空心水晶圆柱之绕周振动(英文)

以纯粹水晶割成空心圆柱,令圆柱之轴平行於晶体之光轴。于其里外二面,敷以铜质管状电极、置诸最简单之Pierce式振荡线路中,即能自生振动其振动之方式繁多,俱经吾人详细阐求,已在另文发表,茲不复赘。 各种振动方式中,以绕周振动发生最易。设圆柱内径与外径之比小于一去0.5极近之数,则绕周分三段而振动;设大于此数,则分六段而振动, 绕周振动之温度系数,亦经测定其法置圆柱於一特制之电炉中,连其二电极於振荡电路,令生振动。以所生高周率电流与一周率甚近之水晶片所生之高周率电流相干涉,由 是而生之低周率音差,复与一低周率振荡器相比较,若是则加热后圆柱振动周率之变化,可在该低周率振荡器上直接读之。 若是所得之结果绕周振动之温度系数,随其内外径之比而异。圆柱之绕周分三段而振动者,其温度系数常为正;内外径之比率增加,则温度系数减少。圆柱之线周分六段而振动者,其温度系数常为负;内外径之比率愈高,则温度系数愈大。惟适当三段振动告终六段振动肇端之时,则亘十馀度其周率几不以温度而变合二十馀度而平均计之其温度系数约为0.5×10~(-6)/C,小於寻常水晶片者五十馀倍。割制此种圆柱,并无繁难,且电极简单,装置便利以之控制振荡,校准周率,对无线电通讯,裨益实多也。     

水晶被扭起电现象

割水晶成一圆柱,圆柱之轴即为晶体之光轴,在圆柱之中心穿一孔道,使成一空心圆柱壳,以金属箔敷於圆柱壳内外侧面成两电极。当圆柱之一端固定,一端被扭,则两电极发生异号而等量之电荷,扭转之方向既易,内外两极电荷之号亦互易。若扭力偶矩左旋,则左旋水晶柱之外极得正电;若扭力偶矩右旋则右旋水晶柱之外极得正电。吾人曾由实验测定水晶圆柱之长短l,内外直径d_i及d_0之大小,与由扭偶矩C所生电量q之关系式如次:q=k(l/(d_0(d_0-d_i)))C式中K为一常数,在C.G.S.绝对静电单位制中等於9.2×10~(-8)。     

水晶被扭起电现象

割水晶成一圆柱,圆柱之轴即为晶体之光轴,在圆柱之中心穿一孔道,使成一空心圆柱壳,以金属箔敷於圆柱壳内外侧面成两电极。当圆柱之一端固定,一端被扭,则两电极发生异号而等量之电荷,扭转之方向既易,内外两极电荷之号亦互易。若扭力偶矩左旋,则左旋水晶柱之外极得正电;若扭力偶矩右旋则右旋水晶柱之外极得正电。吾人曾由实验测定水晶圆柱之长短l,内外直径d_i及d_0之大小,与由扭偶矩C所生电量q之关系式如次:q=k(l/(d_0(d_0-d_i)))C式中K为一常数,在C.G.S.绝对静电单位制中等於9.2×10~(-8)。     

均匀流中近壁面垂直流向振荡圆柱水动力特性研究

对均匀来流下靠近壁面处在垂直流向做强迫振荡运动的光滑圆柱的水动力特性进行了试验研究. 试验在拖曳水池中进行, 雷诺数为2× 10⁵, 通过采集顺流向和垂直流向的力, 得到了阻力系数、升力系数、相位角等与间隙比、振荡频率和振幅之间的关系. 通过研究得到如下结论: 1)振荡圆柱的平均阻力系数在近壁面处随间隙比的减小而骤降; 2)振荡圆柱泄涡受到完全抑制的临界间隙比要小于静止圆柱; 3)近壁面的存在对振荡圆柱的能量传递有着重要的影响, 自由边界圆柱强迫振荡所得到的水动力系数不能用来预报海底管道的涡激振动; 4)对于振荡圆柱, 附加质量系数只有在一定的频率范围内才是定值, 且在低频率区域其绝对值随间隙比减小而增大; 5)圆柱在进行强迫振荡时, 其平均阻力系数、振荡阻力系数和振荡升力系数均随无因次振幅的增加而增大. 关键词： 海底管道 强迫振荡 水动力特性 涡激振动     

