铁磁流体的静态响应与波脉冲——第20届亚洲物理奥林匹克竞赛实验试题解答

<正>铁磁流体是一种新型的功能材料,其既具有固体磁性材料的磁性,也具有液体的流动性,在施加外磁场时具有强烈响应。铁磁流体的特殊性质使得其在光学调制、传感器、生物医学等领域有着重要应用前景。第20届亚洲物理奥林匹克竞赛实验题目就是研究铁磁流体的静态响应与波脉冲。本文在大赛提供的答案的基础上对本题进行了重新解答。     

2021年亚洲物理奥赛理论第三题——磁悬浮

传统的机械回收手段将塑料颗粒进行再加工,不但降低了再生塑料的质量,而且可能残留染物,因此不适于食品包装等用途。而利用化学回收,可以去除污染物,并为再生塑料提供高质量原料。     

光线追踪和纠缠光的产生——2021年亚洲物理奥林匹克竞赛理论第二题

有用的公式：$\\mathop A\\limits^ \\to \\times (\\mathop B\\limits^ \\to \\times \\mathop C\\limits^ \\to ) = (\\mathop A\\limits^ \\to \\bullet \\mathop C\\limits^ \\to )\\mathop B\\limits^ \\to - (\\mathop A\\limits^ \\to \\bullet \\mathop B\\limits^ \\to )\\mathop C\\limits^ \\to$     

悬臂梁的弹性——2021年亚洲物理奥林匹克竞赛实验第一题

悬臂梁是常见的机械结构之一(见图1),在结构设计中它被用作抗剪切弯曲的主要结构,同时在纳米工程领域也有广泛应用。分析纳米悬臂梁的弹性响应以及阐明应力和应变之间的关系在应用物理学中具有重要意义。然而,对纳米材料的机械性能进行直接测量是相当困难的,与宏观单轴拉伸测量不同,只能采用压痕测试方法。通过对纳米悬臂梁施加力,使用原子力显微镜或者纳米压痕仪观察纳米悬臂梁的弯曲变形,以推导出其杨氏模量,成为在微观尺度上测量材料力学性能的重要方法之一。     

磁悬浮——2021年亚洲物理奥赛理论第三题解答

A部分：磁单极子的突然出现：薄膜中的初始响应和随后的时间演变     

脉冲钛宝石激光器的双波长运转

报道了脉冲钛宝石激光器的双波长可调谐运转，双汉总能量达到４１．８ｍＪ，调谐范围大于１００ｎｍ并且研究了双波长运转时的竞争效应，增益损耗的影响，时域特性等。     

铁电畴反转机理的研究

从铁电畴极化反转的动力学出发,针对铁电畴反转过程中的新畴成核和畴壁运动两个过程,对用外加极化电场实现铁电畴反转的机理进行了理论分析研究,并就低电场和高电场两种条件下的开关时间进行了实验验证.结果表明,实验值与模型计算值吻合较好.     

1.54μmEr3+,Yb3+共掺玻璃激光器的速率方程及数值分析

LD抽运共掺Er,Yb玻璃激光器中的跃迁过程较复杂,针对双掺离子之间的能量传递和Er3+的多种跃迁过程,给出了详细的准三能级系统的速率方程,在合理简化后进行了数值分析,分析了Er3+掺杂浓度和介质长度、抽运光斑、输出镜透过率、谐振腔长、抽运光的椭圆度等因素对激光阈值及斜率效率的影响. 关键词： 1.54μm激光 Er3+玻璃 速率方程 数值分析     

光学方法探索样品的空间结构——第21届亚洲物理奥林匹克竞赛虚拟实验第2题

第21届亚洲物理奥林匹克竞赛于2021年5月16日至24日在中国台湾地区举行。由于疫情原因,比赛以虚拟设备、远程线上考试形式在各国本地进行。     

2021年亚洲物理奥林匹克竞赛理论第二题解答——光线追踪和纠缠光的产生

从大气中去除的二氧化碳,首先通过绿色电力和氢气转化为甲醇,再利用合成酶将这种中间体转化为左旋丙氨酸,该方法的产量非常高。左旋丙氨酸是蛋白质最重要的成分之一,对人类和动物的营养都至关重要。