雪的热辐射偏振特性定量研究

雪作为衡量全球气候变化有效的信息源之一,其热辐射存在偏振特性,且这一偏振特性会受到多因素的影响。为了定量分析单一因素及其交互作用对雪的热辐射偏振特性的影响,在传统分析的基础上,设计了三因素三水平的正交实验。结果表明,探测角、方位角和波段均对雪的热辐射偏振特性产生影响;探测角对雪的热辐射偏振度产生显著的影响;探测角与其他两因素的交互作用以及波段均对雪的热辐射偏振度产生显著影响;方位角对雪的热辐射偏振度有一定的影响,而它与波段的交互作用不会对雪的热辐射偏振度产生影响。因此,在研究中,既要考虑单因素本身对雪的热辐射偏振特性的影响,还要考虑交互作用的影响。     

低温热辐射实验设计及教学方法

随着低温热辐射(红外辐射)应用的发展和普及,作为(可见光区)高温热辐射教学实验的补充,有必要将热辐射教学实验拓展到低温区.重新设计了热辐射教学实验及其实验系统,该系统包括直立导轨、热辐射单元、安装在导轨上的热辐射传感器和数字多用表及程控电源等通用仪器.在教学中引入热电堆型热辐射传感器,向学生呈现出从辐射源的热辐射到探测...     

热辐射光子对高能粒子的影响

从热辐射和高速粒子的康普顿背散射出发，结合热辐射规律，探讨了热辐射对高能粒子的影响，给出了由于热辐射造成的高能粒子的能量损失、功率损失、光阻力和光压的表达式。结果显示：由于热辐射造成的高能粒子的能量损耗、功率损失、光阻力和光压正比于温度的4次方，正比于高能粒子Lorentz因子的平方。本文还通过计算得出热辐射对高能粒子的影响可以忽略。     

近高超声速高温蓝宝石窗口下中波红外成像退化分析仿真与性能测试实验

本文基于高温红外窗口热辐射红外成像探测器干扰机理,开展高温红外窗口成像分析、仿真与实验验证研究工作. 根据流体仿真计算获得的高温窗口温度及实验测得的窗口发射率、吸收率等参数,开展窗口热辐射计算;建立了光学窗口介质内部辐射传输路径和强度计算模型,并给出了窗口辐射出射模型以及相应红外成像模型;基于光学追迹方法,把窗口热辐射成像的计算问题转换成了光学计算问题;设计了一种基于高温蓝宝石红外窗口的加热实验,对红外成像仿真结果进行了检验. 通过仿真结果与窗口加热实验结果对照,将基于模型分析获取图像与实验结果图像作差,得到的平均每个像素误差值为0.45;实验发现在窗口约773 K条件下,设计的中波红外成像系统的信噪比、对比度分别降低到原来三分之一左右,而整个红外成像系统NETD值由原来的约52 mK上升到了954 mK. 本文提出的窗口热辐射分析方法可以有效估计窗口热辐射对中波红外成像的影响,设计的实验对成像系统的指标验证有较好的用途,同时对红外成像系统波段细化优选和成像参数调整,降低图像退化程度,都有着重要的指导意义. 关键词： 近高超声速 高温蓝宝石窗口 气动效应 仿真与实验     

热辐射率对火焰温度测量精度影响的研究

分析了影响热辐射法测量火焰温度精度的主要因素,研究了基于灰体热辐射理论描述火焰介质的热辐射率变量特征的相关参量,构造了燃烧产物的热辐射率函数的理论模型。根据火焰产物的特性采用不同的近似方案,讨论了热辐射率准确性对温度测量精度的影响。结果表明,火焰介质可分为理想、线性和一般灰体,相关的热辐射率函数的表现形式是不同的,多波长辐射法比单波长辐射法测温精度要高。     

热辐射演示实验的改进

初中物理教材第二册关于热辐射的演示实验中,让太阳光照射黑色或白色的烧瓶,因此,这个实验受天气的影响很大,在阴天实验不能进行。即使是晴天,如果实验室或教室的位置不合适,要使阳光射到室内就比     

存在热耗散时动态法测良导体热导率的研究

通过分析热波传输过程中产生的谐波的振幅谱和相位谱,测量了存在热耗散情况铜棒的热导率.该方法可以简化实验装置,消除谐波引起的系统误差,实验中热对流和热辐射对测量结果的影响可以忽略.     