在二元合金超格中,原子间相互作用之能量与其排列之关系

在二元合金超格之统计力学理论中,原子间互作用能量,因原子之排列不同而异,其所生之影响,吾人擬於此篇中讨论之。吾人认为有Bethe氏理论中之相互作用能量,实为一平均值,其值因合金之秩序程度及其成分而异。吾人作二简单假设:一设相互作用能量为秩序及成分之线性函数,另一设其与原子对偶之数成线性函数。将此等假设应用於AB类之合金,则必须在所设函数中之系数间,有适当关系,合金之临界温度,始在成分为1:1时,有极大值。在AB_3类之合金,吾人乃应用Bragg及Williams二氏之理论以求简便。於此可证明若所设函数中之系数,可任意调整则所计算出之临界温度之极大值可在任何成分发生。故关於此点理论与实验不合之处,可望解决。又合金之反常比热,亦经算出。在AB类之合金,Bethe氏原来之能量公式不復可用,故另用与Bragg及Williams理论比较而得之公式计算。又关於合金可分为二相或多相之问题,此篇亦大略论及。     

在二元合金超格中,原子间相互作用之能量与其排列之关系

在二元合金超格之统计力学理论中,原子间互作用能量,因原子之排列不同而异,其所生之影响,吾人擬於此篇中讨论之。吾人认为有Bethe氏理论中之相互作用能量,实为一平均值,其值因合金之秩序程度及其成分而异。吾人作二简单假设:一设相互作用能量为秩序及成分之线性函数,另一设其与原子对偶之数成线性函数。将此等假设应用於AB类之合金,则必须在所设函数中之系数间,有适当关系,合金之临界温度,始在成分为1:1时,有极大值。在AB_3类之合金,吾人乃应用Bragg及Williams二氏之理论以求简便。於此可证明若所设函数中之系数,可任意调整则所计算出之临界温度之极大值可在任何成分发生。故关於此点理论与实验不合之处,可望解决。又合金之反常比热,亦经算出。在AB类之合金,Bethe氏原来之能量公式不復可用,故另用与Bragg及Williams理论比较而得之公式计算。又关於合金可分为二相或多相之问题,此篇亦大略论及。     

拉脱法测量液体表面张力系数的误差分析

拉脱法测量液体表面张力系数的实验过程中,实验条件影响实验结果的因素繁杂,本文通过理论分析的方法,总结归纳分析了四种对实验影响显著的因素,分别是温度测量偏差导致表面张力系数误差;砝码生锈或磨损造成K值不准确导致表面张力系数误差;圆环沾水造成△U变化导致表面张力系数误差和圆环内外径测量失误导致表面张力系数误差。分析结果表明,实验测得的表面张力系数会随着温度的升高而逐渐降低,且其测量误差将随着生锈砝码数量、圆环上附着水滴质量及内外径测量误差的增加而加剧。该研究结果可为大学物理教学实验教学过程中减小拉脱法测量液体表面张力系数测量误差起到一定指导意义。     

加绕变升角宽频带椭圆螺旋天线

 椭圆螺旋天线的结构比传统的圆柱螺旋天线更加适合于卫星通信的终端,然而由于其圆极化特性变差而限制了其广泛应用。把改善轴向模螺旋天线辐射特性的两种方法结合起来应用于椭圆螺旋天线,提出了带有附加螺旋线的变升角轴向模椭圆螺旋天线。以一个5圈、短轴长轴之比为0.65的椭圆螺旋天线为例,用FEKO软件对其辐射特性进行了仿真。结果表明,这种方法提高了椭圆螺旋天线的方向性系数,同时具有较好的圆极化特性。在2.2~4.2 GHz频率范围内,最高增益为12.86 dB,比单绕均匀升角的椭圆螺旋天线提高了1.2 dB。     

