到广泛关注. 近年来, 对人工电磁媒质尤其是太赫兹方面的研究进展突飞猛进. 人工电磁媒质的性质不仅仅由其构成材料决定, 更与其结构单元的形状和空间排布密切相关. 本文介绍了人工电磁媒质在太赫兹波段的发展、原理、设计和应用, 并着重介绍完美吸波器和人工表面等离激元, 为太赫兹波段功能器件的研究提供了参考, 并对可能的发展方向予以展望.     

基于光子晶体自准直和带隙效应的马赫-曾德尔干涉仪设计

结合能带图和等频图分析,基于光子晶体自准直和光子带隙效应,设计了一种紧凑、高效的全光子晶体马赫-曾德尔(MZ)干涉仪.相应的光分束器和反射镜均由缺陷结构的光子晶体实现.讨论了干涉仪的输出机理,并与时域有限差分法(FDTD)模拟结果进行了比较.结果分析表明可以把MZ干涉仪作为一种气体、液体微型探测器.可在集成光学中起到重要的作用. 关键词： 光子晶体 自准直 MZ干涉仪     

基于光子晶体自准直环形谐振腔的全光均分束器

通过等频图分析并结合时域有限差分法模拟,在一个与偏振态无关的自准直光子晶体环形谐振腔中,研究发现当环形谐振腔内的光传输距离改变时,横电波(TE)和横磁波(TM)两种偏振态的光在通过环形谐振腔之后的输出将会随之变化并呈现出不同的周期性.通过选择适合的传输距离,实现了TE,TM自准直的情况下同时分束50%的结果,构成了一种基于光子晶体自准直环形谐振腔的全光均分束器.全光均分束器扩大了分束器的运用范围,也会在高密度集成光路中发挥重要的作用. 关键词： 光子晶体 环形谐振腔 自准直 分束器     

Langmuir-Blodgett 膜中分子聚集行为的偶极作用模型

基于经典静电场理论，描述了Langmuir-Blodgett (LB)膜中棒状分子聚集行为的偶极作用模型，给出了LB膜结构与光谱性质的关系. 讨论了X型或Z型膜中分子间距、层间距、分子取向、膜层数等结构参数对分子聚集行为的影响. 理论结果与实验值符合较好. 关键词： Langmuir-Blodgett膜 聚集体 偶极相互作用 半花菁     

基于超材料的微波双波段吸收器

基于闭合双环单元结构, 设计、仿真、测试了对偏振无依赖性的双波段超材料吸收器. 实验结果表明, 该设计在频率4.06 GHz和6.66 GHz存在两个显著吸收峰, 吸收率分别为99.60%和95.83%, 并且在入射角达到50°时, 吸收率仍然保持在83%以上. 由于单元结构具有旋转对称性, 使得该吸收器对偏振不敏感, 能同时实现横电波和横磁波的双波段吸收. 吸收频率决定于闭合环大小, 调节闭合环尺寸能够灵活实现特定频率的吸收. 这些优点使我们的设计在多频谱成像、热辐射探测等应用中表现出较大的潜力.