创新性模拟海市蜃楼现象

利用定影粉配制成浓度连续变化的溶液,来模拟大气中密度连续变化的空气,实验获得了良好的海市蜃楼上现蜃景效果;另外,用不同浓度的蔗糖溶液配制成的梯度溶液,实现了两个上现蜃景的效果。通过对这两种体系的成像效果的研究,加深了对海市蜃楼这一神秘自然景观的认识和理解。     

海市蜃楼现象的模拟与研究

利用食盐和蔗糖溶液,分别构建了两种不同的体系来模拟海市蜃楼现象,均实现了良好的上现蜃景。同时对两种体系在实验过程中出现的各种现象和成像效果做了比较,从物理实验的角度形象地加深了对海市蜃楼这一神秘自然景观的认识和理解。     

模拟海市蜃楼实验的配液新方案

分析了配制传统模拟海市蜃楼溶液的方法的不足,提出了新的配制溶液的方案,推导出了所配制的溶液浓度梯度随高度的分布公式,从而使实验过程中配液的时间大大缩短,实验现象更加明显,提高了实验的成功率.     

海市蜃楼形成的理论分析与实验模拟再现

分别根据费马原理和光学拉格朗日方程进行了理论推导,得到了自然界里出现的上现蜃景海市蜃楼现象,光线在大气中传输的轨迹方程.两种方法得到的方程所描绘的都是一系列向上凸的曲线,以利用分层折射率的分析方法得到的曲线相似,解释了上现蜃景海市蜃楼的形成原因.利用浓液法对海市蜃楼中的上现蜃景进行了实验模拟再现.实验过程中采用了"纱网框上浮法"注入清水,成功配制了折射率随高度均匀梯度变化的NaCl水溶液,穿过浓液的激光光路和理论轨迹方程曲线相似,观察到了实景物清晰稳定的上现蜃景像.     

浅析海市蜃楼的成因

 海市蜃楼是一种自然现象,但在被充分认识以前,往往被人们神秘化、甚至迷信化。其实海市蜃楼就是阳光在大气中折射而产生的一种光学现象。当一束光线从一种透明介质到达另一种透明介质时其线路会发生改变,这就是光的折射。如图1所示:ML为透明介质A、B的分界面,N为法线,θ1为入射角,θ2为折射角。设光在A中的速度为v1,在B中的速度为v2,由折射定律可得:sinθ1sinθ2=v1v2.我们通常把光速较快的介质叫光疏介质,把光速较慢的介质叫光密介质。由上面的式子可知:光线从光疏介质进入光密介质时,入射角大于折射角,光线折向法线。     

海市蜃楼演示装置的改进

目前实验室的海市蜃楼演示装置需要多人操作,且演示周期长,实验现象不稳定.针对这些问题,对该装置进行了改进,增加了3层隔水薄膜,通过抽水机向装置内缓慢注水.改进后的装置演示现象直观、清晰,且实验现象保持的时间较长.     

"海市蜃楼"的真正原因

海市蜃楼是光在密度分布不均的空气中传播时发生全反射而产生的.夏天,海面上的下层空气的温度比上层的低,密度比上层的大,折射率也比上层大,我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平的气层组成的.远处的山峰等物发出的光射向空气中时由于不断折射,越来越偏离法线方向,进入大气层的入射角不断增大,以至发生全反射,就会看到远方的景物悬挂在空中.而情景如图1所示.     

非线性变折射率大气中的海市蜃楼

讨论了一种非线性变折射率大气中的海市蜃楼,利用变分法导出了形成蜃景的条件及物点与观察者之间距离的计算式.     

用线性变折射率模型解释海市蜃楼

利用线性变折射率模型,定量分析了海市蜃楼现象,导出大气中的光线方程,并研究了蜃像位置与观察者的关系。     

海市蜃楼发生时能够返回地面之光线的初始角探讨

从真空中光速最大事实和折射定律(或光线轨迹方程)出发,证明:大气中能够返回地面之光线的初始角α是不能任意的,且当α大于某个值α_m时,从某点发出的光线不可能返回地面,同时给出影响α_m的其他因素.     

力学问题和光学问题的关联:由悬链线和海市蜃楼说起

首先简要介绍了悬链线和海市蜃楼问题的数学模型和传统解法,随后讨论了如何利用折射定律求解悬链线方程和利用拉氏量来描述海市蜃楼的形成.在分析二者之间的数学模型相关联的基础上,重新强调了在大学物理教学中重视哈密顿原理与费马原理之间密切联系的必要性.     

模拟电子秤

用“金属箔式应变片”传感器完成“模拟电子秤”的实验，扩展学生的视野，应用性强，有利于提高学生综合实验能力。     

模拟温度计

 在自然界中,我们会遇到各种物理量、化学量和生物量等,这些量大致可分为电学量和非电学量。电学量的测量发展较好,而占大多数的非电学量(力、热、光、磁、色、味、离子等)如何转化为可测的电学量,在计算机高速发展的今天,显得尤为重要。传感器是把非电学量转为可测的电学量的器件。由于各种传感器本身包含的物理内容、性能和测量方法可以大大扩展学生的视野,有的传感器的原理和测量可成为重要物理实验内容,应用性强,对培养学生的综合实验能力很有好处,因此我们结合仪器设备和实验教学要求,设计了模拟温度计综合应用性实验。模拟温度计是将热学量通过传感器变换成电学量,最后通过电位差计显示出来的装置。     

Matlab模拟静电场与模拟静电场实验的比较

大学物理实验中用模拟法测绘静电场实验虽然可以描绘静电场的分布情况,但不够准确.用Matlab计算并模拟的静电场不仅理论清楚,结果也较为准确.两者互为补充,用于实践教学,使实验与理论得到了完美的结合.     

模拟卢瑟福实验室的实验以检验理论模拟

在亚稳态电子碰撞激发系列程序的基础上研制成功了瞬态电子碰撞激发的系列程序，并用此系列程序模拟了卢瑟福实验室2000年的类氖锗瞬态电子碰撞激发19.6nm X射线激光实验，与实验数据的比较表明，模拟结果与实验基本符合，为以后研究瞬态电子碰撞激发机理打下了基础. 关键词： X射线激光 瞬态电子碰撞激发 类氖锗 亚稳态     

太阳模拟技术

概述了国内外太阳模拟技术的发展现状。提出了太阳模拟器设计的技术指标,讨论了太阳模拟器的光学系统设计思想。介绍了聚光系统、光学积分器、准直系统、滤光片光谱透过率的优化设计方案,通过复合高次非球面聚光系统和非共轴深椭球面反射镜的使用,提高了聚光镜对光源辐射通量的聚光效率,改善了第二焦面上的辐照分布。通过对光学积分器原理及像差分析,给出了有效的优化设计经验公式。最后,对研制过程中遇到的问题进行了归纳总结,并提出了改进思路。     

太阳模拟技术

概述了国内外太阳模拟技术的发展现状。提出了太阳模拟器设计的技术指标,讨论了太阳模拟器的光学系统设计思想。介绍了聚光系统、光学积分器、准直系统、滤光片光谱透过率的优化设计方案,通过复合高次非球面聚光系统和非共轴深椭球面反射镜的使用,提高了聚光镜对光源辐射通量的聚光效率,改善了第二焦面上的辐照分布。通过对光学积分器原理及像差分析,给出了有效的优化设计经验公式。最后,对研制过程中遇到的问题进行了归纳总结,并提出了改进思路。