PTR技术测量材料的热扩散系数的线性化方法

报道了一种用光热辐射 (PTR)技术测量不透明材料热扩散系数的优化方法。从光热辐射理论出发 ,在一定条件下 ,推导出位相信号和调制频率的关系表现为线性关系 ,分析实验数据得出材料的热扩散系数。     

石墨烯-六方氮化硼异质结构近场热辐射研究

近些年来,人们在发现近场辐射传热不同于传统换热的机制后,进行了大量的理论研究和实验验证.尤其是新型材料如石墨烯以及各种超材料可以由人工制得后,近场热辐射可以得到更多的电磁调控.本文将石墨烯覆盖在半无限大六方氮化硼上,分析了石墨烯等离极化激元与六方氮化硼声子极化激元耦合产生共振的效果对近场热辐射传热的影响,结果表明覆盖石墨烯之后,六方氮化硼之间的近场热辐射有明显增强。     

热辐射环境下目标红外偏振特性分析

红外偏振成像技术具有提升目标识别率、辨别伪装目标等多重优势,但在复杂环境下目标的红外偏振特性容易受到干扰,从而出现错判和漏判的情况。为研究环境热辐射对目标红外偏振特性的影响,基于偏振双向反射分布函数推导了热源照射下目标表面红外线偏振度的解析模型。经过理论仿真及实验验证得出,环境热辐射会影响目标的红外偏振特性。当环境热辐射强度小于目标自发热辐射强度时,红外线偏振度与环境热辐射强度呈负相关,即环境热辐射强度越大,红外线偏振度越小。当环境热辐射强度大于目标自发热辐射强度时,红外线偏振度与环境热辐射强度呈正相关,即环境热辐射强度越大,红外线偏振度越大。上述结果表明,当目标受到外部热辐射影响时,红外线偏振度会发生规律性变化。     

辐照处理对油菜籽光谱特性影响的研究

针对油菜籽经过核辐照处理后其光谱反射特性会发生改变的特点,提出了应用可见／近红外光谱技术进行油菜籽的快速无损鉴别。利用偏最小二乘法和BP神经网络建立鉴别模型,并比较了不同光谱预处理方法、主成分数据变换方式及隐含层节点数对模型预测结果的影响。实验采用五种剂量辐照(50, 100, 150, 200Gy和不经核辐照处理)的油菜籽共135个样本进行建模,49个进行预测。结果显示,最优模型是原始光谱数据先经过中值滤波平滑法、附加散射校正及一阶求导法预处理。经PLS方法提取6个主成分经自然对数变换后,选取神经网络隐含层结点数为4个或9个。最优模型对是否经过核辐照处理的样本识别率达100%,对核辐照剂量预测精度为85.71%, 说明提出的方法可以用于评估核辐照处理对油菜籽光谱特性产生的明显影响。     

Study on structure change of carbon nanotubes depending on different reaction gases

Aligned carbon nanotubes were grown by plasma-enhanced hot filament chemical vapor deposition using different reaction gases and they were investigated by scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. It is found that the hollow carbon nanotubes were formed using methane and hydrogen as the reaction gases, but the bamboo-structured carbon nanotubes were grown when ammonia was added into the reaction gases, indicating that the structure of the aligned carbon nanotubes was changed depending on different reaction gases. On setting of diffusion of carbon, the effects of the nitrogenous gas on the structure change of carbon nanotubes are studied.     

Magnetic studies on ZnTe:Cr film grown on glass substrate by thermal evaporation method

ZnTe and ZnTe:Cr films were prepared on glass substrate by using thermal evaporation method. X-ray diffraction analysis revealed the presence of ZnCrTe phase. X-ray photoelectron spectroscopy was used to estimate the composition of as-prepared films. The valence state of Cr in ZnTe:Cr film is determined to be +2 by using electron spin resonance spectroscopy. Magnetic moment data as a function of magnetic field was recorded by using superconducting quantum interference device magnetometry at 300 K. The result showed a clear hysteresis loop with coercive field of 48 Oe. Magnetic domains were observed by using magnetic force microscopy and the average value of domain size was 3.7 nm.     

Surface analysis of biocompatible coatings on titanium

The coatings of hydroxyapatite, which is widely used for orthopaedic and dental prothesis, were deposited by using the dip-coating method. The layers of hydroxyapatite were grown on commercial Ti substrates. In order to improve the adhesion of hydroxyapatite, the substrate was a priori covered with titania or calcium titanate by using the sol-gel technique. For comparison, commercial samples of hydroxyapatite coating (manufactured by means of plasma-spray apparatus) were analysed. The chemical composition and the structure of the coatings (TiO₂, CaTiO₃ and hydroxyapatite) were studied by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning Auger microscopy (SAM), X-ray diffraction (XRD) and secondary electron microscopy (SEM) techniques. The data of quantitative XPS analysis and the surface images (SAM and SEM) displayed the superior quality (cleanness, homogeneity, etc.) of hydroxyapatite deposited by sol-gel in comparison with commercial samples investigated.     

