电热法测固体比热容实验的改进

探讨了电热法测固体的比热容实验装置的改进,并介绍用自补偿方式消除系统误差的方法,用集成温度传感器AD590测量温度,通过模拟电路调零和放大,其温度由数字毫伏表直接显示,用不锈钢真空杜瓦瓶代替量热器。     

超稳定TO-8型压力传感器在气体导热系数测定实验中的应用

介绍了TO-8型压力传感器的性能及电源电路.以气体导热系数测定实验为例,用TO-8型压力传感器制成的测压装置代替旋转式麦氏真空计,利用可调针孔式放气阀对真空气压进行连续调节,实现了对测试系统真空度的实时监测.     

气体热导率测定实验装置的改进

本文分析了原气体热导率测定实验装置的不足之处，介绍了对原装置──特别是低真空测量系统的改进，使改进后的实验装置结构更加合理，测量更加精确、方便，并有效地克服了水银污染这一关键问题．达到了不断完善实验的目的。     

激光干涉技术在超声速气体喷嘴特性研究中的应用

在激光与物质相互作用的实验中,气体靶通常由超声速喷嘴在高背压下向真空中高速喷射气体产生。激光与气体靶相互作用时确定打靶条件对整个实验有着十分重要的意义。为了得到不同实验条件下气体靶密度的分布特性，采用马赫-曾德尔干涉法测量了气体靶密度分布，获取了干涉图样。使用基于傅里叶变换的条纹处理方法测得的干涉图样，得到不同实验条件下气体分子密度的全空间分布。实验表明：用M-Z干涉仪测量超声速气体喷嘴产生的气体靶密度分布十分有效。基于傅里叶变换的条纹处理方法具有精度高、实时性好的优点，为打靶时气体靶密度的实时测量提供了可能。     

注射器在与真空度相关实验中 的应用及原理分析

注射器是由一个空气室和一个活塞构成的设备, 我们利用注射器对初中物理课本中的两个气体相关 实验进行改进. 在“ 验证真空不能传声”实验中, 用气体体积的变化替代气体压强计的功能, 使得真空罩内部真空度 的变化可直接观测; 在 “ 验证大气压与沸点的关系”实验中, 将注射器和广口瓶组合, 通过拉伸活塞改变广口瓶内 部大气压, 从而降低瓶内水的沸点     

绝对零度与可溶性物质质量密度的等压膨胀法测量

对盖吕萨克实验装置进行改进,用水柱代替水银柱,采用等压膨胀法既能验证了盖吕萨克定律,又可测得绝对零度与可溶性物质的质量密度.     

量子真空计量标准中的非极性稀薄气体折射率测量研究

为进一步提高真空量值的复现性和准确性,最新研究采用量子技术实现对真空量值的测量与表征.该方法利用Fabry-Perot谐振腔实现腔内气体折射率的精密测量,并反演出气体密度,进而获得对应的真空量值,其中气体折射率的测量是影响真空量值准确性的关键.本文基于第一性原理,利用从头计算理论计算了在已知压力和温度条件下的氦气折射率,给出腔内气体压力与折射率关系的表达式,并利用基于Fabry-Perot激光谐振腔的真空测量装置,通过双腔谐振激光拍频精确测量了充气前后谐振激光频率的变化,测出了氦气折射率,并分析了测量不确定度.将理论计算值与实验测量值进行了对比分析,得出了制约准确度提高的主要因素,并提出了修正方法.     

传统几何光学教学实验装置的改进

用目镜和带有十字刻线的分划板代替像屏，用带有几何图案或文字的平板代替电光源和物屏，改进了传统的几何光学教学实验装置，与传统的实验装置相比，其主要优点是可以不用电光源和暗室，并可以做多个设计性实验。     

低成本改进一种简易测定水的汽化热实验装置

针对大学物理实验手动测定水的汽化热装置存在蒸汽冷凝严重、冷凝水混入量热器、蒸汽温度测量不准确从而导致较大系统误差、影响实验教学效果的问题,本文对实验装置结构进行了适当改进,通过自制四口瓶蒸汽过滤器代替传统简易蒸汽过滤器,对实际蒸汽温度进行了测定,从而降低了系统误差;通过在蒸汽输气管上加装可调温电热加热套,减少了水蒸气冷凝对实验结果的影响.实验结果表明,该改进装置稳定可靠、成本低且测定精度高,可以使测量结果与公认值的相对偏差从未改进前的10.4%降低到3%以内.     