大面积沿面放电等离子体温度的光谱研究

设计了水电极放电装置,在空气/氩气混合气体中实现了大面积沿面放电。采用发射光谱法,对分子振动温度、电子平均能量和电子激发温度等随气压的变化进行了研究。根据氮分子第二正带系(C3Π_u→B3Π_g)的发射谱线计算出氮分子的振动温度;使用Ar 763.51 nm(2P₆→1S₅)和772.42 nm(2P₂→1S₃)的两条发射谱线的强度比得到电子激发温度;通过氮分子离子391.4 nm和氮分子337.1 nm两条发射谱线的相对强度之比得出了电子的平均能量的变化。实验研究了发射光谱随气压的变化,发现其强度随着气压的增加而增强,且其整个轮廓和谱线强度之比也发生变化。随着气压从0.75×105Pa升高到1×105Pa,分子振动温度、电子激发温度和电子能量均呈下降趋势。     

用压电晶片法研究铁在稳定磁场中作横振动时的声频内耗

用罗谢耳盐(NaKC₄H₄O₆·4H₂O)压电晶片测量铁在稳定磁场中作横振动时的内耗,所用的振动频率是1633周/秒。当磁场强度小於40—50奥时,内耗随着磁场强度而变化的曲线几乎是平的,其后则变化较快,在超过约150奥时,内耗的变化又渐越平缓,最后达到一个差不多恒定的最大值。这个内耗最大值在饱和磁场强度下并不降低,这种现象是以前所没有观察到的。根据初步的分析,认为所观察到的内耗舆铁磁性物质在磁场中作横振动时磁畴的磁化向量的转动有密切关系。铁中的磁畴的磁化向量由於试样的弯曲而随着转向,但是外加磁场的作用却要使它们转囘到舆磁场方向一致。通过磁致伸缩的作用,磁畴的转动引起试样的附加应变。这种磁性现象舆弹性现象之间的耦合过程需要一定的时间,因而造成一种应变落后於应力的情况,在周期性应力的作用下便引起内耗。     

高压力下液体之比电容

作者用一电容桥及一特制之液体蓄电器以量甲苯,二硫化碳,正戊烷,正己烷,乙醚,及异戊醇之比电容。所用温度为摄氏三十及七十五度(异戊醇之温度仅为二十二度四),频率为每秒六百,一千及二千周,压力自一气压高至一万二千气压。前四液之比电容几与所用频率无关。(ε-1)/(ε+2)·1/d,(ε-1)/d及(ε~(1/2))-1/d三式中以第一式最近一常数,然压力渐增第一式之值恒随之而渐减,至一万二千气压时(在甲苯为九千五百气压),其减少约数在甲苯及二硫化碳为百分之三,在乙醚为百分之八,在异戊醇为百分之十九,显随电矩之增加而增加,至其原因篇中亦略加说明。篇中图表惠蒙同事朱福炘先生代为抄绘,附誌谢忱。     

高压力下液体之比电容

作者用一电容桥及一特制之液体蓄电器以量甲苯,二硫化碳,正戊烷,正己烷,乙醚,及异戊醇之比电容。所用温度为摄氏三十及七十五度(异戊醇之温度仅为二十二度四),频率为每秒六百,一千及二千周,压力自一气压高至一万二千气压。前四液之比电容几与所用频率无关。(ε-1)/(ε+2)·1/d,(ε-1)/d及(ε~(1/2))-1/d三式中以第一式最近一常数,然压力渐增第一式之值恒随之而渐减,至一万二千气压时(在甲苯为九千五百气压),其减少约数在甲苯及二硫化碳为百分之三,在乙醚为百分之八,在异戊醇为百分之十九,显随电矩之增加而增加,至其原因篇中亦略加说明。篇中图表惠蒙同事朱福炘先生代为抄绘,附誌谢忱。     

