虹的理论进展

本文综述了虹的笛卡尔理论、艾里理论、米氏理论和复角动量理论，并对它们进行了比较和评论．     

主虹虹带分布的模拟研究

本文对主虹虹带分布进行数学模拟分析,提供各种色光的出射光范围的对比分析,实现对主虹自然现象的剖析。     

瑞利散射和米氏散射现象的实验演示

硫代硫酸钠与稀盐酸反应时,会在溶液中缓慢产生不溶于水的固态硫分子,其直径小于可见光的波长;随着反应的进行,多个硫分子聚结形成较大颗粒,其直径接近并逐渐大于可见光波长.在上述反应过程中,利用白光照射溶液,可以分别观察到瑞利散射和米氏散射现象,并在文中研究和分析瑞利散射时光的偏振特性.     

虹与霓的设计与再现及其影响因素研究

针对现有的虹与霓演示装置的诸多缺点,结合光学原理,利用光的折射、反射、色散等物理现象,设计了虹与霓再现的新型演示装置。通过在水缸中放置一面或两面反射镜,控制光线在水中经过一次反射或两次反射,之后折射出水面,产生色散现象而形成清晰的虹与霓现象。该装置实现了虹与霓的再现和影响因素的定量研究,具有结构简单、操作简便、现象明显等优点。通过该装置的演示使学生更深入地理解大气中的光学现象和虹与霓的形成原理与规律。     

基于CCD传感的激光粒度测试技术研究

颗粒测试在工业生产和科学研究中涉及的领域非常广泛,常用的颗粒粒度及其分布的测试方法是激光粒度测试法,其具有测试精度高、测量速度快、重复性好和可测粒径范围宽等突出优点。CCD传感器有灵敏度高、分辨率高、噪声小和较大的动态范围等优点,其作为激光粒度仪的探测器提高光强分辨率的应用已经很普遍了。为提高测量精度,通过对CCD传感技术的研究,应用图像处理的方法来设计光电探测器,搭建了基于米氏散射原理的激光粒度测试系统。实验结果表明,用CCD传感器采集光散射图像,再对图像进行处理,D50与D10误差在6%之内,D90误差在1%之内,降低了测量的重复误差。     

光学镜面洁净度对激光传输特性的影响(英文)

光学系统性能的优劣与光学镜表面的散射情况息息相关.根据米氏理论并利用MATLAB软件,对可见光(0.632 8μm)、近红外光(1.053μm)和热红外光(10.6μm)三种激光在干净、基本洁净(洁净度200)、轻度污染(洁净度500)及重度污染(洁净度750)四种光学镜面洁净度下镜面的双向反射分布函数进行了模拟计算.结果表明:光学镜面的表面粗糙度和表面洁净度影响镜面的双向反射分布函数.进而对光学系统的性能会产生显著的影响,且波长越短,双向反射分布函数越大,散射越复杂.这为光学工程中光学镜面的污染评估和镜面清洁提供有益帮助.     

高阶彩虹现象的观测及其色散特性研究

最小偏向角是研究高阶彩虹现象的重要特征参量．设计了基于环形光屏的高阶彩虹观测装置,能够观测到清晰的1～6阶虹,实现了虹与霓现象的复现,通过读取环形光屏上的角坐标即可测定高阶彩虹的最小偏向角．探讨了不同波长的激光入射时,虹与霓的偏向角随入射角的变化,进一步解释了彩虹的色散规律．根据角坐标的测量值可以推导出圆柱介质的折射率．     

近距云雾回波蒙特卡罗模拟与实验测量

在激光引信中,云雾后向散射会产生引发虚警的回波信号。基于蒙特卡罗法对云雾回波信号进行了模拟仿真,并在云雾室内开展了测量实验,利用测量结果对理论模型进行了验证。研究结果表明：当发射脉冲宽度小于10 ns时,云雾散射回波展宽效应显著,且展宽效应主要是由多次散射产生的;激光回波的实验测量结果与理论计算结果吻合得较好,都近似为高斯波形,且其回波宽度的差别小于6%,回波功率差别小于30%。     

脉冲宽度对云雾回波的影响研究

云雾后向散射会产生引发激光引信虚警的回波信号,基于蒙特卡罗法,对云雾散射回波进行了模拟仿真,并定量给出了云雾散射回波的波形、波峰位置、脉宽和峰值功率随发射脉冲宽度的变化规律.研究结果表明,回波峰值功率随着发射脉宽的增大而增大.且当发射脉宽增大到50ns后趋于饱和,峰值功率将不随脉冲宽度的变化而变化:脉冲展宽的程度随发射脉宽的增大而减弱;发射脉宽对云雾散射回波波峰位置的影响较小.给出的回渡信号模拟仿真结果可以为窄脉冲激光引信的目标识别以及探测阈值和脉冲宽度等参量的优化设计提供依据.     

