明胶水溶液分形性质的光散射研究

本文通过动态光散射技术并结合静态光散射及粘滞系数实验研究了明胶水溶液在不同温度、不同浓度下的分形性质。当Ｔ＞Ｔｇｅｌ时（Ｔｇｅｌ为胶凝临界温度），水为明胶的良好溶剂。明胶分子在水溶液中符合自避无规行走模型，分维ｄｆ＝５／３。当Ｔ＜Ｔｇｅｌ时，明胶水溶液需经历从溶液到凝胶的胶凝过程。在胶凝过程中，动态光散射弛豫谱分段具有指数衰减和随后的伸展指数两种模式，且伸展指数衰减的宽度参数β逐渐从０．８减少到胶凝点的０．６７，与此相对应，分维由５／３逐渐增加到２．０。在胶凝点，通过静态光散射及粘滞系数实验测得分维为２．０。     

近临界区表面光散射法乙醇界面性质的实验研究

针对高温及近临界区流体界面性质测量难题,本文研究了表面光散射法在该温度区间流体表面张力和黏度的高精度测量方法。获取了饱和状态下乙醇在温度范围为303 K~T_c内的表面张力和黏度,并利用实验数据分别拟合了对应的van der Waals方程和含临界项的温度倒数多项式方程,在全温度范围内实验值与方程的偏差均在1.5%之内。同时分析了表面光散射法测量流体表面张力和黏度的测量扩展不确定度,当对比温度T_r=T/T_c0.9时,表面张力和黏度的测量不确定度分别为1%和2% (k=2);当对比温度0.90 T_r 0.99时,测量不确定度范围分别为1%~7%和2%~3%(k=2)。     

光学表面光散射特性分析

通过对光学表面光散射特性的研究,结果表明:光散射强度随入射光波长的增加而减小,随表面粗糙度增加而增加.     

氯化钠水溶液的受激布里渊散射效应研究

研究了氯化钠水溶液的受激布里渊散射效应,在实验上得到了 SBS 谱,并从而计算了 SBS 频移、STOKES 线宽、氯化钠水溶液的声速、体积压缩系数以及声子寿命。同时也测量了 SBS 阈值、能量转换率以及脉冲压缩系数。对实验结果进行了理论分析。     

二甲基亚砜水溶液表面张力及粘度与氢键的拉曼光谱研究

利用ZL-10型全自动界面张力仪(柏金环法)和NDJ-5S型数显粘度计测量体积分数为5%～100%的二甲基亚砜(DMSO)水溶液及超纯水,得到表面张力和粘度的变化规律。用拉曼光谱仪测量不同浓度DMSO水溶液的拉曼光谱,得到体系中含氢键作用的拉曼频移变化规律。实验结果表明,DMSO水溶液的表面张力随浓度的变化受DMSO水溶液中氢键作用的影响,且与氢键强度成反相关。DMSO与水的氢键作用对粘度的影响较表面张力更为复杂,粘度随浓度的变化呈二次函数的反常现象,影响因素包含氢键强度,氢键网络结构和空间方向性多个方面。该研究探索一种利用拉曼光谱研究水溶液微观结构与宏观物理性质关系的实验方法。     

表面光散射法正十六烷高温热物理性质研究

为拓展高温下流体黏度和表面张力的测量,改进了原有的表面光散射实验系统,将实验的温度区间拓展至570 K,改进后的系统在整个温区内测量黏度和表面张力的扩展不确定度分别为2％和1％(k = 2).利用新的实验系统研究了正十六烷在353～547 K温度范围内的黏度和表面张力,并利用实验数据分别拟合了温度倒数多项式和van d...     

表面光散射法液体黏度和表面张力实验系统研制

基于气液界面表面波理论和表面光散射原理,本文研制了表面光散射液体黏度和表面张力实验系统,实验系统包括,实验光路、耐高压样品池控温系统和数据采集和处理系统组成。实验系统压力测试范围为0~10 MPa,温度测试范围为283~400 K,温度波动度小于±10 mK/10 h。采用光频外差的方法提取液体表面波信息,并通过数值求解表面波色散方程获得液体黏度和表面张力。利用参考物质甲苯检验了实验系统,本文获得的黏度值与参考方程的最大偏差为1.3%,平均偏差为0.52%;表面张力值与拟合值的最大偏差0.39%,平均偏差为0.23%。通过不确定度分析,本文搭建的系统测量黏度和表面张力的不确定度为别为2%和1%。     