四频激光陀螺不同工作模式下零漂的高低温性能分析

四频激光陀螺光强稳定控制后两种不同模式下的零漂在高低温实验中表现出非常明显的差异,其中一种模式的零漂在温度单方向变化时存在一定的振荡,而另一种模式的零漂与温度基本上是线性关系,并且具有良好的重复性。针对这一现象,根据四频激光陀螺的基本理论,分析得出导致这种高低温下不同模式零漂随温度变化不同的主要物理根源可能是差损零漂项和恒磁偏频零漂项随温度变化关系的不同。同时指出四频激光陀螺如果采用温度补偿来提高其精度,则温补系数必须在实际使用的模式下确定才有意义。     

高温超导涂层导体CeO2缓冲层的化学溶液法制备及其热反应过程研究

本文通过化学溶液法在双轴织构的金属Ni-W衬底上外延生长了CeO2超导涂层导体缓冲层薄膜.X衍射极图表明其面内外织构良好.扫描电子显微镜和原子力显微镜观察薄膜表面光滑、平整且粗糙度低.采用差热分析研究了升温速率及样品质量对前驱溶液热反应过程的影响,结果表明其热反应主要经历了三个过程,其中吸附水的脱去和醋酸组的解离分别发生在110～140℃与230～240℃两个温度范围内,且受升温速率的影响很小,表明这两个反应都在较短的时间内完成.而发生在250～500℃温度段的氧化合成反应则需要较长的时间,其反应结束温度与升温速率近似成线性增加.X衍射分析进一步证实了上述三个热反应过程,当温度达到700℃时CeO2可以得到完好的结晶.     

Rb(7S-5D)-H2,He能量转移截面与温度的关系

脉冲激光双光子激发Rb(5S)态到Rb(5D)或Rb(7S)态,在样品池条件下,利用原子荧光光谱方法测量了Rb(7S-5D)-H2,He碰撞能量转移截面与池温的关系.利用三能级模型的速率方程分析.通过测量在不同H2或He密度下的直接荧光与转移荧光的时间积分强度比,在353～493 K温度范围内得到了Rb(7S-5D)-H2,He的反应与非反应碰撞能量转移截面.对于Rb(7S)+H2→Rb(5D)+H2,其转移截面随温度的增加而减小,而其逆过程的转移截面则随温度的增加而增加.对于与He的碰撞,在不同温度下7S-5D的转移截面均符合细致平衡原理,7S,5D态与H2的碰撞速率系数是反应与非反应速率系数之和,利用实验数据可以分别确定反应与非反应截面,7S态的平均反应截面与5D态平均反应截面之比约为1.5.Rb(7S)与H2的反应活动性大于Rb(5D).     

比较实验结果时应注意的问题

通常我们在实验结束后,常要查表将其测得值与表中值加以比较,并以此为根据来判断实验结果的正确与否或进行误差分析。但表中的值也是实验测得的,既然是实验测得也就有其测量时特定的各种条件与因素。在实验结果与之比较时,要根据自己实验的具体情况和条件,加以具体分析,不能盲目拿来比较。例如在测定物质的导热系数时,由于导热率受温度影响很大,相同物质温度不同,则导热率不同。纯金属和大多数液体(水例外)的导热率随温度的升高而降低,而非金属和气体的导热率随温度升高而增大,计算时应取用物质平均温度下的数值。     

Mg_2Si_n(n=1～9)团簇结构、稳定性与光谱性质的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-311G(d)基组的水平上对Mg2Sin(n=1~9)团簇的多种可能几何构型进行了结构优化,获得了各个尺寸下团簇的最低能量结构,随后对最低能量构型的稳定性、红外光谱与拉曼光谱性质进行了理论研究。结果发现:当n≥3时,Mg2Sin团簇的基态构型均为立体结构;Mg原子的掺入提高了体系的化学活性;Mg2Si4与Mg2Si6是幻数结构;在相同的观察频段内,Mg2Si4团簇的红外光谱只有一个强振动峰,拉曼光谱强振动峰的个数较多且位于高频段内,其拉曼活性较强,与之相反,Mg2Si6团簇的红外光谱强振动峰个数较多,而拉曼光谱强振动峰则只有一个,表明其红外活性较强。     

