声致发光

对当前非线性声学界和物理学界的一个热门课题———单泡声致发光现象的研究，进行了系统的评述，并介绍了有关最新的进展和应用前景     

液体介质中的空泡发光现象及其他

空泡广泛存在于自然界中，理论和实验表明，空泡在坍塌时可以将能量密度提高-10^12倍，发出皮秒级超短脉冲闪光，文章对液体介质中的空泡规律和常用研究方法进行了描述，主要内容包括空泡动力学、声致发光、冲击波产生、激光空泡及空泡应用前景介绍。     

单泡声致发光过程的等离子体描述

对单泡声致发光过程采用等离子体描述,考虑了各种等离子体输运过程,假设了声致发光的轫致辐射机制,数值模拟的结果与实验很好地吻合,有力地支持了声致发光的热转向的解释,预言了声致发光中可能出现的极端电现象,对各物理量时空剖面的分析表明,强电场的出现中能产生的Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｔａｙｌｏｒ不稳定性有制约作用,这可能是声致发光约１０＾１２能量汇集的原因之一。     

Finite-amplitude vibration of a bubble in water

The numerical results obtained by Rayleigh-Plesset （R-P） equation failed to agree with the experimental Mie scattering data of a bubble in water without inappropriately increasing the shear viscosity and decreasing the surface tension coefficient. In this paper, a new equation proposed by the present authors （Qian and Xiao） is solved. Numerical solutions obtained by using the symbolic computation program from both the R-P equation and the Qian-Xiao （Q-X） equation clearly demonstrate that Q-X equation yields best results matching the experimental data （in expansion phase）. The numerical solutions of R-P equation also demonstrate the oscillation of a bubble in water depends strongly upon the surface tension and the shear viscosity coefficients as well as the amplitude of driving pressure, so that the uniqueness of the numerical solutions may be suspected if they are varied arbitrarily in order to fit the experimental data. If the bubble＇s vibration accompanies an energy loss such as the light radiation during the contract phase, the mechanism of the energy loss has to be taken into account. We suggest that by use of the bubble＇s vibration to investigate the state equations of aqueous solutions seem to be possible. We also believe that if one uses this equation instead of R-P equation to deal with the relevant problems such as the ＇phase diagrams for sonoluminescing bubbles＇, etc., some different results may be expected.     

圆锥气泡发光的光谱性质

在改进的U型管装置中观察到一种圆锥气泡声致发光现象。声致发光产生的单个光脉冲的能量可达到约1.4 毫焦. 脉冲宽度约100 毫秒。发光光谱由连续光谱上叠加C2,CN,和CH的激发态光谱构成。这种圆锥气泡声致发光为单泡声致发光和多泡声致发光提供了一种联系。     

Production of large size single transient cavitation bubbles with tube arrest method

Large size single transient cavitation bubbles of maximum diameter up to 3 cm with sonoluminescence have been generated in water by the ‘tube arrest' method. A simplified one-dimensional model of bubble growing and water column motion is proposed. The results of numerical simulation are compared with the experimental data of the bubble size and oscillation period as the key parameters.     

利用二极管正向伏安特性的测量训练学生对系统误差的修正

在用安培表外接法进行二极管正向伏安特性曲线的测量中,加入系统误差修正,强化学生对系统误差分析与修正的训练。     

Dynamics and measurement of cavitation bubble

Based on the introduction of international progress, our investigations on acoustic cavitation have been reported. Firstly we considered the cavity’s dynamics under the drive of the asymmetrical acoustic pressure. An aspheric dynamical model was proposed and a new stable and aspheric solution was found in numerical simulation of the theoretical framework of the aspheric model. Then, a dual Mie-scattering technique was developed to measure the cavity’s aspheric pulsation. A significant asynchronous pulsation signal between two Mie-scattering channels was caught in the case of large cavity driven by low acoustic pressure. As a direct deduction, we observed an evidence of cavity’s aspheric pulsation. Furthermore, we studied the dependency of the asynchronous pulsation signal on the various parameters, such as the amplitude and frequency of the driving acoustic pressure, and the surface tension, viscosity and gas concentration of the liquid. Finally, we introduced a new numeric imaging technique to measure the shapes of the periodic pulsation cavities. The time-resolution was in the order of 20 ns, one order of magnitude lower than that in the previous work, say, 200 ns.     