多室真空系统残气密度测量及自洽计算

本文叙述了稳态超导磁镜多室真空系统中,残余气体密度的测量实验和自洽计算,并给出实验和计算结果。     

气体浮力实验

将自制的简易天平密封在玻璃罐头瓶中．通过增大、减小瓶中空气密度的方法，验证了气体对物体产生的浮力与物体体积和气体密度的关系．     

封装西林药瓶残留氧气检测中的谐波基线校正和去噪方法

可调谐激光二极管吸收光谱(TDLAS)技术的成熟和快速非接触气体浓度测量的优点,十分适合用于对封装西林药瓶内残留氧气进行浓度检测。采用TDLAS技术对封装西林药瓶内残留氧气进行浓度检测,检测系统的光路经过空气和玻璃药瓶,玻璃瓶壁对激光的散射和衰减是检测系统的主要干扰,给二次谐波信号的稳定性带来了很大影响。设计和搭建了基于TDLAS的封装西林药瓶残氧量检测系统。针对从系统中提取出的二次谐波信号,提出了一种基于小波变换的基线消除和噪声滤除方法, 解决在残留氧气浓度检测过程中基线漂移和噪声干扰问题,克服玻璃瓶壁对二次谐波信号的干扰,效果明显。选用“sym6”小波,将实验测得的信号进行五层小波分解,根据每一层小波分解得到的低频分量求出相应的基线斜率,对五个基线斜率进行加权平均得到原始信号的基线斜率。由求得的基线斜率,对原始信号经过去基线处理,再进行小波分解和软阈值处理后得到重构信号。对氧气浓度为21%的西林瓶的测量结果表明,处理后谐波信号和理论信号之间的相对误差由处理前的1.26%下降到了0.12%,证明了此方法可以很好地解决在残留氧气浓度检测过程中基线漂移和噪声干扰问题,克服玻璃瓶壁对二次谐波信号的干扰,为氧气浓度测量提供很高质量的信号。     

提高特征光谱法在微量气体监测中灵敏度的研究

为了实现对室内微量有毒气体实时监测,提高基于特征光谱检测方法的测量精度,提出了特征波长过滤窗的方法。将高浓度的待测气体作过滤窗,标准空气作参考窗,气室充待测浓度的待测气体,采用组合测量得到的多组光谱进行差分、相关等数据处理求解气室中待测气体的浓度。实验显示,采用WQF-520-FTIR型红外光谱仪得到癸二酸二丙脂红外吸收谱线主要有四条：3 385.26,3 417.64,5 797.11和8 561.65 nm,分别对应的吸光度为1.520 0,1.542 1,2.431 8和1.352 6。对应的可检测的最小含量为50×10-9,而采用特征波长过滤窗的方法波长位置可实现10-4 nm量级的对准,在确定待测气体含量量级的条件下,可检测的最小含量为5×10-9,灵敏度提高约10倍。该方法具有高灵敏度、无中毒、可实时检测等优点。     

介绍一种新的空气折射率测量仪器

测量空气折射率时改变管内气体的状态多为抽气法,要想接近真空的状态,很不容易;本文介绍一种采用充气的方法代替抽气法的新测量仪器,操作方便,计算方法也不困难。     

用压力传感器和温度传感器测量绝对零度

介绍用贮气球体与压力传感器和温度传感器配合,在定容条件下测量气体的压强与温度,采用外推法估算理想气体可以达到的最低温度,即绝对零度的摄氏温度值,替代原先用玻璃管测体积和水银温度计测温度.使用这种绝对零度实验装置,可以更明显地观察分析热力学现象,并使测得的绝对零度值较为精确.     

静态真空对超声喷流气体团簇制备的实验研究

研究了靶室静态真空对超声喷流气体团簇产生和制备的影响.通过瑞利散射方法测量了不同静态真空度下超声喷流氩团簇的尺度和密度参数,发现在喷嘴出口附近团簇尺度和密度受静态真空度的影响较小;在距离喷嘴较远处,氩气团簇存在同氢气团簇类似的自限制效应,验证了自限制效应在团簇制备、输运过程中的重要作用.该结果对于建造基于激光聚变原理的桌面中子源具有较大的参考意义,可据此简化真空装置以降低运行和维护成本.     

利用质子能损检测气体靶区有效靶原子密度的实验研究

准确测量气态靶区的有效靶原子密度能够提升离子与气体和离子与等离子体靶相互作用实验结果的精度和对物理过程的认识.实验中利用离子加速器引出的100 ke V质子束穿过一定长度的氢气靶,对质子的剩余能量进行了精确测量,获得了在气体靶内的质子能损数据,结合已有的能损研究结果,重新标定了气体靶区内的有效靶原子密度.分别比较了能损、电离型真空计IonIVac ITR 90和薄膜电容型真空计Varian CDG-500的实验测量结果,对比了修正后的电离型真空计有效气压曲线,结果发现质子束能损的测量方式具有原位、高准确性、在线监测等突出优势,为诊断气态靶有效原子密度提供了新的方法.     

Numerical modeling of laser matter interaction in the presence of an ambient gas

A one dimensional numerical model to simulate the laser matter interaction in the presence of an ambient gas is presented. The model is developed by making appropriate modifications in MEDUSA, a one dimensional Lagrangian computer code, which simulates laser plasma interaction in vacuum. Various parameters of the plasma such as velocity, electron temperature, ion temperature, density, pressure, shock wave intensity of the plasma as it expands into a background gas are simulated. The results are compared with the experimental observations.     

Gas dynamic model of the expansion of a supercritical carbon dioxide pulse jet: A self-similar solution

The unsteady-state isentropic expansion of an initially homogeneous spherical cloud of a van der Waals gas into a vacuum is considered as a dynamic part of the problem of modeling a real gas pulse jet. A self-similar solution of the gas dynamic equations is obtained. The parameters of the pulse jet (density and temperature) that simulate the conditions of a real experiment are calculated.