脉冲宽度对云雾回波的影响研究

云雾后向散射会产生引发激光引信虚警的回波信号.基于蒙特卡罗法,对云雾散射回波进行了模拟仿真,并定量给出了云雾散射回波的波形、波峰位置、脉宽和峰值功率随发射脉冲宽度的变化规律.研究结果表明,回波峰值功率随着发射脉宽的增大而增大,且当发射脉宽增大到50ns后趋于饱和,峰值功率将不随脉冲宽度的变化而变化;脉冲展宽的程度随发射脉宽的增大而减弱;发射脉宽对云雾散射回波波峰位置的影响较小.给出的回波信号模拟仿真结果可以为窄脉冲激光引信的目标识别以及探测阈值和脉冲宽度等参量的优化设计提供依据.     

复动量格林函数方法对n-α散射研究

在复动量表象下引入格林函数,建立了复动量格林函数方法.把这种方法应用于n-α散射系统,计算其散射相移.提取n-α系统的共振态并研究共振态对能级密度、相移和散射截面的贡献.在不引入任何非物理参数的前提下,离散化薛定谔积分方程得到束缚态、共振态和连续谱.通过分析散射态物理量可以更好地理解共振态以及非共振连续谱态.在n-α系统中的成功应用,证明了该方法的正确性.     

三级复叠式制冷系统性能的实验研究

实验系统为三级复叠制冷循环,制冷系统制冷剂为R404A/R23/R14,最低温度可达到-110℃以下。实验时测量系统运行的温度、压力以及压缩机的压比、耗功等参数。结果表明:库温从-60℃降低到-110℃的过程中,三级复叠式制冷循环制冷量先升高后降低,在-80℃左右时达到最大值,并且在整个降温降温过程中,压缩机的耗功一直减小;由三台压缩机的吸、排气压力变化图以及压比变化图和排气温度变化图分析可知,系统有不匹配的地方,还需进一步改进。     

色散选通复合成像光谱系统的实验研究

提出一种新的利用色散选通复合成像原理测量光谱空间分布的光学系统.对这个系统的成像质量、聚光本领和光谱带宽进行了理论和实验研究.探讨了它在荧光光谱和吸收光谱空间分布测量中的应用.     

光束在尾流气泡中传输的复散射效应

为了了解光束在尾流气泡中的传输特性,为前向光尾流的探测提供理论依据,研究了光束在尾流中传输时传播方向上和横截面方向上的辐射强度分布特性.基于辐射传输方程的小角度近似解,得到了探测截面上的约化强度和漫射强度的表达式,其中漫射强度表征了复散射的强弱;针对典型的尾流气泡分布,通过数值计算分析了光束传输方向上的约化强度和漫射强度与接收视场角、光学厚度和光束大小的关系,也计算分析了光束横截面方向上的辐射强度随光束大小和横向距离的变化关系.结果表明,光束在尾流气泡中传输时复散射效应明显,且复散射的强弱与接收视场角、光束直径、光学厚度和横向距离密切相关.     

金属板材应力集中现象的实验研究

本文运用电测法,通过测量有圆形孔洞金属板材圆孔周围的应力,分析圆孔周围应力集中规律;运用材料力学、弹性力学的基本原理,通过金属板材单纯受拉或纯弯时的情况分析、讨论叠加原理在处理应力集中问题时的具体应用方法。     

船舰尾流前向散射的缪勒矩阵特性研究

从米氏散射理论出发,利用单次散射理论模型研究了船舰尾流前向散射缪勒矩阵(FSMMBSW)的分布模式,以及矩阵元与气泡数密度、气泡半径之间的关系.研究表明,气泡米氏散射缪勒矩阵元m2和m4在前向90°存在较大振荡,且振荡幅度随半径增大而增大;气泡幕前向散射缪勒矩阵元M11和M44无方位变化,有方位变化的矩阵元随方位角正弦...     

大气泡散射的几何物理模型数值计算

米氏模型和德拜级数展开模型在气泡尺寸达到μm量级时不能很好地解释海水中大尺寸空泡的后向散射现象，计算速度较慢且容易溢出。提出使用几何物理光学模型解释大尺寸空泡的后向散射现象，给出了一种基于几何物理光学模型的球形大气泡散射特性的数值计算方法，并与德拜级数展开式进行了比较，计算结果基本吻合。该方法在计算大尺寸空泡的后向散射时不受微粒尺寸参数和折射率的限制，且避免了复杂的级数形式，与基于米散射理论或德拜级数展开的算法相比，具有更快的运算速度。最后给出了一些计算实例。