基于数字全息干涉术的云微物理参数同步测量方法

云微物理参数对气候变化、天气预测、人工影响天气、飞行安全等领域具有重要的影响.目前,基于光散射、碰撞和成像理论的云微物理参数测量方法存在反演过程需要对云滴谱和粒子特性进行假设、撞击过程会破坏粒子特征、无法获得云粒子三维特征等瓶颈问题.本文提出了基于干涉理论,结合光信息处理、景深压缩与融合全息图的灰度梯度方差技术的同轴数...     

混合粒子群算法ADPSO对月球物理参数反演的改进

常规粒子群算法PSO对低敏感参数较难进行最优估计,本文提出联合自适应惯性权重和变异的混合粒子群算法ADPSO.结果表明：最佳拟合效果不随粒子数和变异概率的增大而加强.就四参数估计而言,粒子数取400个,变异概率小于0.03,可实现最优拟合.采用最佳粒子数和较小的变异概率,利用新近月球重力场模型GL0990d和LRO激光测高数据,对月球南半球部分高地的物理参数进行最优估计.发现研究区域的模型导纳谱很好地拟合了观测值,模型重力异常与观测重力异常的残差较小,符合参数估计的要求,验证了算法的有效性.ADPSO适合于月球物理参数估计,为大规模的反演运算提供了参考.     

基于粒子群PSO算法的月球物理参数反演

针对月震数据的局限性,以及传统反演方法求解月球物理参数的不适宜性,利用非线性粒子群PSO算法同时求解岩石圈主要月球物理参数载荷比、月壳厚度、月壳密度、内部载荷深度、岩石圈弹性厚度等.结果表明:粒子群PSO算法能够同时反演多个月球物理参数的最优解,计算效率高于传统方法.将该方法应用于月球物理参数多参数的反演,可为月球内部精细结构研究提供参考.     

六十年代粒子物理理论研究的回忆

<正>今年四月,北京大学物理系52级同学于入学六十周年之际在母校聚会,许祖华教授要我谈谈六十年代国内粒子物理理论研究的情况.那是一个十分不寻常而且激动人心的年代,用现代的语言说是一个充满创新的时代,新思想层出不穷.那些新思想后来有的被淘汰,有的被修改,有的被淘汰后又重新复活.历史是一面镜子,我把那段历史讲出来,如能引起人们的思考,能对大家有所启发,从而有益于现在的研究工作,我将感到欣慰.此外,我还要谈到层子     

海胆状金纳米粒子表面形貌对表面增强喇曼散射特性的影响

采用改进的一步还原法合成了多种海胆状金纳米粒子,并对它们的表面增强喇曼散射特性与其表面形貌的关系进行了实验研究.实验表明,合成的海胆状金纳米粒子的直径及表面的尖刺大小可以通过改变加入到氯金酸溶液中的硝酸银的量来调节.当加入到氯金酸溶液中的硝酸银为1μL时,合成的海胆状金纳米粒子的直径最小而尖刺最长.同时测量的紫外-可见-近红外吸收光谱表明,海胆状金纳米粒子的局域表面等离子体共振带会随着加入到氯金酸溶液中的硝酸银量的增加而变宽.此外,通过喇曼标记分子对巯基苯甲酸(4MBA)的喇曼光谱测量发现,较小直径和较长尖刺的海胆状金纳米粒子具有更强的表面增强喇曼散射活性.     

新物理的探索——非加速器粒子物理实验的进展

 近十年来,非加速器粒子物理实验的进展引人注目.实验设备规模宏大,建造费用猛增,实验运行周期变长.去年八月二日至八日在新加坡举行的第二十五届国际高能物理会议上,非加速器粒子物理实验及其有关理论的报告占相当大的比重,引起与会者的广泛兴趣.加速器产生的粒子束能量与亮度是可控的,粒子束种类、飞行方向和到达时间可由实验人员调节与控制.几十年来,这种粒子源实验手段在高能物理的飞速发展中起了巨大作用.但是,无论是粒子的能量还是粒子的种类,自然界存在的粒子源远比人工粒子源丰富多样.人们往往是在自然界找到了新粒子源,然后在加速器中产生它,并进行精密的测量.这样的例子是层出不穷的.例如,α、β与γ射线就是在天然放射源中找到的.正电子、μ介子和奇异粒子也是在宇宙线中首次发现的.     

测量光盘物理参数的综合性实验设计

开发设计了一种光盘物理参数测量的综合性实验.该实验涉及大学物理课程中的力学、光学等知识,内容丰富,趣味性强,知识先进,作为大学物理实验的教学项目,对提高学生的实验兴趣及创新能力培养有较大的促进作用,实施效果良好.     

