用于四波混频实验的同心热管炉设计

使用金属蒸汽做四波混频实验时,为满足位相匹配要求,通常混入一定数量的缓冲气体［１］．使用普通热管炉可以达到此目的,即控制炉温,使金属蒸汽的分压小于所充的缓冲气体的压强．这样在加热区中可形成金属蒸汽与惰性气体的混合．但此时热管炉工作在非热管工作状态,加热电功率的波动会导致炉温的波动,从而引起金属蒸汽分压以及此区域中缓冲气体分压的相应波动（加热区中金属蒸汽分压与缓冲气体分压之和等于非加热区缓冲气?...     

自加热式铜蒸气激光器的热气体透镜研究

本文分析了自加热式铜蒸气激光器放电管内的热气体透镜效应,并指出不同的铜蒸气激光器在稳定工作时可能等效为正透镜,也可能等效为负透镜。在实验部分,本文给出了热气体透镜焦距与输入功率、缓冲气体压强的关系,描绘了热气体透镜从负透镜变化到正透镜的动态过程。     

钠双原子分子b~3Σ_g~ —x~3Σ_u~ 跃迁激光振荡探索及几个新谱区观察

本文报道了随金属蒸气热管炉中填充气体气压变化,Na_2b~3∑_g~ —x~3∑_u~ 跃迁的不同行为.测量了小信号增益系数,实验证明了该跃迁实现激光振荡的可能,谐振腔效应预示着该谱区内的激光作用.本文还报道了0.78um附近的新的光谱区.     

振荡流热管可视化实验

本文通过振荡流热管可视化实验,研究热管传热性能与流型的变化。实验中可观察到,振荡热管内工质运动通常处于“间歇-振荡”交替运行的状态。随加热功率的增大,间歇时间所占比例逐步减小。随着加热功率的增大,热管内的流型也发生相应变化,实验中主要观察到了泡状流、塞状流、环状流、局部波状流等多种流型。汽泡的生成、长大、聚合、分离和湮...     

气体压强的演示

如图１所示，取粗５ｍｍ长５５ｃｍ的玻璃管图１弯成Ｕ型管，左管比右管低３～４ｃｍ，往管中灌些水银．找来大号的一次性针筒，将针尖穿过橡皮塞插入烧瓶中，制成简易的气体压强演示器．拉动针筒中的活塞，可改变烧瓶内气体体积，从而可以测定气体不同状态下的压强．这时瓶内气体压强ｐ可从Ｕ型管水银面的高度差ｈ的读数及大气压Ｈ的数值，利用公式ｐ＝Ｈ±ｈ求得．此装置还可验证波意耳马略特定律．通过移动针筒中的活塞，可以改变瓶内气体的体积，再从上述方法中得到压强的改变，从中不难看出一定质量的气体在温度不变的条件下…     

Ar气对~(39)K_2分子C~1Ⅱ_u→X~1∑_g~+LIF光谱的碰撞猝灭效应

实验测量了缓冲气体Ar气对~(39)K_2分子C~1Π_u(v′=O,J′=53)→X~1∑_g~+(v″=5,6,J″=52,54)LIF光谱的碰撞猝灭效应.用稳态碰撞模型推导出LIF光谱强度I对气体压强P=P_(Ar)+P_K的函数关系.用上述模型拟合出的I-P曲线和实验数据的符合,对拟合所得参数C_1的进一步分析指出:热管炉后向探测LIF光谱方法比非增益荧光探测法的灵敏度可提高2倍以上.     

原子吸收光谱对碱金属原子蒸气密度与压强的测量方法

利用SERF原子自旋效应能够实现高灵敏度的磁场测量,碱金属原子密度与缓冲气体压强是敏感表头碱金属气室的重要参数,需要精确地测量。提出一种应用原子吸收光谱对碱金属蒸气的原子密度与压强测量方法,通过扫描碱金属原子的吸收光谱,进行Lorentz线型拟合,经解算同时得到原子密度和压强,一次实验获得两个物理量。由于多普勒展宽和压力展宽主要受到碱金属气室温度和缓冲气体压强的影响,从这两个方面进行了仿真分析。结果表明,充入2 amg缓冲气体时,313～513 K温度范围内的Lorentz线型与Voigt线型计算的光子吸收截面积峰值的理论误差始终小于0.015%;缓冲气体压强高于0.6 amg(393 K)时,其峰值误差小于0.1%,表明该条件下多普勒展宽对吸收光谱的影响可以忽略,可用Lorentz线型拟合原子的吸收谱线。最后分析了该方法能够获得的理论分辨率以及激光器的功率波动、波长波动和气室温度波动对测量精度的影响,得出同等条件下温度波动的影响比其他两个因素高1~2个数量级。     

