用计算机显示单轴晶体的双折射

根据晶体中电的各向异性，利用计算机图形化编程技术，准确显示单轴晶体的双折射现象及规律。可以应用于辅助教学。     

瞬态光谱法测量环氧丙烷爆轰温度

采用具有像增强功能的光谱探测器——增强型电荷耦合器件ICCD和DG535同步控制器,应用激波管技术和光纤光谱方法,由压力传感器监测爆燃转爆轰的过程,在解决了同步控制,防止误触发等问题后,从爆炸激波管的侧窗拍摄到了环氧丙烷由爆燃转变为爆轰时刻的曝光时间为2μs,分辨率达到0·2nm的瞬态发射光谱。对所测光谱进行强度定标后,可直接得到环氧丙烷爆轰时刻的热辐射背景,用黑体辐射公式按照最小二乘法原则对其进行拟合,得到了环氧丙烷的爆轰温度为2416K。此爆轰温度的获得,为进一步分析环氧丙烷爆燃转爆轰过程的微观机理提供了实验数据。     

瞬态光谱法确定环氧丙烷DDT过程中起主导作用的基团

解决了燃料爆燃转爆轰(DDT)过程初始阶段弱辐射瞬态光谱测试问题、反应中间产物辐射相对强度定标问题和瞬态光谱测试系统同步控制问题后,从爆炸激波管的6个不同侧窗,拍摄了环氧丙烷DDT过程不同距离处的曝光时间为2～8 μs、分辨率达到0.2 nm的瞬态发射光谱。对所测光谱进行相对强度定标后,得到了主要反应中间产物光辐射强度随燃烧波阵面传播距离的变化曲线, 此曲线反映出DDT过程中反应中间产物的发展过程和其相应的浓度变化。结果显示,在爆燃阶段,燃烧气体的化学反应速率平缓增加,反应中间产物浓度逐渐增大;但在爆燃转爆轰的瞬间,反应急剧增快,反应中间产物的浓度突跃式地成倍增大。其中CO分子和CHO,OH自由基的浓度增幅显著大于其他反应产物,表明这几个基团是环氧丙烷爆燃转爆轰过程中起主导作用的重要基团。     

环氧丙烷爆燃转爆轰过程的瞬态发射光谱

采用爆光时间最短可达 5ns ,且具有像增强功能的光谱探测仪器ICCD ,用自行研制的光电转换器将光触发信号转变为电脉冲去外触发DG5 35数字延迟发生器 ,由DG5 35在设定的延迟时间后开启探测器快门并控制其曝光时间 ,从而使被测光信号与快门的打开达到同步 ,用芯径 1mm的塑料光纤从爆炸激波管端窗引出被测光信号至光谱仪色散后到达ICCD ,直接对环氧丙烷爆燃转爆轰 (DDT)的动态变化过程进行了实时光谱测量 ,拍摄到了环氧丙烷DDT过程不同时刻的、曝光时间为微秒量级的瞬态发射光谱。结果显示 ,在DDT初始阶段光辐射很弱 ,主要是原子线状光谱 ;在DDT中间阶段辐射已比较强 ,既有原子线状光谱 ,也有分子带状光谱以及热辐射背景 ;达到爆轰时光辐射强度呈数量级增加 ,原子线状谱、分子带状谱叠加在热辐射背景之上。     

立方角锥型膜结构的逆反射特性计算

与传统玻璃微珠埋入型膜结构相比,立方角锥型膜结构具有更高的逆反射效率,它是设计制作钻石级反光膜的基础。为满足不同的应用需求,需在标准立方角锥阵列的基础上施加某种结构变化,以增大有效入射角范围、降低逆反射系数的各向异性。建立膜结构与逆反射性能的联系,对指导、优化逆反射材料结构设计、缩短设计开发流程具有重要意义。基于光线追踪原理,计入光在传播过程中主要的损耗因素(有效投影截面、反射折射损失、偏振效应),编写了立方角锥型反光膜逆反射率计算程序。利用该程序分别计算了标准完整角锥、标准截角角锥以及对称轴倾斜一定角度的截角角锥的逆反射率,验证了程序的可靠性,证明程序在模拟的准确性、运行效率等方面较以往结果有明显提高。     