利用部分纠缠的特殊二粒子W态和部分纠缠的二粒子态传送二粒子纠缠态

提出了利用部分纠缠的特殊二粒子W态和部分纠缠的二粒子态组成量子信道,隐形传送一个二粒子纠缠态的方案。发送者进行两次Bell基测量,接受者先在{|0〉,|1〉}基下进行一次测量,然后实施一次控制—非操作,最后引进一个辅助粒子并进行一组适当的幺正变换操作,便可以一定的概率实现二粒子纠缠态的隐形传送。分析表明:当量子信道处于最大纠缠,即信道由一个特殊二粒子W态和一个Bell态组成时,本方案的传输概率达到2/3,传输效果介于完全由W态组成量子信道与完全由Bell态组成量子信道的方案之间。     

基于数字全息干涉术测量液相云微物理起伏的湍流参数表征

针对云降水物理研究中湍流的测量需求,提出了一种基于数字全息干涉术测量液相云微物理起伏的湍流参数表征方法.该方法无需假设云滴谱分布函数及调整相关参数即可获得实际湍流影响的液相云微物理起伏.利用定常湍流影响的雾滴模拟液相云滴,采用像元尺寸1.67μm的相机时序记录雾滴谱,获得含水量与雾滴平均半径的起伏.根据湍流理论,计算了...     

浅析初中物理核心素养及其对物理教学的影响

2 0 1 6年, 有学者称之为中国教育的“ 核心素养年” . 2月, 《 中国学生发展核心素养( 征求意见稿) 》出炉; 9月, 《 中国学生发展核心素养》总体框架正式发布. 但是目前只有高中学段各学科的核心素养已公布, 而初中学段 的核心素养尚未确定. 本文是在已有研究的基础上, 结合对核心素养的理解以及初中物理的学科特点, 提出了初中 物理核心素养的4个要素: 物理认知、 科学思维、 科学探究和科学品格. 然后将初中物理核心素养与高中物理核心素 养进行了对比, 思考了它们的区别与联系, 由此阐述了初中物理核心素养对初中物理教学中教育观念、 教学内容和 教学手段的影响     

正则化方法同化多普勒天气雷达资料及对降雨预报的影响

基于三维变分同化(3DVAR)的思想,提出一种适用于多普勒天气雷达资料直接同化的正则化方法.从寻求Y^o=H(X)带有偏差δ的极小模解出发,引入正则化思想,并给出与3DVAR方案不同的新代价函数.针对2008年8月14日发生在北京地区的一次局地暴雨过程,设计了一组数值试验,并采用L曲线准则后验选取最优正则化参数.数值结果表明:正则化方法和3DVAR方案均能有效同化多普勒雷达资料,雷达径向速度的同化效果明显好于反射率因 关键词： 多普勒雷达资料 正则化 3DVAR 降雨预报     

惠更斯次波法在遥感图像去云和云影中的应用

针对在遥感图像中有云和云影的区域无法获取信息的情况，提出一种对遥感图像局域增强的新方法，即采用惠更斯次波法寻找遥感图像中有云覆盖的区域和有云阴影的区域，进而采用邻域平均法，将有云覆盖的区域和云阴影区域与大尺寸的平滑卷积核进行卷积得到具有较宽的渐变边缘，再对原图像中有云覆盖的区域和云阴影区域的亮度进行补偿，从而获得原图中被云覆盖的区域和云阴影区域的信息。这种半自动提取地物的方法，对在有云和有云影的遥感图像中提取地物信息具有辅助作用。     

云和降水扰动对黄土高原半干旱草地辐射收支及能量分配的影响

地表辐射收支和能量分配对陆-气系统的反馈是气候模式中最重要的物理过程之一. 认识半干旱地区云和降水的扰动对辐射收支和能量分配的影响规律, 是提高数值模式中评估地表辐射收支和能量平衡参数化效果的关键环节. 利用兰州大学半干旱气候与环境观测站2008年的观测资料, 研究了云和降水的扰动对辐射收支各分量的削弱作用及对地表能量平衡的影响规律. 年平均结果表明, 多云状况可以作为年平均的气候背景; 云和降水对短波辐射削弱最强, 大气向下长波辐射随天空云量的增加而增强, 地表向上长波辐射随着云量的增加而减小, 净辐射占总辐射的比率受云和降水的影响较小. 季节平均结果显示, 短波辐射日积分量在生长季和非生长季均随云量的增加而降低, 生长季云和降水对短波辐射的削弱作用明显强于非生长季. 生长季, 晴天、少云和多云时向上长波辐射差异不大, 阴天时向下和向上长波辐射明显减小. 非生长季, 地表向上长波辐射受云和降水的影响较小, 日积分量变化不大, 向下长波辐射随云量的增多而增强. 地表反照率具有明显的日变化和季节变化, 冬季大, 秋季小; 地表反照率日变化呈不对称的“V”形分布. 生长季, 感热通量和土壤热通量随云量增多而减小; 潜热通量在晴天、少云和多云状况下随云量增多而增大; 阴天时受降水影响, 净辐射的严重削弱导致了潜热通量大大降低. 非生长季, 少云时净辐射日积分量最大, 晴天时的净辐射与多云和阴天状况接近; 感热和潜热通量随云量的增多而减小, 土壤热通量日平均积分值在非生长季为负. 生长季, 多云状况的能量闭合度最好, 能量不平衡差额占净辐射的3.9%; 阴天时最差, 不平衡差额占净辐射的16.8%; 晴天和少云状况不平衡差额约占净辐射量的7%. 非生长季受积雪影响, 能量不闭合差额明显大于生长季. 关键词： 半干旱草地 云和降水的扰动 辐射收支 能量平衡     

