用等效替代法培养学生创新思维

创新在物理教育中的表现,最显著的方面就是实验.物理是一门以实验为基础的科学,高中物理所讨论解决的问题,虽然多数来源于实际生活,但是学生缺少实际生活经验和感性认识,对解决一些实际物理问题感到很困难.教师利用设计的简易实验来再现物理过程和物理情景,为学生提供广阔的想象空间,给学生足够的思考余地,激发学生的兴趣和求知欲,在观察中主动探索规律,寻找解决问题的物理方法,培养创新思维能力.     

蜂窝结构吸波材料等效电磁参数和吸波特性研究

根据强扰动理论,在长波长近似条件下推导出蜂窝结构吸波材料等效介电常数和等效磁导率的计算公式.电磁参数计算结果表明,蜂窝结构吸波材料等效介电常数和等效磁导率均小于吸收层的介电常数和磁导率,但等效介电常数的降幅更大,从而使等效介电常数更接近于等效磁导率,这正是吸波材料波阻抗匹配设计所需要的.反射率计算结果表明,不同的蜂窝高度,吸收层对应一最优厚度,使蜂窝结构吸波材料的反射率最低.这些结果对于蜂窝结构吸波材料设计具有一定的意义. 关键词： 蜂窝结构吸波材料 等效介电常数 等效磁导率 反射率     

基于修正等效介质理论的微纳深沟槽结构反射率快速算法研究

利用等效介质理论和严格耦合波理论研究比较微纳米级高深宽比深沟槽结构的红外反射谱,提出一种对等效折射率加入色散修正项的深沟槽结构反射率快速算法. 通过超越色散方程分析和大量计算发现,加入的等效折射率色散修正项与波长的平方成反比,并且与深沟槽结构的材料、周期和占空比有关. 这种新的计算方法可以非常精确地获得高深宽比深沟槽结构的反射率,而且明显提高了运算速度,在复杂深沟槽结构基于模型的红外反射谱测量中具有重要的应用价值,可以应用于微电子和微机电系统制造过程中高深宽比微纳深沟槽结构刻蚀进度的在线实时监测. 关键词： 深沟槽结构 严格耦合波理论 等效介质理论 反射率     

角度调谐滤光片特性分析及膜系设计

对窄带滤光片的倾斜入射特性作了分析.斜入射时其透射通带和峰值会向短波方向移动,透射曲线的稳定性跟滤光片的间隔层结构相关,多腔间使用相同的间隔层可以保证斜入射时有稳定的峰值透射率和带宽,利用该特点可以制备角度调谐窄带滤光片.透射光S和P偏振分量的中心波长随入射角度的增大出现分离现象,产生较大的偏振相关损耗.通过搭配不同厚度的高低折射率材料作为间隔层,改变其有效折射率,使其两个偏振分量的中心波长实现重合.设计了符合密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing,DWDM)系统要求的低偏振相关损耗四腔窄带角度调谐滤光片膜系,其可调谐范围达20 nm以上,并评估了所设计角度调谐滤光片的调谐性能.     

基于应变梯度理论的微尺度蜂窝等效模量计算方法

本文提出了一种新的能够计及尺度效应的微纳米蜂窝等效模量的计算方法。将一种单参数应变梯度理论引入到本构方程当中,并基于能量等效原理推导了蜂窝面内等效模量地计算公式。算例分析表明,本文方法能够有效地计及尺度效应对蜂窝等效模量的影响。尺度效应与胞壁厚度和长度的值都有关,当胞壁厚度较小时,尺度效应显著,本文方法预测的模量会明显高于传统方法;而当胞壁厚度较大时,尺度效应变得微弱乃至可以忽略不计。但如果胞壁的长度/厚度比很大,则面内等效模量会趋近于0,此时是否考虑尺度效应意义不大。     

双层交叉孔型中纤板的仿真分析与弯曲强度公式

运用ANSYS有限元分析软件,对双层交叉孔型中密度纤维板不同孔径和孔间距条件下的弯曲力学行为进行了仿真计算。分析所得到的数据表明该板的等效弯曲刚度分别与孔径的4次方以及开孔间距的倒数存在线性关系,恰好符合理论推导公式反映的变化规律。运用仿真结果对理论公式进行修正,得到了双层交叉孔型中密度纤维板弯曲等效刚度的计算公式。     

PRINCE密码算法代数攻击研究

PRINCE是Borgho等学者于2012年提出的低延时轻量级密码算法,轻量级密码算法的自身安全性一直是研究热点.研究PRINCE算法代数攻击安全问题,提出用Mathematica软件列出S盒的方程,将其表示为单项式个数较少的无冗余等效方程组,将PRINCE的S盒表示为由8个单项式个数均小于等于5的8元布尔方程构成的等效方程组,并基于不同的已知明文量,利用CryptoMiniSAT2.9.6软件对PRINCE进行代数攻击实验.实验结果表明,在已知明文条件下可以求出5轮PRINCE的全部密钥位,在选择明文条件下可以求出6轮PRINCE的全部密钥比特.相关研究结果可以给PRINCE密码算法的优化提供一定参考.     

基于等效介质原理的宽角超材料吸波体的理论分析

目前,很少有文章就如何实现宽角度吸波材料进行详细的理论分析和设计指导,设计宽角度吸波材料仍然是一件很困难的事情.本文基于等效介质理论对带有反射地板的单层介质超材料吸波体进行较为详细的理论分析.从基础电磁理论出发,推导TE波(横电波,电场方向与入射面垂直的平面电磁波)和TM波(横磁波,磁场方向与入射面垂直的平面电磁波)照射下吸波体的反射系数,分析实现宽角度吸波效果所需的等效电磁参数,为宽角度超材料吸波体的设计提供了理论基础.此外,论文还理论分析了实现宽带宽角吸波等效电磁参数所要满足的条件,并做了计算检验.结果表明,当介质等效电磁参数按照特殊曲线随频率发生变化时,理论上能实现宽带宽角的吸波效果.     

高中物理竞赛中复杂直流电路的分析方法

复杂直流电路属于大学电学部分的知识,能力要求较高,在高考中不作要求,但在物理竞赛中,却是考纲规定的考试内容.历年的许多省市乃至全国的物理竞赛中,时常出现复杂直流电路的问题,学生普遍感到比较困难,不知道如何下手,甚至使问题变得更加复杂.因此,要想在竞赛中快速而准确地解决此类问题,必须要求学生对复杂直流电路的相关知识有更深层次的理解和掌握.1什么是复杂直流电路高中阶段所接触的电路一般是由电阻组成的混     

用于压缩光探测的高共模抑制比平衡零拍探测器

根据光电二极管的等效电路图,基于自减方案的平衡零拍探测器的光电管(ETX500)产生的光电流的位相差异主要由等效电容引起,通过给两个光电管施加不同的偏置电来补偿等效电容的差异获得高共模抑制比的平衡零拍探测器,在探测器中安装任意两个ETX500,获得了63.8dB的高共模抑制比,并且当激光功率达到探测器的饱和功率54 mW时,激光光场的噪声谱在2 MHz处高于电子学噪声37dB,该探测器能很好地满足压缩态探测对低噪声、线性增益及高共模抑制比的要求。