对"气压类科学玩具"课程化的研究——科学玩具物理教育功能开发和研究系列之四

在孩子们所喜爱的玩具中，有许多涉及气体压强变化规律的玩具．传统的玩具有桔皮枪、气球、紫砂尿娃、饮水鸟等；目前市场上较为普遍的还有气压摇铃、气压水枪、气压跳马等．这些玩具，现象奇妙、易于操作，因而在不同年龄段的儿童中广为流行．     

数学表达式的逻辑关系自动检测算法及其在物理实验中的应用

提出一种复合函数与子函数的自动检测与排序算法,算法分析与实验结果表明,变量提取算法仅对数学表达式进行一次扫描就可提取出其中的因变量与所有的自变量,树型分层算法不仅可获得每一个树节点或树叶的树路径信息,而且还符合数学表达式之间逻辑排序的要求。     

封面照片说明

这是被称为“宇宙枪手”的“隼鸟”号小行星探测器,它是由日本科学家设计制造的。这次探测计划与2005年7月实施的“深度撞击”不同,它不是与小行星硬碰硬,而是通过一系列操控来完成,从而收集小行星的信息。“隼鸟”号装有一支长40厘米的枪,枪管开口处呈喇叭形状。当“隼鸟”号接近小行星时,会向其表面射出一颗直径1厘米,速度180米/秒的金属子弹,枪击所激起的小行星表面物质会被喇叭状的枪口吸入并收集。按计划射击将进行两次。同时“隼鸟”号还要在小行星表面放置一个漫游器以获取更多的资料。“枪击”计划于2005年11月上旬实施。这次“隼鸟…     

封面照片说明

 这是被称为“宇宙枪手”的“隼鸟”号小行星探测器,它是由日本科学家设计制造的。这次探测计划与2005年7月实施的“深度撞击”不同,它不是与小行星硬碰硬,而是通过一系列操控来完成,从而收集小行星的信息。“隼鸟”号装有一支长40厘米的枪,枪管开口处呈喇叭形状。当“隼鸟”号接近小行星时,会向其表面射出一颗直径1厘米,速度180米/秒的金属子弹,枪击所激起的小行星表面物质会被喇叭状的枪口吸入并收集。按计划射击将进行两次。同时“隼鸟”号还要在小行星表面放置一个漫游器以获取更多的资料。“枪击”计划于2005年11月上旬实施。     

双阳极磁控注入枪束流特性的研究

 介绍了用于34GHz基波回旋速调管的双阳极磁控注入枪的结构特点，为了准确分析磁控注入枪的束流特性，建立了阴极表面理论模型，用新编制的程序模拟了电子轨迹。模拟和测量结果显示磁场对磁控注入枪的束流有影响，磁控注入枪的束流也与阴极温度和空间电荷效应有关系。     

自然光照下反射光的偏振特性研究

在自然光照条件下,用CCD相机获取树叶表面反射光的偏振信息,经过分析和计算,得到反映树叶表面信息的偏振度图像偏振度图像.在实验室条件下,对不同种类的树叶以及不同颜色的同种树叶样品进行了研究,结果表明PDI探测相对于传统的光度探测有一定的优越性,可以在军事目标识别和遥感探测领域发挥重要作用.     

放电参数对爆燃模式下同轴枪强流脉冲放电等离子体的影响

同轴枪强流脉冲放电常见有爆燃模式和预填充模式两种放电模式,爆燃模式放电可以得到杂质少、准直性高、输运速度更快的等离子体射流.本实验主要对不同电压及进气量下同轴枪强流脉冲爆燃模式放电的等离子体特性进行了研究.结果表明,在相同放电电压下,进气量少时会有多团等离子体从枪口喷出.随着进气量的增加,同轴枪放电产生的等离子体密度增加,输运速度减小,最终等离子体只有一团从枪口喷出;而在相同进气量下,随着电压的增加,等离子体密度增加,输运速度增大,开始出现有多团等离子体从枪口喷出的现象.产生该现象的原因主要是在放电过程中,当气体持续进入枪底部时,同轴枪底部会产生新的电流通道向前运动,使得在同轴枪出口处观察到了多团等离子体喷出的现象;随着放电电压的增加,在放电过程中回路电流也增加.当电流增加到一定程度时,同轴枪底部就会产生新的电流通道,从而有多个等离子体团从枪口喷出.通过改变充电电容以及对磁探针信号的分析,进一步分析并验证了同轴枪底端多次放电的现象.     