适合光学图像数据压缩的图像对称化方法研究

研究了对图像进行对称化处理和频域规范化处理后信息熵和数据总量的变化,将需传输的数据总量作为衡量标准,找到了适合光学图像数据压缩的最佳对称化处理方法,理论推导和实验结果均表明,采用四个象限全对称处理后的图像在频域全为实数且数据量较小,具有与离散余弦变换相同的频域特性,从而得到了采用光学方法实现离散余弦变换及图像数据压缩的一种可行的方法。     

Adaptive active contours based on local and global intensity information for image segmentation

This paper proposes a new formulation of active contours in the partial differential equation (PDE) framework. The evolution equation consists of two terms: a force term and a regularization term that smoothes the level set function. The proposed model can handle intensity inhomogeneity by integrating the local and global intensity information into the force term. Moreover, the level set function can be initialized to any bounded function (e.g., a constant function), thus completely eliminating the need of initial contours. Experimental results show that the proposed model can effectively and quickly segment many synthesized and real images, especially for images with intensity inhomogeneity.     

动态像面法测量水面落点位置及误差分析

为了测量弹丸水面落点的位置, 建立了基于CCD相机动态像面的测量模型。该模型通过CCD相机辅助采集相关点位的图像信息, 对水面落点的位置函数以及误差进行了研究。首先, 利用空间几何获得靶船上三定点相对于测量船的方位、俯仰信息。接着, 结合t时刻观测图像上定点的像面坐标, 运用底片常数模型建立像面坐标和角度信息两套参量之间的关系函数, 从而得到目标落点的方位、俯仰信息, 再利用异面交会法计算出目标落点位置。最后, 分析了目标落点位置的误差来源(质心误差, 位置误差)、误差以及各误差源与位置坐标之间的关系。实验结果表明:在测量船位置精度达到0.05 m, 图像质心定位精度达到0.5 pixel时, 在最小交会误差的情况下, 目标落点的位置测量误差分别为2.8, 4.9, 4.3 m。     

Accuracy of stress measurement by Laue microdiffraction (Laue‐DIC method): the influence of image noise,calibration errors and spot number

Laue microdiffraction, available at several synchrotron radiation facilities, is well suited for measuring the intragranular stress field in deformed materials thanks to the achievable submicrometer beam size. The traditional method for extracting elastic strain (and hence stress) and lattice orientation from a microdiffraction image relies on fitting each Laue spot with an analytical function to estimate the peak position on the detector screen. The method is thus limited to spots exhibiting ellipsoidal shapes, thereby impeding the study of specimens plastically deformed. To overcome this difficulty, the so‐called Laue‐DIC method introduces digital image correlation (DIC) for the evaluation of the relative positions of spots, which can thus be of any shape. This paper is dedicated to evaluating the accuracy of this Laue‐DIC method. First, a simple image noise model is established and verified on the data acquired at beamline BM32 of the European Synchrotron Radiation Facility. Then, the effect of image noise on errors on spot displacement measured by DIC is evaluated by Monte Carlo simulation. Finally, the combined effect of the image noise, calibration errors and the number of Laue spots used for data treatment is investigated. Results in terms of the uncertainty of stress measurement are provided, and various error regimes are identified.     

数字图像相关技术的综合算法及其在断裂力学中的应用

鉴于散斑图的随机噪声和相关搜索运算过程仍是当今影响相关图像技术所获结果精度与计算速度两大有待研究解决的主要问题,提出一种基于小波变换、序惯相似度检测和统计相关算法三者相结合的新算法。其基本原理是应用小波变换对变形前后的散斑图进行滤波平滑处理;利用序惯相似度检测算法进行粗搜索,找到可能的匹配点;在可能的匹配点应用统计相关法进行细搜索,最终找到匹配点的位置。基本实验、计算和应用表明,这种算法在消除噪声和提高运算速度等方面,取得了良好的效果。     

氦同位素与氢分子碰撞的振转激发分波截面研究

用密耦近似方法和Tang-Toennies势模型计算了E=0·7eV时,氦原子的四种同位素3He,4He,9He,10He与氢分子H2碰撞体系的振转激发分波截面.通过分析各碰撞体系分波截面的差异,探讨了He(3He,4He,9He,10He)-H2碰撞体系的弹性碰撞、纯转动激发和振转激发情况下,其分波截面随量子数和体系约化质量的变化规律.     

A method for determining optical constants, dimensions, and concentrations of “soft” absorbing particles in the brightening band region

We investigate the possibilities of creating a method for estimating the optical constants, dimensions, and concentrations of “soft” absorbing particles by applying a theoretical analysis of the angular dependence of the intergrated indicatrix, overall characteristics of light scattering, and absorption on the phase shift and diffraction parameter of particles in the brightening band region. We show that using the investigated optical characteristics, it is possible to determine the unknown parameters of a suspension from experimental data. Institute of Biophysics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russia. Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 64, No. 6, pp. 807–812, November–December, 1997.