随机粗糙表面光散射场分布特性的机理研究

为了研究随机粗糙表面光散射分布特性机理,采用线性滤波法生成高斯分布随机粗糙表面,以基尔霍夫近似作为电磁场边界条件,采用蒙特卡罗方法数值计算了一组金属和一组电介质粗糙表面在S偏振光和P偏振光照射下的散射光强度空间分布。计算结果显示:金属表面与电介质表面的散射光分布宽度、散射峰值、散射峰位置三个散射特征存在显著差异,经过分析发现这种特征差异的产生机理是由表面面元的斜率分布和面元反射率共同因素导致,与数值计算结果对比,二者具有良好的一致性。     

光全散射法测量微粒尺寸分布的研究

本文从光全散射法的基本原理出发,提出了测量微粒尺寸分布的独立道模式光全散射测量法和非独立模式光全散射测量法,解决了以往光全散射法只能测量微粒的平均直径,不能给出尺寸分布,并且测量范围小,测量结果有多值性的缺陷,独立模式光全散射测量法还能用于测量多峰分布微粒的尺寸分布,数值计算和实验研究表明用本文方法,测量结果准确,可靠。     

表面张力对固壁旁空泡运动特性影响的理论和实验研究

表面张力是影响空泡脉动及空蚀的一个重要因素.对五种不同表面张力液体中空泡脉动（膨胀和收缩）过程进行了研究,并将实验结果与基于空泡生长和溃灭理论的计算结果进行了对比.实验中,用激光作为测试光源,采用光偏转测试系统研究了不同表面张力液体中空泡泡壁运动规律及泡壁速度的变化.结果表明：表面张力对空泡膨胀过程起抑制作用,故液体表面张力愈大,空泡能达到的最大直径越小;表面张力对空泡的收缩过程则起加速作用,液体表面张力愈大,收缩越迅速,空泡泡壁运动速度越大,其所产生的瞬时溃灭压强越大,空化效果越好. 关键词： 表面张力 空泡 光偏转     

基于表面生成法的粗糙基底上半透明涂层的光散射特性

针对光在半透明涂层和粗糙基底构成的两层粗糙面的散射过程,采用表面生成法,考虑入射遮蔽以及多次散射效应,构建表面散射的蒙特卡罗模型,得到粗糙基底上半透明涂层的反射光的能量分布,研究涂层厚度、表面粗糙度、入射光波长等对双向反射分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF)的影响.结果表明,BRDF受表面的粗糙程度影响较大,其峰值随表面均方根斜率的增加线性递减;半透明涂层厚度影响BRDF峰值的大小,厚度为十分之一波长时,BRDF达最小值;近红外光入射时镜反射方向附近BRDF的局部分布曲线相对于可见光入射时有展宽趋势,且方向半球反射率相对于可见光入射时更大.     

激光溶胶的光散射特性

介绍了一种掺Nd2O3纳米颗粒的溶胶体系,对其光散射特性和消光系数进行了理论分析和数值模拟.结果表明,当溶胶体系中Nd原子的浓度为1.386×1020cm-3Nd2O3纳米颗粒的半径为5nm、相对折射率小于1.25时,对1064nm波长激光的散射损耗不超过0.002 cm-1.因此,掺Nd2O3纳米颗粒的溶胶体系可能是一种理想的激光介质.     

基于光散射的火灾烟雾粒子激光图像探测技术研究

本文结合火灾探测领域的特点,分析了火灾烟雾粒子的光散射特性。通过与其他类型的光电感烟火灾烟雾探测技术的比较,阐述了基于光散射的火灾烟雾粒子激光图像探测技术的原理、特点和技术优势。     

激光散射法测试超细颗粒粒度分布的研究

本文系统研究了样品制备条件对激光散射法测试超细颗粒粒度的影响,例如:分散介质的选择、分散剂的类型和浓度、分散颗粒的浓度、超声分散的时间和强度等。并与其他TEM结果进行了对比。研究表明:只有将各种条件最优化,获得高度分散和稳定的悬浮体系或胶体体系,才能最终精确地得到颗粒的粒度分布结果。     