介质阻挡放电中亮暗点超六边形斑图的光谱研究

采用双水电极介质阻挡放电装置,在空气和氩气的混合气体中,首次研究了由中心亮点和暗点组成的亮暗点超六边形斑图。通过观察斑图照片,可以发现暗点位于周围其他三个亮点的质心处,并且亮点和暗点的亮度有所不同,这说明亮点和暗点的等离子体状态可能不同。利用发射光谱法,研究了亮暗点超六边形斑图中亮点和暗点的等离子体参量随氩气含量的变化趋势。首先通过采集氮分子（N₂）第二正带系(C3Π_u→B3Π_g)发射谱线,计算出了亮点和暗点的分子振动温度; 之后利用氮分子离子391.4 nm和氮分子394.1 nm两条发射谱线的相对强度之比,得到了此斑图中亮点和暗点的电子平均能量; 最后通过氩原子696.57 nm（2P₂→1S₅）谱线的展宽,研究了此斑图中亮点和暗点的电子密度。实验结果发现： 在同一氩气含量下,亮暗点超六边形斑图中暗点的分子振动温度、电子平均能量和电子密度均高于亮点的相应等离子体参量; 保持其他实验参数不变,随着氩气含量从70%变化到95%,亮点和暗点的分子振动温度和电子密度均是逐渐增大的,而电子平均能量则是逐渐减小的。亮点和暗点的等离子状态的不同,说明二者的放电机制可能不同。进一步采用高速录像机对斑图进行短曝光拍摄,发现亮点存在沿面放电,这些沿面放电交汇形成暗点。     

热学问题二则

1.一很长的细管与一长度为l的粗管成直角地焊接在一起,如图所示 (见21页)。将细管垂直插入密度为pf的液体中,再把水平粗管的末端密封起来。随后,使该装置以匀角速度ω绕垂直细管旋转。已知外界大气的压强与密度分别为Pa和pa,温度保持不变,并认为空气是理想气体,求液体在垂直管中上升的高度。 (忽略空气密度随高度的变化,不计毛细现象和表而摩擦。) 2.热机在一循环中对外作功为A,从热源吸热为Q1,则其效率;致冷机在一循环中接受外功为A(>0),从冷源吸热为Q2, 则其致冷系数　。设在致冷循环中工质高温热源放热为Q1(>0),看来ε又可写作: (上接…     

涂层裂纹的MHD压降研究

目前的研究已表明,自冷包层中的MHD压降问题可以在与液态金属流体接触的通道壁上涂电绝缘陶瓷涂层或自修复涂层而得到很好的解决。但因热应力等因素引起陶瓷出现裂纹或剥落,在陶瓷涂层出现裂纹或剥落后的MHD压降需要开展相应的实验工作。考虑到低成本和方便的涂层工艺,本研究中的绝缘涂层使用了在回路的运行温度下与流体介质相容的聚氨基甲酸脂,用旋转加热法在外径为64mm、内径为57mm的导电实验段的内壁均匀地涂上2.65mm厚的聚氨基甲酯酯电绝缘涂层,涂后的流道内径为51．7mm,如图1所示,D1－D5为设置的模拟涂层裂纹的铜电极,电要直径为10mm,长为100mm。P1和P2为差压传感器接口,间距为500mm。LEVI探针可测量该方向上的MHD流速分布。P1和P2,电极D1－D5以及LEVI接口均位于电磁铁提供的均匀磁场区域,其方向与液态金属流速和外加磁场垂直。采用特殊的涂层工艺,使每个接口连接处的液态金属不会通过这些电极、差压接口以及LEVI接口与导电的实验段外壁短路,确保全绝缘和各种模拟裂纹的MHD压降实验的可靠性和准确性。