超声效应与超声刀

超声亦称超声波,是指频率高于人类听觉上限频率(约2×104Hz)的声波,其波长范围约为10-2~10-6m。超声波在媒质中传播时,由于声波和媒质间的相互作用,使媒质发生一系列物理和化学变化,也会出现一系列力学、光学、电学、化学等超声效应。超声产生这些效应的基本作用主要有三个:(1)线性交变的振动作用,是由于媒质在一定频率和声强的超声波作用下作受迫振动,而使媒质质点的位移、速度、加速度以及媒质中的应力等分别达到一定数值而产生一系列超声效应。(2)由于超声振动的非线性而产生锯齿波形效应和各种直流定向力(如辐射压力和平均粘滞力等),并…     

机械波的多普勒效应浅析

波源或观察者相对于媒质运动时,观察者接收到的频率(称为感知频率)不同于波源的频率,这种现象称为多普勒效应.本文试图给出机械波多普勒效应普遍公式的简单推导,并就有关问题略加讨论.一、公式推导设波在各向同性均匀媒质中传播的速率为 v,波源相对于媒质的速率为 v_z,观察者相对于媒质的速率为 v_o,波源的固有振动频率为 v,观察者的感知频率为 v′。     

存在固有线双折射光纤费尔德常数的测量

从理论上分析、计算了扭转光纤对小信号电流灵敏的影响，提出了一种新的更为简便的方法测量费尔德常数、并用实验验证。结果表明当光纤扭转率与固有线双折射的比值大于一定数值时，用本方法测量得到的费尔德常数值与理论值十分接近。这一方法为测量具有线双折射光纤的费尔德常数提供了一种新的途径。     

基于柯西色散公式测量费尔德常数的方法

柯西色散公式是法国数学家柯西发现媒质的折射率与真空中入射光的波长的数学关系.由此可以提出一种在分光计实验平台上利用柯西色散原理测量费尔德常数的新方法,通过分光计测量汞灯发出的光线在三棱镜及三棱镜容器中发生色散时,每种特征谱线对应的折射率,进而计算出晶体的费尔德常数.此方法实验周期短,成本较低,可适应于多种环境下,使得测...     

声光调制原理及应用

声波通过固体媒质时,在媒质中产生的机械应力会引起媒质折射率的变化,从而在媒质中形成光栅状的折射率轮廓．该光栅结构导致入射光束的衍射,称为声光效应．利用声光效应可以实现光的调制。 图１给出声光调制器的示意图,它是一块透明的固体煤质（如石英）,煤质的两端分别与压电换能器和吸声器相连,当换能器上加以高频电压时,换能器的振动会在煤质中产生超声波．媒质的折射率ｎ＝,当超声波穿过团体媒质时,媒质分子电偶极矩发生变化（Χｅ发生变化）,从而使媒质的折射率发生周期性变化,形成折射率光栅（即超声光栅）．此时光栅常数…     

负媒质模型的时域有限差分法分析

 负折射率媒质是一种人造媒质,在某一微波波段内其介电常数和磁导率同时为负值。对TE模电磁场满足的麦克斯韦方程组进行数值处理,解决了直接利用时域有限差分方法在Yee’s网格下计算负折射率媒质内部场分布时的数值发散问题。通过数值算例,验证了方法的可行性,模拟了负折射率媒质内部及周围的电磁场分布。     

对冲火焰中煤粉着火的实验研究

本文发展并建立了一套适用于研究煤粉穿越气相火焰面着火特性的对冲火焰实验系统,基于碰撞解聚原理研制了全新的微小载气量给粉系统。通过统计ICCD拍摄的煤粉着火图像,结合数值计算分析煤粉颗粒的沿程温度经历,发现穿越扩散火焰面时颗粒升温速率可达10~5 K/s,火焰面温度及煤粉停留时间是决定煤粉穿越火焰面后着火模式的主要因素。     