封三照片说明

枪,据史料记载我国宋朝就已制成突火枪和火铳,那是世界上最早"枪"的雏形。到了14世纪,随着火铳流入欧洲,枪得到了长足发展,特别是两次世界大战的爆发,大大推动了枪械的技术进步。目前世界上枪的品种与型号林林总总多达数千种,而在这枪海中最为让人称奇的是近年来研制出的特种枪械,下面就介绍几种现代特种枪械。渔叉枪——这款枪发射的渔叉后部可拖动一条     

用Matlab软件模拟树叶在风中的无序运动

使用Matlab/Simulink软件,建立了树叶在风中振动的仿真模型,得到了单片树叶无序运动的位移、速度,通过对多片树叶的无序振动取统计平均,发现树叶在风中做小幅度的振动,其机械能是近似守恒的。     

饮水鸟中的热力学原理

 古老的中国玩具饮水鸟外形像一只鸟，主体由玻璃制成。它的身体是一根玻璃管，管的上端是一个小球，也就是鸟头，管的下端是一个大球，也就是鸟的尾部。球内装有液体，管的下端浸在液面下。整个鸟身是密闭的，架在一个类似鸟腿的座上。它的头部粘有尖尖的嘴，尾部粘有羽毛。而它的神奇之处就是，在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口后，直立起来。可是直立一会儿它又会俯下身去，等到鸟嘴浸到了水，“喝”了一口，又会直立起来。就这样，它不停地点头喝水，就像是一台永动机。这一点使爱因斯坦都为之吃惊。据资料记载，有人将饮水鸟赠送给爱因斯坦，当他看过并明白其原理后,十分惊叹饮水鸟的设计。因此这个玩具又被叫作“爱因斯坦也吃惊的玩具”。     

真空镀膜直枪蒸发技术改造

<正> 一、前言在我国,七十年代先后生产了带环枪的镀膜机、带L枪的镀膜机和带直枪的镀膜机,总计数百台,其中带直枪的镀膜机占绝大部分。磁偏转电子枪性能优良,七十年代初在国外已占据优势,并开始淘汰其它几种电子枪。国内     

台湾桤木根叶养分内循环对施肥的响应

对比分析了施肥与未施肥退耕地7年生台湾桤木树叶和细根中N、P、K、Ca、Mg 5种元素内循环差异。结果发现：生活叶和落叶,活细根和死细根中各养分含量和5种元素总养分含量均为树叶〉极细根〉细根;树叶和细根都存在养分内循环,但树叶内循环率高于细根。各养分元素在树叶和细根中的内循环率并不一致,三大元素中K内循环率最高,N次之,P最低;Mg的内循环率较低,而Ca则表现为富集。施肥与树叶和细根中养分变化显著相关（P〈0.01）,施肥后树叶和细根中N,K含量和总养分含量增加,而P、Ca、Mg的含量减少;施肥与树叶养分内循环率变化显著相关（P〈0.01）,与细根养分内循环率变化中度相关,而与极细根养分内循环率变化不相关。     

紧凑型氢等离子体枪设计和实验

 设计了一种紧凑型氢等离子体枪及驱动电路。这种枪采用同轴结构,电极之间有两层石墨环和两层氢化钛,利用氢化钛作为气源储存体,利用表面闪络机制产生等离子体。实验诊断表明,等离子体枪能产生密度为10×¹⁰~10¹²/cm³,半径为1~2cm,长度为60~80cm的等离子体柱,它在磁场导引下存在时间大于400 μs。该枪结构简单、体积小、重量轻、工作电压低、使用方便。适合作为等离子体高功率微波器件中的等离子体源。     

感应耦合等离子体中和枪的电子引出特性研究

给出了一种感应耦合等离子体源的设计,用于等离子体中和枪装置.通过实验方法研究等离子体源的电子引出特性,并结合理论分析了等离子体密度随射频功率的变化关系.研究结果表明等离子体源的电子引出特性与放电腔内气压有关联性,E?H模式转换中电子密度的变化与负载的电感值相关.研究成果对等离子体中和枪的发展有重要的参考价值.     