高温及超高温热管的启动特性和传热极限

根据局部高温、高热流加热等特殊场合的需求,设计、加工了钠高温热管及锂超高温热管,并对热管的启动和极限特性进行了研究。高温及超高温热管能够顺利启动,但启动时应注意可能到来的声速传热极限。端部加热启动时,端部附近管体部分会形成一段等效的加热段,可以将工质从启动时的固体状态到全部熔化形成相变传热及流动循环的时间确定为启动时间。热管的传热极限特性表明,超高温热管应工作在更高的温度和更大的热流密度。热管的结构和工艺优化有利于启动和运行。     

人工影响降水的物理原理

我国旱涝灾害频繁,每年经济损失巨大,年年又防汛又抗旱,因此人工影响降水意义重大,本文结合物理教学,阐述人工影响降水的物理原理． 一、云的形成 云是漂浮在空中的小水滴、冰晶或者它们的混合物．由于大气压强随高度增加而降低,因此当地面暖湿空气上升时会发生绝热膨胀而冷却．又由于液体饱和蒸气压随温度的降低而降低,某温度下空气相对湿度等于空气中实际水蒸气分压强与该温度下饱和蒸气压的百分比,因此暖湿空气上升、绝热膨胀而冷却后相对湿度增加．另外,饱和蒸气压的大小还与液面形状有关,凸液面上方饱和蒸气压比平液面时大,…     

背景气体对金属原子二维平面蒸发过程的影响

在原子蒸气法激光分离同位素中,金属原子蒸气宏观物理性质的空间分布会直接影响到分离过程的电离率和原料利用率.本文从分离过程的实际需求出发,建立了双组分气体的Bhatnagar-Gross-Krook模型方程组,并利用数值计算方法对方程进行求解,研究了背景气体对二维平面蒸发过程中原子蒸气宏观物理性质和蒸发速率的影响.研究结果表明:随着背景气体密度的增加,远离蒸发源位置处的金属原子蒸气密度增大,速度减小,温度升高,而近蒸发源位置处原子蒸气的性质则几乎不受影响,因而蒸发速率基本上不随背景气体密度发生变化.另外,随着尾料板温度的升高和对原子蒸气吸收率的增加,金属原子蒸气宏观物理性质受背景气体的影响逐渐下降.理论计算的结果对于分离装置的真空设计和光斑分布设计有较为重要的参考意义.     

高超声速飞行器热管冷却前缘结构一体化建模分析

针对高超声速飞行器工作时前缘恶劣的气动加热环境, 为了保证飞行器前缘的尖锐外形, 提出内嵌高温热管前缘结构. 针对热管内部复杂流动与换热情况, 对内嵌高温热管前缘结构进行一体化建模, 将模型的核心部件液态金属热管工作状况的计算与实验进行对比以验证模型的可靠性. 本文还分析了给定工况下内嵌高温热管前缘结构的热防护效果, 其中壁面最高温度下降了11.6%, 最低温度上升了8%, 高温区和低温区均被封闭在前缘外层区域, 内层温度更加均匀, 实现了热流由高温区向低温区的转移, 削弱了高温区的热负荷. 本文还分析了接触热阻对热管冷却前缘结构效果的影响. 关键词： 热管 前缘 疏导式热防护 气动热     

气体常数的新进展

气体常数R的定义来自理想气体的状态方程:其中V为理想气体的摩尔体积,p与T分别为该状态下气体的压强与温度. 然而,在实际测量中,我们不能直接从R=pV/T求R,因为实际测量的总是真实气体.对于真实气体,上式应改为其中B(T),C(T),…称为维里系数. 只有在恒定温度下,测量一系列不同压强下的气体密度,再外推到零压强(无限体积)的情况,才有可能获得理想气体的摩尔体积. 早先测量气体常数基本上都是沿着这条路线.这个方法被人们起了一个不太确切的名称,叫“有限密度法”. 一直到1973年,在历届基本物理常数平差中,气体常数的数值都是根据有限密度…     