运动媒质的边界条件

运动媒质的边界条件，现有的资料中都是用非相对论的方法导出的［１］，得出的结论常常又被用来讨论一些运动边界的相对论问题［２］．本文首先导出了运动媒质界面单位法线矢量的相对论变换公式，并作了一些讨论；进而由静止媒质的边界条件和洛伦兹变换导出了运动媒质的边界条件．     

各向异性超常媒质矩形波导的导波特性研究

研究中通过建立和求解填充各向异性超常媒质的矩形波导TE模式和TM模式的波动方程和场分布方程,讨论了各向异性超常媒质矩形波导的有效介电常数、有效磁导率、相位常数以及传输系数与所填充超常媒质本构参数之间的变化关系.研究发现,填充了各向异性超常媒质的矩形波导的导波特性在截止频率之上的频率区域,其导波特性由所填充超常媒质的横向本构参数决定,而与超常媒质的纵向本构参数无关.但是,在截止频率之下的频率区域,该矩形波导的导波特性则由所填充超常媒质的横向本构参数和纵向本构参数共同决定.研究中通过典型的计算实例对所得到的结 关键词： 各向异性 超常媒质 矩形波导 导波特性     

对兰斯别尔格介电常数椭球的商榷

1.兰斯别尔格(Ландсберг)的介电常数椭球(элипсойд диэлектрической постоянной) 苏联兰斯别尔格院士所著《光学》(Оптика)一书于1954年发行第三版(该版由北京大学杨葭荪、张之翔译出,1957年在我国出版)。此书的第廿五章“晶体光学基础”中多次谈到介电常数椭球。如中译本464页上说:“在各向异性媒质方面,关于介电常数的一般规律是这样,那就是介电常数的全部数值可以用一个三轴的椭球来代表,这个椭球的三个主轴是α,β,γ_o(按:后面兰斯别尔格把α,β,γ换成ε_x,ε_y,ε_(zo))如果在任一方向上作出上述椭球的径向矢量,则此径向矢量的长度就代表该方向上介电常数的数值……”,该页上注②说:“某一种数量,如果它的全部数值可以用一个椭球来代表,则称为二级张量。这样,媒质的光学各     

简谐振动的位相

位相是振动与波动问题中的一个重要概念.一般的普通物理学教材中都是在讨论简谐振动时引入位相的.以余弦形式表示的简谐振动的运动方程为[1]式中x是振动质点的位置坐标,由于坐标原点取在平衡位置,故x也表示质点偏离其平衡位置的位移;A为振幅,由振动的初始条件决定;是振动系统的固有圆频率,由系统本身的性质决定;t本是自计时起点算起的时间间隔,但因通常都取计时起点为零,故t也表示所考虑的运动时刻;余弦函数的宗量(t+)即称为振动的位相,常以表示,其中的为初位相,它是t=0时的位相.对于一个确定的振动系统(一定),仅由初始条件决定.由(1)式可…     

具有刚性联接界面和滑移界面的层状固体媒质的声反射

利用矩阵方法,本文提出了声波从具有刚性联接和滑移界面的层状固体媒质反射特性的一般模型,导出了包含一个或两个滑移界面的层状固体媒质纵波和横波声反射系数解析表达式。文中还给出一些典型粘接件声反射系数的数值计算结果,为正确选择超声评价这些界面特性所采用的技术参数提供了依据。     

低层大气中可听声超额衰减的测量

声音在大气中的传播衰减是个很复杂的问题。除了声波本身的球面衰减和大气媒质对声音的吸收以外,还存在着由于大气不均匀性所造成的附加衰减。这种衰减主要由两方面引起:气象条件(温度和风随高度的分布)所导致的声传播路径的弯曲;大气湍流和其它不均匀性(如雾等)对声波的散射。球面衰减以外的衰减统称作“超额衰减”。由于牵涉的因素很多,关系也很复杂,所以它的理论估值非常困难,往往主要地依靠实地测量。     