等离子体源参数对长导通等离子体断路开关性能的影响

 研制了可工作在长导通时间（约1μs）的等离子体断路开关，实验研究了等离子体源参数，包括等离子体枪与主回路之间的触发延时、等离子体枪的工作电压以及等离子体枪的数目对开关性能的影响规律。研究结果表明，开关导通时间和开关电压随触发延时、枪工作电压和数目的增加而增加，但当开关导通时间接近主回路电流四分之一周期时，开关电压呈下降趋势。当Marx发生器工作电压为120kV且采用4个等离子体枪时，实验获得的最大电压倍增系数约为1.8。     

光谱导航技术在果树果实定位中的应用

将光谱技术与导航技术有机结合是光谱分析技术的一个新颖且重要的应用方向。果实表面的反射光谱特征是果实物质的一种固有特征,果实与树叶、树枝的反射光谱在多个波段都有明显差异,根据果实表面反射光谱的不同, 进行导航定位是一项具有实用意义的研究课题。文章提出了一种光谱导航技术,将果实、树叶、树枝的反射光谱作为一个重要的导航参数,利用其差异进行导航。研究结果表明,果树叶光谱在可见-红外区具有明显的“平坦效应”; 果树枝光谱则是在很宽的波长范围内具有平稳的上升趋势; 而果实的反射率具有波动性变化。在850 nm处果实和叶子之间的反射率有较大差别,在这个波段附近设计阈值,则很容易识别果实与树叶。所提出的方法不仅可以快速区分果实、树叶和树枝,还可以有效消除外界环境的干扰。与传统的计算机视觉导航方法相比,光谱导航技术在果树果实定位方面具有一定的特色。     

紧凑型连续大变倍比枪瞄镜光学系统设计

为适应单兵平台的需求,设计了一款1×～8×紧凑型连续大变倍比枪瞄镜.阐述了紧凑型连续大变倍比枪瞄镜的设计方法及思路,根据设计指标进行物镜、中继系统、目镜的指标分解及高斯光学计算,初步评估整体光学系统的包络尺寸和复杂程度,依据高斯光学计算结果对枪瞄镜各组成部分单独进行光学设计和评价.解决了连续大变倍比枪瞄镜设计过程中大变...     

利用SEM，XRD和FTIR研究四种化学预处理对楸木木屑酶解的影响

利用 NaOH ,Ca（OH）2,H2 SO4和 HCl 四种溶液对楸木木屑进行化学预处理,发现两种碱预处理均能显著提高楸木木屑的酶解效率。采用扫描电镜（SEM ）,X 射线衍射（XRD）和傅里叶红外光谱（FTIR）对四种化学预处理后的楸木木屑进行观察和分析。SEM 观察发现,四种化学预处理对楸木木屑的纤维表面均有不同程度的破坏与侵蚀,其中 Ca（OH）2的破坏效果最为明显。XRD 谱图表明,碱预处理对楸木木屑纤维素的非晶体结构产生破坏,导致其结晶度升高,而经过酸预处理后楸木木屑纤维素的结晶度没有明显变化。FTIR 谱图显示,酸碱预处理对楸木木屑中半纤维素和木质素的分子结构均有不同程度的破坏,碱预处理过程中木质素的高效溶出可能是楸木木屑酶解效率显著提高的主要原因。     

用变粒子数PARMELA程序作热场发射微波枪数值模拟计算

本文按Schottky方程给出热场发射微波枪阴极电流之值来确定PARMELA程序在每一时间步长内输入粒子数,使PARMELA程序能用来作热场发射微波枪电子的动力学计算,改善了把PARMELA程序不加修改直接用于热场发射微波枪计算而带来的不合理图象。     

一种新型树叶形翅片的数值与实验研究

本文针对通信机柜自然对流散热强化问题,提出了一种新型树叶形翅片强化传热结构。构建了该结构的三维流动传热数值模型,并采用实验方法验证了模型的可靠性。进一步,对翅片关键几何参数进行了数值优化,并对优化后的树叶形翅片与竖直平板翅片、开缝翅片和烟囱翅片等3种典型翅片的速度与温度梯度协同性和传热性能进行了对比分析。结果表明,所提出的树叶形翅片的翅片倾角与翅片间距存在最佳值,分别为60°和10 mm。同时,在相同工况下,与3种典型翅片相比,所提出的新型树叶形翅片的协同角最小,换热性能最好。研究结果表明,本文所提出的新型树叶形翅片是一种有效的通信机柜强化散热结构。