用多种谱仪技术研究环氧丙烷点火的微观特性

利用OMA(光多通道分析系统)谱仪和单色谱仪技术研究了环氧丙烷冲击点火的微观特性.OMA谱仪观察到O,CH2O,C2,CH,CH3O,CO2,H2O等许多中间产物和最终产物.利用三台单色谱仪和压力传感器确定环氧丙烷冲击点火后这些产物出现的顺序并确定了它们的点火延迟时间和临界条件.     

环氧丙烷点火的光谱研究

 利用多种光谱技术，提出了一种确定燃料冲击点火延迟时间的新方法。用这种方法所获得的实验值比国内外常用光电二极管（峰值波长约在800 nm）方法的所测值更接近实际值。环氧丙烷受冲击后，反应中间产物出现的时间是不同的，辐射强度也不同。在冲击波作用下，基团出现的顺序便可确定，它们依次为O、CH₂O、C₂、CH、CH₃O、CO₂、H₂O等，而O原子总是首先出现。     

用图形化编程模拟杨氏实验

 历史上,杨氏实验首次证实了光的波动性,成为波动光学必不可少的重要学习内容之一。但由于杨氏实验的条件极为苛刻,当采用普通光源时,在通常的实验条件下,获得的干涉条纹极其微弱,难以分辨。这里介绍一种采用VisualBasic高级语言制作的杨氏双缝干涉实验的模拟演示软件,它能在计算机上同步清楚地显示实验装置、干涉条纹的位置及光强分布等。并具有人机交互功能,通过鼠标点击,可调节有关参数,实时显示干涉条纹位置及光强分布的变化规律。使用该软件辅助教学,非常直观、方便。     

环氧丙烷爆燃转爆轰过程反应产物的光谱法确定

采用由增强型ICCD光谱探测器、SpectraPro-275光谱仪和DG535同步控制器组成的瞬态光谱测量系统,在解决了测试系统时间同步问题、弱光探测问题、提高光谱分辨率问题和波长定标及防止误触发问题后,在长4.0 m,内径为0.10 m的爆炸激波管侧窗,拍摄到了持续时间仅为数ms的环氧丙烷爆燃转爆轰过程的曝光时间为1～16 μs的瞬态发射光谱。测量系统的光谱分辨本领达到了0.2 nm 。根据由碳、氢和氧组成的小分子和自由基的特征辐射谱带带头波长值,经过对所测光谱进行分析和辨认,确定了在环氧丙烷的爆燃转爆轰过程中有OH,CH,C₂,C₃,CO,CO₂,CHO和CH₂O这些反应产物出现。这些反应产物的确定,是进一步分析环氧丙烷爆燃转爆轰过程的微观机理必不可少的实验依据。     

环氧丙烷爆燃转爆轰过程中产物C2的发射光谱

采用具有增强功能的光谱探测器增强型电荷耦合器件(Itensified charge coupled device,ICCD)和自行设计的光电转换器,应用激波管技术对环氧丙烷爆燃转爆轰过程的发射光谱进行了拍摄,探测器快门开启时间为2μs,在500-570nm之间进行了多次测量,由压力传感器监测的压力信号来判断爆燃转爆轰过程的重复性。实验结果表明：探测到了产物C2分子的发光光谱,它们可归属为斯旺(Swan)带的d^3∏g-a^3∏u跃迁中△v=-1.0的两个振动序列。各序列的带头分别为516．52nm,512．94nm,563．55nm,558．55nm,554．07nm,550．19nm和544．77nm。通过对所拍摄光谱的分析,推断中间产物C2是环氧丙烷爆燃转爆轰过程中的主要产物之一,并给出了C2自由基形成的几种可能的反应通道。