45°内反射镜高功率InGaAs/AlGaAs/GaAs面发射半导体激光器结构设计和制备

研究了具有45°内反射镜的0 98μm辐射波长的应变InGaAs/AlGaAs/GaAs单量子阱面发射半导体激光器结构,并采用MBE方法进行了材料制备。同时利用X射线双晶衍射,低温(10K)光致发光(PL)和电化学C V方法检测和分析了外延薄膜的光电和结构特性。在光致发光谱线中我们得到了发射波长0 919μm的谱峰,谱峰范围跨跃0 911～0 932μm,双晶回摆曲线、电化学C V分布曲线显示所设计的结构基本得到实现。     

小型弹箭转动惯量的测定

本文阐述了对称式三线摆的结构原理 ,介绍了该摆微角与大角摆动周期的计算方法 ,利用该摆可以测量小型弹箭、炮弹头、飞机模型及其他构件的转动惯量 .当R/L <1 /3 0、φ0 <60°时 ,该装置的测量准确度优于 1 % .     

转子耦合摆系统的同步行为理论研究

转子耦合摆系统广泛应用于航空动力装置、矿业筛分机械和并联机器人等高速旋转设备.但是对转子耦合摆系统同步行为(稳定相位差值)研究甚少,系统同步行为通常影响系统的工作执行精度.基于这一特殊背景,提出了转子与摆耦合系统的简化物理模型.利用庞加莱法研究转子耦合摆系统的同步问题,进一步揭示了该类系统同步现象的本质机理.首先运用拉格朗日方程建立了转子同向和反向旋转的系统动力方程,随后将系统动力方程转换为无量纲方程.然后利用拉普拉斯法对无量纲方程解耦,计算出了系统各个自由度的近似稳态响应解.继而采用庞加莱法导出了系统实现同步的平衡方程和稳定准则.只有系统的物理参数同时满足系统同步平衡方程和稳定准则时,系统才能实现稳定的同步行为.通过理论研究发现,系统的同步行为主要受弹簧刚度、摆杆安装倾角和转子旋转方向的影响.同时系统同步"临界点"会造成相位差角无解,导致系统动态特性表现为混沌.最后,使用计算机模拟验证了理论计算的正确性,两者的结果相符.     

三线摆的运动方程、周期及角位置概率分布

基于保守系统拉格朗日方程给出三线摆在大摆角运动时的微分方程,以及小摆角线性振动近似处理方法,在考虑三线摆的结构尺寸取相应近似条件下,讨论了三线摆在大摆角和小摆角两种不同情况下的运动微分方程、周期及角位置概率密度分布情况及其在实验中的应用.     

构建2个游锤可倒摆的目标函数

用计算机辅助生成可倒摆实验目标函数,并对目标函数物理机理做了讨论.借助目标函数,能迅速、准确确定刀刃的距离、大锤位置,从而找到可倒摆的正挂、倒挂周期的共轭点,克服了可倒摆实验中测量的盲目性.     

三线摆转动角度控制装置的设计

用FD-IM-II新型转动惯量测定仪测刚体转动惯量的实验条件之一是转动圆盘角度要小于5°,在实验中发现该仪器没有配置角度控制装置,因此无法准确控制角度,会造成实验结果误差增大。文章为FD-IM-II新型转动惯量测定仪的三线摆设计了2种转动角度控制装置的方案,这样转动角度就可以精确控制在5°范围之内,保证实验条件的满足,从而使实验结果的误差减小。     

类比推理教学法在非线性物理中的应用

在物理学的方法论中,类比法是一种逻辑思维方法,也是一种重要的创新思维方式.文中以刚性摆的运动为例,应用类比推理法,对约瑟夫森结、滑移电荷密度波等非线性物理中的现象进行了研究,所得结果与实验和数值计算结果相符合.     

“用单摆测重力加速度”实验教具优化研究

通过分析"用单摆测量重力加速度的大小"实验中摆长、摆角、摆线与摆球等因素对实验结果精度的影响,探讨了传统实验装置的不足,在此基础上设计并制作了可用于测量重力加速度的双线摆装置,并对装置的构成与应用进行了详细阐述.     

椭圆曲面摆参数振动的数值计算及仿真

为研究变摆长参数振动的规律,以椭圆曲面摆装置为对象,根据刚体定轴转动定律及椭圆曲线方程,构建了椭圆曲面摆的二阶变系数齐次微分动力学方程.运用四阶龙格-库达法对方程进行数值求解,并结合MATLAB软件绘制了椭圆曲面摆振动不同的图像,给出椭圆曲面摆在无阻尼状态时的方程通解形式,在此基础上,讨论了不同参数对椭圆曲面摆振动特性的影响情况.研究表明,椭圆曲面摆与单摆振动类似,在无阻尼状态时小球摆动符合正弦函数变化规律,小球摆动周期受到阻尼系数、椭圆曲面几何尺寸、振幅等参数影响.研究结论丰富了关于变摆长单摆参数振动教学内容.     

平面运动n级倒立摆系统建模及统一表示

针对小车平面运动n级倒立摆系统,利用Lagrange方程和刚体力学的一些理论,给出了模型建立过程,最后得到了平面运动n级倒立摆的统一数学模型.