定量测量衍射光强分布规律的两种新方法

本介绍了测量衍射光强分布规律的两种新的方法,并对不同方法进行了分析比较。     

应用冲激强度确定电路换路后的初始状态

首先阐述了换路后电容电压或电感电流发生突变的充要条件，然后得出有关冲激强度的两个结论，最后介绍了如何应用冲激强度去确定电路换路后的初始状态。     

声空化物理研究和核发射实验的近期进展

简要概述了20世纪20年代起多泡声空化的发现、研究和应用，随后重点介绍了20世纪90年代初实现的稳态单一气泡；由于它的实现，对声空化的实验研究和理论研究迅速取得进展，特别是在对气泡内部的极端条件（高温、高压、高密度）以及对气泡内声致发光的机理研究方面，同时还介绍了我国早在20世纪60年代实现的瞬态单一泡以及近期的一些实验结果。文章最后提到2002年3月美国报道的声空化核辐射实验，这个实验正在激发人们对声空化的更多关注。     

硅二极管对高功率微波的非线性响应计算

 考虑二极管内部载流子所满足的非线性、耦合、刚性方程组中可能考虑的因素,利用自得研制的半导体器件模拟程序mPND1D, 对硅二极管在高功率微波激励下的非线性特性进行了数值计算,结果显示出硅二极管对徽波信号响应的非线性。     

硫酸中多气泡声致发光光谱

非线性声波方程与气泡脉动方程联立, 可以描述声空化云中的声场以及任何一个气泡的脉动过程,为数值计算空化场问题提供了理论框架.计算的声压分布变化可以用来计算单气泡动力学,了解任何位置处气泡发光过程以及气泡内气体温度和压强变化等. 对浓硫酸中氙气泡空化云的计算定性符合实验观测, 只有钠原子线谱的计算结果相比实验观测有些出入.     

香蕉叶片Chla荧光动力学参量对激发光强的反应

在蓝色激发光(λ_m＝660nm)作用下,香蕉叶片的叶绿素a(Chla)发出波长为720～740nm的荧光信号,荧光强度随时间呈现有规律的变化.随着激发光强的增加,荧光动力学参量F₀和F_VI/F_V呈上升趋势,F_V/F₀与F_V/F_M逐渐达到饱和,而CA和T_1/2呈下降趋势.研究结果表明,保证香蕉叶片光合机构高速有序运转的适宜光强在20～60μmol·m^-2·s^-1之间,过量的光强将造成叶片光合机构的损伤.讨论了香蕉叶片诸荧光动力学参量的生物学意义及其随激发光强度增加而变化的原因.     

X射线绝对测量

在5—25keV单能刻度用X射线发生器上,用充氩密封式正比计数管直接测量了X射线量子效率为0.877±0.011—0.107±0.002,推算出X射线发生器绝对产额为(1.40±0.03)×10~(10)—(9.20±0.39)×10~8/s。     

计算应力强度因子的离散分离变量法

提出一种用于数值求解带有一条边界裂纹的多角形区域上的Navier's方程组边值问题的半离散方法。做一个适当的坐标变换后,将原边值问题化为半无限长条上的不连续系数问题。将其半离散化以后,等价于一个常系数常微分方程组的边值问题。进一步,用直接法来求解这个边值问题,便得到原问题的半离散近似解。值得指出的是,这个用分离变量形式给出的半离散近似解自然地具有原问题的奇性。数值例子显示,用该方法可以很方便地计算出在裂纹顶端的应力强度因子的近似值。     

应用高速莫尔形貌法测量飞弹偏角

本文提出了利用飞弹表面的高速莫尔形貌所包含的三维信息测量飞弹偏角的新方法。对于攻角而言,该方法可以从一张照片上,同时判读得到飞弹攻角在两个垂直面内的分量,从而简化了实验设备。文中,推导了有关计算公式,并对各个参数进行了误差分析;介绍了从静态到动态莫尔形貌的三步实验。实弹结果表明,用该方法可以精确地测量飞弹攻角。     

甲烷分子基频谱带谱线强度的计算

此文用代数张量法导出甲烷分子两个基频谱带的转动跃迁矩阵元，对这两个谱带的谱线强度进行了计算和比较，给出满意的结果。     

经典理论对超急速爆发沸腾的适用性

分析了难以用经典热力学、动力学理论求液体极限温度的原因,指出了三种汽泡形核率公式的异同点及适用条件,分析表明常规沸腾汽泡压力公式及经典汽泡动力学理论因其过多的理想化假设和简化而不适用超急速爆发沸腾。     

岩石等非线性介观弹性固体材料的谐波特性的超声研究

岩石、混凝土等非线性介观弹性固体材料显示出与经典的非线性声学不同的非经典非线性声学现象，比如滞后现象、离散记忆等。本文实验研究了超声波在岩石材料中产生的基波、二次、三次谐波随声源幅度的依赖关系，研究了岩石的超声衰减，与金属材料的进行了对比；并且将浸水后的混凝土与浸水前的混凝土的超声谐波特性进行了对比，对此实验现象作出了定性的解释。此研究有利于岩石等非线性介观弹性固体材料的无损检测的研究。