固体的光散射讲座 第四讲 非线性喇曼散射

非线性喇曼散射是指由于分子的偶极矩或激活介质的宏观极化矢量与光电场强度呈非线性关系,所引起的喇曼散射过程.在自发散射过程的理论描述中,振动着的分子体系的偶极矩可以写成其中q为分子振动的简正坐标,u为分子体系的固有偶极矩,α(q)称为分子体系的极化率,β(q)等则可称为超极化率.显然,上式中第二项所引起的喇曼散射是线性的,第三项以后各项所引起的喇曼散射则属于非线性的,其中由β(q)所引起的喇曼散射则称为超喇曼散射[1,2] 当人射光较弱时,自发的线性及非线性喇曼散射效应都非常弱,而且它们是非相干的散射.当人射的泵浦光较强时,再…     

溶胶-凝胶法制备Fe-Al_2O_3巨磁旋光薄膜北大核心

用溶胶-凝胶法制备了Fe-Al2O3铁磁金属-非磁绝缘体基体薄膜。实验结果表明,当Fe与Al2O3的质量比为1∶1,热处理温度为420℃时,所制备的薄膜具有最大的磁致旋光(Faraday)效应,测得的费尔德(Verdet)常数V=(6.8×104)°/(T.cm)。通过分析,得出了Fe-Al2O3薄膜巨磁Faraday旋光效应主要是由光、磁场与薄膜相互作用产生剧烈塞曼(Zeeman)分裂引起的。对影响薄膜Faraday旋光效应的各种主要因素进行了讨论。     

溶胶-凝胶法制备Fe-Al_2O_3巨磁旋光薄膜

用溶胶-凝胶法制备了Fe-Al2O3铁磁金属-非磁绝缘体基体薄膜。实验结果表明,当Fe与Al2O3的质量比为1∶1,热处理温度为420℃时,所制备的薄膜具有最大的磁致旋光(Faraday)效应,测得的费尔德(Verdet)常数V=(6.8×104)°/(T.cm)。通过分析,得出了Fe-Al2O3薄膜巨磁Faraday旋光效应主要是由光、磁场与薄膜相互作用产生剧烈塞曼(Zeeman)分裂引起的。对影响薄膜Faraday旋光效应的各种主要因素进行了讨论。     

源嵌入正折射率传输线介质板内的倏逝波和成像特性

 提出了点源嵌入正折射率介质板进行亚波长成像的新方法,分析了位于负折射率媒质里的正折射率介质板内外的电压倏逝波和电压传播波分布。正和负折射率媒质分别由2维未加载传输线和2维加载电感、电容传输线网络组成。微波电路和数值仿真结果都显示由于板内增大的倏逝场,在正折射率介质板的两个界面附近出现了很大的电压幅度,该结果证实了该正折射率介质板透镜能够恢复电压倏逝波,从而提高像的分辨率。     

纵波的波形与媒质的运动状态

根据媒质疏密程度来分析纵波传播时媒质的运动状态,并能过媒质间相互作用力与媒质运动状态的关系,证明媒质单位面积相互作用力的功率等于能流密度。     

金属平板覆盖负折射率媒质的电磁波反射系数的PLRC-FDTD分析

 推导了负折射率媒质中的FDTD分段线性递归卷积(PLRC)计算式,并将PLRC-FDTD方法用于仿真电磁波与负折射率媒质的相互作用, 计算了金属平板覆盖负折射率媒质层对垂直入射电磁波的反射系数。数值结果表明：负折射率媒质包层可以极大地减少目标的电磁回波能量,碰撞频率越大,振荡频率越小,其吸波性能越好;负折射率媒质碰撞频率、振荡频率及其分布形式是影响反射系数的重要因素。     

激光热弹激发超声脉冲的特性研究

由一维的热传导方程和Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，对半无限媒质表面受脉宽为ｔ０的矩形激光脉冲激励时所形成的热弹超声应力脉冲作了理论研究。在媒质是强或弱吸收，表面是钳紧或自由的情况下所得到的超声应力脉冲表达式以及对强吸收试样的实验结果，都表明对于自由表面激光脉冲所激发的超声应力脉冲是双极性的，而在钳紧表面时则是单极性的。