Effect of laser treatment on the surface of copper alloys

The paper presents the results of laser cleaning of the archaeological metal objects using two time widths of pulsed laser radiation, which are around 150 μs and around 120 ns. Two archaeological objects made of copper alloys were studied: a bow and a ring. Both objects came from a cemetery which is located in the garden complex of Wilanow Palace in Warsaw and are dated from XII to XIII century. The bow and bronze ring had ornamental longitudinal grooving and were part of burial jewellery. The materials of which these artefacts were made of, as well as corrosion products on these objects, were studied by using a variety of analytical techniques. The phase composition of the corrosion layers was determined by using Raman spectroscopy. The surface topography as well as the chemical composition of the deposits and cleaned surfaces were investigated. The samples were examined using scanning electron microscopes equipped with EDS. The investigations included observations in SE and BSE modes and point analyses of the chemical composition by EDS.     

基于显微拉曼对氮胁迫下微藻油脂变化的研究

利用共聚焦显微拉曼光谱仪获取生长在三种氮营养条件下(氮胁迫、氮正常、氮饱和)培养的蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的拉曼光谱,通过拉曼散射光谱信息对微藻在不同氮胁迫下生长情况及油脂变化进行研究。对油脂拉曼特征峰值比值作气泡图以直观表达油脂积累量,该气泡图与尼罗红荧光图像具有良好的相关性。光谱信号经预处理后,利用主成分分析(PCA)对全波段进行分析,获得相应的主成分变量,通过线性判别分析(LDA)建立分类模型。利用PCA获取的主成分变量建立的LDA预测模型对三种氮营养条件的预测正确率分别是80%, 93.3%, 86.7%。基于油脂特征位移(RS)处的比率建立的LDA分类模型对三种氮营养条件的分类正确率最高达到86.7%。研究结果表明,利用拉曼技术对微藻生长的不同氮胁迫条件鉴别是可行的,且随着氮胁迫影响的时间增加,油脂的积累差异就越大。     

基于单幅数字散斑投影及图像相关的离面振动测量

采用单幅数字散斑图投影及高速数字图像采集技术,研究了动态离面位移的测量。采用商用液晶投影仪将计算机产生的模拟散斑图投影到待测动态变形物体表面,由高速数字图像采集设备摄取并保存变形散斑图,采用时间序列数字图像相关软件计算出物体表面各点随时间变化的离面位移。这种方法用于振动分析时不仅可以获得振型分布,而且还可以获得各点的振幅值。与现有的激光频闪照相测振及激光多普勒测振等方法相比,具有光学系统简单,可全场定量测量。悬臂梁振动实验结果证实了该方法的有效性。     

基于三维荧光光谱和四元数主成分分析的食醋品牌溯源研究

提出基于四元数主成分分析的三维荧光光谱特征提取新方法,并将其运用于品牌食醋溯源研究。首先利用F7000荧光光谱仪测得不同品牌食醋样本的三维荧光光谱数据,获取样本的等高线图和三维投影图,并进行三维荧光等高线图分析;然后利用激发波长分别为380,360和400 nm下的发射光谱数据建立食醋三维荧光光谱数据的四元数并行表示模型,对四元数荧光光谱矩阵进行四元数主成分特征提取,并基于乘积运算、模值运算和求和运算三种方法对提取出来的四元数主成分特征进行特征融合;最后将融合特征作为K近邻分类器的输入,得到不同食醋品牌的最优分类模型。分别讨论三种不同特征融合方法和四元数主成分个数与最终模型分类正确率之间的关系。针对四个不同食醋品牌120个样本的分析结果可得：基于求和特征融合运算所得到的融合特征可以利用最少的特征数目,建立最优的溯源模型,样本预测集溯源正确率可达100%。研究结果表明：四元数主成分特征提取和特征融合方法能够并行表示三维荧光光谱数据所蕴含的丰富信息,为三维荧光光谱数据分析提供新思路。     

Studies on the effect of temperature on the unit cell parameters of selected polymers

The dependence of the unit cell parameters of several polymers on temperature from room temperature to the melting point was measured by x-ray diffraction using an automated Rigaku θ-θ diffractometer. The anisotropic thermal expansion was characterized, and in the cases of polytetrafluoroethylene and 66 nylon, additional changes were found below their melting points. These data were combined with the results of pressure-volume-temperature experiments to calculate heats of fusion using the Clapeyron equation.     

对氨基苯甲酸在不同基底上的SERS研究

用氢气还原氧化银的方法合成了粒径约为100nm的银纳米粒子,然后在表面经PVP修饰的载玻片上以自组装的方式构筑了银纳米粒子单层和双层二维有序阵列,在铝基底上通过对氨基苯甲酸成功构筑了银纳米粒子的有序组装体,用扫描电镜进行了表征;对不同基底二维有序阵列的表面增强拉曼光谱进行了研究,结果表明,对氨基苯甲酸在银和铝基基底上都是垂直吸附,其表面拉曼增强效应是电磁场增强占主导地位,但同时也有化学增强的贡献。