基于硅基槽波导的单纤三向滤波器的研究

设计了基于硅基槽波导的微环谐振型单纤三向滤波器。基于电磁场理论得到了二维情形下的硅基槽波导的模场及有效折射率随波长的变化关系,在此基础上,利用硅基槽微环谐振腔谐振波长与微环半径的关系,优化得到了可将1490nm和1550nm两个下载波长分开的谐振环半径,并同时将1310nm波长上传,三个波长信号从不同端口输出,成功地实现了三向器滤波功能。利用传递函数法模拟了所设计的硅基槽微环谐振型三向滤波器的输出光谱,结果显示其串扰可低至-16.9dB。     

基于局部放电理论的聚合物电介质击穿动力学理论研究

随着电力设备电压等级的提高,对电力设备中聚合物电介质材料的可靠性提出了更加严格的要求,然而由于聚合物电介质材料在生产制造过程中不可避免的存在气泡、杂质等缺陷,导致在高电场作用下会发生局部放电从而大大降低了电力设备的使用寿命.因此,为了预防和减少电力设备中因聚合物电介质材料老化所带来的事故,需要合理地估算其电老化寿命.本文从局部放电老化模型的微观机理出发,利用非平衡态统计理论建立了电裂纹不断扩展的随机微分方程,然后推导出聚合物电介质的击穿概率、可靠性以及电老化寿命与外加电场的函数关系.最后,对聚苯二甲酸乙二醇酯(polyetllyleneterephthalate,PET)薄膜材料进行具体分析,将电老化寿命公式的理论值与实验数据作了比较,发现实验数据与理论值较为相符.因此,本文推导的聚合物电介质电老化寿命公式可以有效地应用在定量分析中,并有望为材料的电寿命预测提供帮助.     

微动条件下材料磨损率的一种计算分析方法

微动现象广泛存在于工程结构中,近年来越来越受到科研工作者的重视.为了对微动磨损进行深入研究,本文根据微动摩擦系统中摩擦副间的特点,针对微动磨损过程,提出不对称双势阱模型,建立了其中粒子的运动方程;利用非平衡统计思想建立了理论模型,得到了计算磨损率的新方法.以金属材料Mg和Fe组成的摩擦副系统为例进行了计算分析,得出磨损率随磨损时间和势阱宽度的变化,进一步分析了载荷正压力变化对磨损率的影响.计算分析结果表明,在其他条件均不变的情况下,材料磨损率随磨损时间的增大而减小,且随着摩擦副系统中势阱宽度和载荷正压力的减小,磨损率也呈减小趋势.最后,通过与试验结果比较,验证了该理论模型的适用性.     

光线、光波与光子,光学中的物理模型

光线、光波和光子是在光学理论发展的不同阶段人们所抽象概括出来的不同物理模型,这些模型由于产生的背景不同而有着不同的应用条件.在光学课程的教与学的过程中注意这些模型所适用的条件,将有助于学生对相应物理概念与规律的理解.本文讨论了这些模型的适应范围,希望能够给教师同行和学生们些许启发.     

结合工程实例推进工科物理教学改革

在理工科大学物理的教学中,引入工程实例可以促进学生爱学物理、会做物理、善用物理.物理教师应遵循辩证唯物主义的认识规律,结合适当的工程实例来引入物理概念、定义,讲解物理定理、公式,处理物理应用问题,培养学生解决问题和分析问题的能力.     

Non-equilibrium statistical theory about microscopic fatigue cracks of metal in magnetic field

This paper develops the non-equilibrium statistical fatigue damage theory to study the statistical behaviour of micro-crack for metals in magnetic field. The one-dimensional homogeneous crack system is chosen for study. To investigate the effect caused by magnetic field on the statistical distribution of micro-crack in the system, the theoretical analysis on microcrack evolution equation, the average length of micro-crack, density distribution function of micro-crack and fatigue fracture probability have been performed. The derived results relate the changes of some quantities, such as average length, density distribution function and fatigue fracture probability, to the applied magnetic field, the magnetic and mechanical properties of metals. It gives a theoretical explanation on the change of fatigue damage due to magnetic fields observed by experiments, and presents an analytic approach on studying the fatigue damage of metal in magnetic field.     

Possible Mechanism of Plasticity Influenced by Magnetic Field

The strain energy of an edge dislocation in an external static magnetic field is determined by the theory of elasticity and electrodynamics according to the Volterra dislocation model for continuous media. The results show that the strain energy of the edge dislocation in paramagnetic states is increased due to static magnetic field and the increase in the energy of the dislocation is capable of influencing the dislocation depinning which leads to the change of plasticity. This gives an explanation on plasticity induced by magnetic field.     

大学物理课堂例题真实化举析

 物理学一词来源于希腊文physics,意即“自然”。物理学是一门历史悠久的自然学科,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域。在大学物理课堂教学中,从实际背景出发,联系生活讲物理,把实际问题物理化,物理问题综合化、生活化,适当创设一些小而具体、新而有趣的真实化的例题,是我们近几年在大学物理教学改革中的一种尝试,目的是让学生体会物理学在生活实际及科学技术中的应用价值,激发学生的学习兴趣,培养思考问题、解决问题的能力,从而提高学生的综合素质。     

“物理教育研究”及其对美国高等学校物理教学的激励

"物理教育研究"是物理学的一个新学科分支,诞生于美国,研究的是物理学习的过程以及教学活动如何影响该过程。它采用科学的方法探测、甄别学生学习物理课程中普遍存在的共性困难,揭示学习物理知识的动力学过程,评价学习效果,并在此基础上建立关于物理学习的认知理论,用于开发新课程、新教学方法和新的教育研究工具。在美国国家自然科学基金的资助下,美国的"物理教育研究"这一新的学科分支迅速成长,取得了较多进展,并且将研究成果应用于美国高等学校的物理教学之中。在中国,"物理教育研究"还是一个相对陌生的研究领域。文章概述了"物理教育研究"在美国的发展历史与取得的进展,以及它如何促进美国大学物理教学的进步,希望该文能为发展中国的物理教育和提高中国的物理教学质量提供有益的参考。     

分仓颗粒布居分聚现象的通量模型

置于以窗口连接的分隔仓中振动驱动的颗粒气体会出现颗粒在两仓中布居分聚现象,被形象地称为麦克斯韦妖现象.通量模型的建立是理解麦克斯韦妖现象的关键问题.Eggers以颗粒气体动力学为基础得出了简化的理论模型.该模型可以很好地得到分仓中颗粒的布居分聚现象,然而似乎无法用于预测两种颗粒在分仓体系中的布居振荡现象.通过实验研究,测量了颗粒气体的流通量曲线,改进了Eggers模型.改进的模型可以很好地得到两种颗粒在分仓体系中的布居振荡现象. 关键词： 颗粒气体 耗散 通量模型