液体压强演示实验仪器的改进

图1所示是探究液体压强规律的演示器材,用于演示： （1）液体内部向各个方向都有压强; （2）同一深度液体向各个方向的压强相等; （3）液体压强随深度的增加而增大． 但在使用过程中,由于玻璃筒各端口都用橡皮膜封住,无法与外界大气压相通．当将实验器材置于水槽中时,玻璃筒内的密闭气体由于橡皮膜向内凹陷而被压缩,导致内部气体压强增大,影响橡皮膜向内凹陷的程度,从而影响了实验的直观效果．     

闭式振荡热管内流动状态与传热性能实验研究

本文对不同工况下闭式振荡热管内工质流动状态及其传热性能进行了实验研究,分析了流动状态、加热功率及倾斜角之间的相互影响关系.结果表明,随着加热功率的升高及倾斜角在0°～90°范围内的增大,管内工质循环流动趋势增强,热管的热阻减小,工质的充液量限制了高功率时热管性能的进一步提高;冷热端温差随加热功率的升高呈上升-下降-再上升的变化规律,90°和70°倾角下冷热端温差的最低值所对应的加热功率分别为100 W及125 W。     

掺氢改善大口径铜蒸气激光器的输出特性

研究了在大口径铜蒸气激光器（ＣＶＬ）的氖缓冲气体内掺入氢气对激光输出特性的影响。实验表明,掺入微量氢气使输出功率增加２５％,输出光束的空间特性得以改善。     

在原子水平上观察快融化过程

2005年5月，在美国Baltimore召开的CLEO／QELS光学会议上，加拿大多伦多大学的D．Miller教授报告了他和他的同事们进行的一项实验工作，他们第一次在飞秒的时间范围内，在原子水平上观察到金属的融化过程，也就是说，迅速地对金属加热，并观察金属内原子发生的重排列过程，这项实验工作可以为科学家们提供物质在极端条件下状态变化的物理图像，也能使大家了解在行星内部的物质在处于熔化温度时的变化特征。     

分子束外延

分子束外延是七十年代初在真空蒸发外延的基础上发展起来的一种新的外延技术．它是把要蒸发的外延物质,放在喷射炉中,在１０－１０托以上超高真空的喷射室内加热,使物质蒸发．蒸气分子从喷射炉的小孔射出,成为分子束,直接在保持有一定温度的衬底上淀积（见图１）．从分子一个一个地粘附在衬底表面形成外延淀积这一点来看,分子束外延与真空蒸发外延本质上相同．但普通真空蒸发系统的真空度为１０－６托左右,系统内残留的?...     

基于直接吸收光谱测量气体的压强

基于直接吸收光谱技术测量了气体压强.通过控制炉内气体的温度和压力,分别在温度为600K,700K,800K,900K条件下,测得不同设定点的压强,并与压力传感器的测量结果进行对比与分析.结果表明:实验测量值与压力传感器测量值具有良好的一致性,在压强设定点为2.5×104 Pa处有最大相对偏差7%,在压强点5.8×104 Pa处有最小相对偏差1.1%,平均相对偏差为3.1%.     

"气体的压强"演示实验的简易做法

“在玻璃罩内放一个充气不多的气球（图1）,球皮是否受到球内气体的压强？用抽气机把玻璃罩内的空气抽去,抽气的过程中会看到什么现象？”这是人教版普通高中课程标准实验教科书《物理·选修1—2》（2004年12月第1版）“气体”一节里的演示实验．全日制普通高级中学教科书（必修加选修）《物理》第二册,在“气体的压强”一节里也有此演示实验．在抽气的过程中可看到气球不断地膨胀,这说明球内的气体确实对球皮具有由内向外的压强．     

角管脉动热管的结构和尺度效应研究

根据角管毛细管中液体的分布以及汽液同向流动的特点,计算分析了正三角形和等腰直角三角形两种截面脉动热管中几种因素对热管传热性能的影响.计算结果表明,在充液率为 30% 时,两种角管脉动热管的热阻均在 0.1℃/W 以下;在相同加热功率和充液率时,等腰直角三角形截面脉动热管的传热性能优于正三角形截面的;截面形状相同时,水力直径较大的热管热阻值低于水力直径较小的热管;热管热阻值随接触角增大而减小.