与封堵溃口有关的重物落水后运动过程模型

洪涝灾害经常会造成溃坝溃堤,进而引发泥石流灾害,造成国家和人民生命财产的严重损失,物体填堵方法是有效解决溃坝溃堤问题的一种手段,主要针对物体填堵时在何处投放物体最有效的问题进行了解决.在合理假设的前提下,通过对试验模型中各单件相关数据进行分析并参考相关资料,得出影响重物在水中运动的主要因素,包括流体结构、投放高度、投放方式、物体形状等.然后按照物体是否完全浸入水中把运动过程分成两个阶段,再分别从垂直和水平两个运动方向考虑,利用已知的试验数据和相关知识,建立了能够适应不同情况的、描述重物水中运动过程的数学模型.以大实心方砖为例进行分析,利用Matlab对所建的模型进行求解,对比拟合试验数据得到的和所建模型得到的运动方程,从而可以计算出离散时间点的相对误差,其值大约为8%-13%,符合容许条件,证明所建模型还是比较合理的.     

用惠更斯作图法讨论单轴晶体中双波长双负折射现象

近年的研究表明,在右手性的各向异性材料(如普通晶体)中一定条件下也会形成负折射,用惠更斯作图法可以清楚地说明普通单轴晶体中出现的这种情况.本文用惠更斯作图法说明在适当条件下,一束含有两种波长的光入射到单轴晶体中会出现双正折射、一正一负折射、双负折射等物理现象.以钒酸钇晶体为例,计算了发生负折射现象的临界入射角.本文的工...     

Graded index photonic crystals: A review

A new type of photonic crystal (PC) named graded index (GRIN) PC was proposed by E. Centeno in 2005. It is obtained by appropriately modifying the parameters of a regular PC, thus resulting in gradual index variation. Many applications are inspired by this notion. This review will introduce different ways of designing GRIN PCs from both theoretical and experimental point of views. Some typical applications based on GRIN PCs are presented, followed by the focusing mechanism of GRIN PC.

     

二维蜂窝结构声子晶体的负折射成像研究*

为了得到分辨率更好的平板透镜,对此进行了研究。利用有限元的方法研究了由水/水银材料组合的二维蜂窝结构声子晶体平板透镜的负折射成像特性,通过数值仿真计算了声子晶体的能带结构、等频色散曲线,模拟了点源成像,并且利用高斯波束验证了声子晶体平板透镜的负折射现象,得到了有效折射率neff =-1的成像。对比相同材料的正方晶格和三角晶格而言,该模型的成像效果更佳。为了改善成像分辨率,还在原来的模型上进行了改进,得到了分辨率约为0.37λ的亚波长像。     

圆偏振光在手征负折射材料表面的反射和极化特性研究

从理论上分析了圆偏振光入射到手征负折射材料表面的反射与透射特性,给出了归一化反射透射功率与入射角的关系曲线以及布儒斯特角与手征参数之间的关系曲线.当入射角大于两个本征波的临界角时,全内反射现象发生.由于手征负折射介质中的一个本征波发生了负折射,右旋或左旋圆偏振光入射时反射波的极化态有着与常规介质完全不同的特性,以布儒斯特角入射时反射光都为线偏振波但极化方向并不相同.     

基础实验中光速和介质折射率测量方法的研究

采用一种新型光速测定仪测量光速和介质折射率,对测量方法进行了研究和改进,分析了测量误差的来源.在此基础上,采用精密数字相位计代替示波器测量相位,设计了新的测量方案,并采用最小二乘法进行线性拟合,从而提高了测量精度,其精度达到±0.1%.     

用光速测量仪探究蔗糖溶液折射率与浓度的关系

实验应用现有的CG-V型光速测量仪,对其测量光速的光路进行改进,测量不同浓度蔗糖溶液的折射率,并利用计算机软件（Excel）对实验的测量数据进行分析处理,得出蔗糖溶液折射率与浓度的定量关系,并加以验证,使学生能掌握光速测量仪的使用,更深刻了解透明液体折射率与浓度之间的关系。     

单硝基甲苯和多硝基甲苯偶极矩的理论计算和实验测定

用 MINDO/3和 CNDO/2法对单硝基甲苯和多硝基甲苯的平衡几何构型进行了全优化和 SCF 计算,求得了o,m,p-MNT,2,3-,2,4-,2,5-,2,6-,3,4-,3,5-DNT 和2,3,4-,2,3,5-,2,3,6-,2,4,5-,2,4,6-以及3,4,5-TNT 的“气相”偶极矩。用折射法实测了 MNT 和 DNT 共9种化合物在 CCl_4溶液中的偶极矩。计算值和实测值之间存在良好的线性关系。以甲苯和硝基苯的计算值通过“向量加和”近似地估算了 MNT,DNT 和 TNT的偶极矩,估算值与上述实验值和量子化学计算值之间也线性相关。     

All-angle-negative-refraction and ultra-refraction for liquid surface waves in 2D phononic crystals

We analyse transport properties of linear liquid waves propagating within arrays of immersed rigid circular cylindrical obstacles fixed to a rough bottom. A comparison between Multipole and Finite Element methods is drawn in the case of Robin boundary conditions coupled with Floquet-Bloch boundary conditions. We find that the first band is concave yet nearly flat (associated waves of small negative group velocity) and it displays a cut-off (zero-frequency stop band associated with a singular perturbation). Thanks to this anomalous dispersion in such fluid filled structures, we achieve both ultra-refraction and negative refraction for waves propagating at their surface. Potential applications lie in a omnidirective ‘water antenna’ and a convergent flat ‘water lens’. The latter one is demonstrated experimentally.     

基于一维金属-介质周期结构的偏振分束

分析了一维金属一介质周期结构的能带特性,根据一定频率范围内TM波(磁场方向与界面平行)在结构中的负折射以及TE波的正常折射,提出了一种偏振分束器件.利用传输矩阵法(TMM)模拟了该结构对入射高斯光束的偏振分束作用,讨论了不同入射角度下的偏振分束能力,并结合实际金属参量,分析了金属层吸收对结构特性的影响.结果表明该结构在55°附近入射时有最好的性能;在吸收作用下结构偏振分束能力有一定的减小,TM波透射比发生了较大变化,TE波效果较好;随着周期数增加,结构透射比下降,但分光能力显著提高;在工作波段上随着波长增大,金属层吸收对器件的影响减弱.该结构能实现宽波段、宽角度、较高透射比的偏振分束.