激光散射法对尿液中纳米微晶粒径及其分布的研究

泌尿系结石已经成为威胁人类健康的一种常见病、多发病,目前对其形成的机制尚不清楚。文章采用激光散射法测定了正常人尿液和尿石症患者尿液中纳米粒子的粒径和粒径分布,该方法快速准确、经济、容易操作。正常人尿液比尿石症患者尿液的稳定性好,归因于正常人尿液中纳米微晶尺寸分布均匀,不容易聚集,而尿石症患者尿液的纳米微晶尺寸分布不均匀,粒子间容易聚集而沉降。通过分析尿样稀释、离心或者用微孔滤膜过滤后体系的光强-自相关函数曲线,得到了制备稳定的尿样悬浮液的方法：尿样先稀释20%,然后离心或用1.2 μm微孔滤膜过滤,可得到稳定的尿液悬浮液。激光散射法结果与TEM检测结果一致。从尿液中存在的范德华力、尿液粘度、酸碱性、离子强度、尿液中纳米微晶的表面电荷和Zeta电位等方面解释了尿液稳定的原因。     

结合光场深度估计和大气散射模型的图像去雾方法

目前大部分基于物理模型的图像去雾算法存在复原图像色彩失真和天空边界区域出现光晕效应的问题.为了解决这些问题,本文提出了一种将光场深度计算与大气散射模型相结合的图像去雾方法.该方法通过光场极平面图像计算得到场景深度,将场景深度信息计算所得的透射率与暗通道透射率融合得到最终透射率.同时利用场景深度对天空边界进行判定,单独对天空区域进行处理.在合成雾天图像和真实雾天图像上的实验结果表明,与现有的单幅图像去雾算法相比,本文提出的方法在峰值信噪比以及结构相似性上均有提升.同时对去雾之后的图像的色彩保真度以及光晕效应的抑制方面都取得了较好的结果 .     

激光光散射研究二醋酸纤维素在丙酮中的聚集

采用激光光散射研究了二醋酸纤维素的溶液性质. 发现在丙酮中二醋酸纤维素除了以单链形式存在外,还形成了胶束以及胶束簇集体. 随着浓度的增加,平均流体力学半径线性增加,而均方根回旋半径与平均流体力学半径的比值线性减小,表明由于二醋酸纤维素分子间的相互作用,胶束之间发生聚集,并形成胶束簇集体.     

基于悬滴法的纳米燃油表面张力测量与分析

以柴油为基液、溴化十六烷三甲基铵(Cetyltrimethyl Ammonium Bromide,CTAB)为助溶剂,通过两步法配制CNT(Carbon Nanotubc)、CeO₂及Co₃O₄纳米燃油。采用悬滴法测量柴油与纳米燃油的表面张力,探究纳米物质种类、粒径、质量分数及温度对纳米燃油表面张力的影响。研究发现,在纳米燃油液滴气液界面层内,纳米粒子与柴油分子之间的吸引力使液固分子体系总体的内聚力增强,因而表面张力增大;纳米燃油的表面张力随着粒子质量分数增加而增强,但随着温度升高而线性下降。大粒径的纳米粒子表面电荷密度降低,对表面电子束缚减小,电子游离所产生的与柴油分子之间的极化静电相吸作用更强,使液粒之间的范德华力增强,表面张力增大。在相同质量分数的条件下,非金属CNT的密度较小,纳米燃油中的粒子数目较多,此外其得电子能力更强,极易使周围柴油分子极化形成静电吸引,液粒间范德华力增强,因此CNT纳米燃油的表面张力最大;同为金属氧化物,Co₃O₄的分子量大于CeO_2<...     

Thermodynamics of Surface Tension: Application to Electrolyte Solutions

In this contribution to the special issue of the Journal of Statistical Physics dedicated to Michael Fisher on his 70th birthday, I shall review two thermodynamically distinct routes for obtaining the interfacial tension of liquid-vapor interfaces in mixtures. A specific application to the calculation of excess surface tension of aqueous electrolyte solutions will be presented.     

Fire Smoke Particle Size Measurement Based on the Multiwavelength and Multiangle Light Scattering Method

A multiwavelength and multiangle mathematical model （MWMA） is developed, and the corresponding influence factors of the model are analysed by the numerical calculation, Combined with measurement data of radiation flux and the curve in theoretical calculation, particle sizes of different materials can be obtained, it is found that smoke particle size gradually decreases from land plaster, cotton wick, beech wood, polyurethane, sandalwood, decahydronaphthalene, to N-heptane,