物理学家的技术发明案例分析——法拉第发明电动机和发电机的启示

分析了法拉第发明电动机和发电机的实际过程,总结出利用科学原理进行技术发明的效应潜力挖掘法、条件实现改进法和效应倍增法三条创造技法.     

近距云雾回波蒙特卡罗模拟与实验测量

在激光引信中,云雾后向散射会产生引发虚警的回波信号。基于蒙特卡罗法对云雾回波信号进行了模拟仿真,并在云雾室内开展了测量实验,利用测量结果对理论模型进行了验证。研究结果表明：当发射脉冲宽度小于10 ns时,云雾散射回波展宽效应显著,且展宽效应主要是由多次散射产生的;激光回波的实验测量结果与理论计算结果吻合得较好,都近似为高斯波形,且其回波宽度的差别小于6%,回波功率差别小于30%。     

Exploration of the sum of flexoelectric coef ficients of nematic liquid crystals

We present a theoretical calculation of the dependence of reflectivity Rpp of the improved fully leaky waveguide geometry,which comprises pyramid,matching fluid,and strongly anchored hybrid aligned nematic liquid crystal(NLC) cell on the internal angle.The calculation is based on the multi layer optical theory and the elastic theory of liquid crystals.For different sums of flexoelectric coefficients e11 and e33,the curve of Rpp moves a distance to the left or the right relative to the case of ignoring the flexoelectric effect and the distance of the movement varies with different flexoelectric coefficients.Consequently,the sum of flexoelectric coefficients can be explored by measuring the distance of the movement.     

超临界流体Rayleigh-Bénard对流的数值模拟研究

物质气液临界点附近热物理性质发生剧烈变化,会出现一种对热力学平衡有显著加速作用的热声活塞效应。而在长时间尺度上,因重力作用而产生的Rayleigh-Bénard对流在活塞效应的影响下,其表现出来的物理特性与普通流体相比存在较大的差异。我们通过SIMPLE方法对超临界氮在不同临界距离下的自然对流发生过程进行数值模拟,结果显示当流体热力学状态接近临界点时,对流作用的发生取决于边界层内热羽流的形成,并且具有明显的湍流特征,而随着离开临界点的距离加大,流场的形成逐渐过渡到一般可压缩流体的情形。     

哈斯勒合金Ni45Co5Mn37In13的磁场诱导马氏体相变和反磁热效应研究

通过结构和磁性测量,对Ni45Co5Mn37In13多晶样品的马氏体相变性质进行了系统研究,发现Co原子的间隙掺杂能够提高三元合金奥氏体相与马氏体相之间的磁化强度差异(ΔM).以此为基础,结合基本热力学理论,总结了计算驱动完整马氏体相变所对应临界磁场在热力学上的一般表达式,并结合Ni45Co5Mn37In13的实验结果对该表达式进行了基本讨论,充分证明了磁场诱导马氏体相变不仅与该类合金两相之间的ΔM有关,而且还依赖于合金在相变过程的温度跨度与热滞后.此外,计算了Ni45Co5Mn37In13合金在磁场诱导马氏体相变过程中的反磁热效应.结果表明,该合金的饱和等温熵变约为27J/kg K.而且保持在一个非常宽的温度跨度内,以至于样品在50kOe磁场改变下的磁制冷量已经达到了约340J/kg.     

云层对卫星遥感大气CO的影响与修正方法研究

研究云层对卫星遥感大气CO精度的影响,并以SCIAMACHY观测为例,详细论述一种云层影响的修正方法。修正过程中,采用朗伯云模型,全面考虑云层覆盖率、云顶高度和地面反射率的影响。将云层影响修正前后的卫星CO反演结果与地基FTIR测量值进行对比,发现修正云层影响后,两者的测量相关性明显提高。实验结果表明,提出的云层影响修正方法可明显提高卫星遥感大气CO的精度。     

正常形变带[521]1/2的ΔI=1颤动

系统分析了A≈170区正常形变带[521]1/2-中的ΔI=1颤动现象. 根据旋称伙伴带的跃迁能量提取Δ2 Eγ (I)=[Eγ(I)+Eγ(I-2)]/2-Eγ(I-1)值, 表现出旋称相关的规则上下颤动. 其颤动幅度在低自旋端约为50 keV, 而后随自旋而增大或减小, 大体呈抛物线形. 利用改进的ab公式, 提取了相关的脱耦合系数. 运用Nilsson波函数, 探讨了原子核集体哈密顿量中高阶微扰项的可能形式.     

尾流效应对快速双原子分子离子在固体中电荷态及分子轴取向的影响

研究了快速双原子分子离子在固体中穿行时,尾流效应对各离子电荷态以及库仑爆炸过程的影响.借助于线性介电响应理论和局域介电函数,离子之间的动力学相互作用势可以表示成对称的屏蔽库仑势和非对称的尾势.通过对分子离子上所有束缚电子的总能量进行变分和求解单个离子的运动方程,自洽地确定出分子离子中每个离子的电荷态.数值结果表明,由于尾流效应的影响,在初始穿行阶段,分子离子中导航离子的电荷数随穿行深度的增加而单调递增,而尾随离子的电荷数则随穿行深度的增加而振荡.但当穿行深度很大时,两个离子的电荷数都趋于具有相同速度的孤立离子的电荷数.此外,还发现分子轴的取向朝入射速度方向偏转     

双光子光折变介质中非相干耦合光伏孤子族

为了得到双光子非相干耦合光伏孤子族的结果,采用数值模拟方法,对稳态情况下多束互不相干的光束在双光子光伏光折变晶体中的传播进行了研究。结果表明:具有相同偏振和相同波长的多束互不相干的入射光束可在晶体中形成双光子非相干耦合光伏孤子族。当入射光束中仅包含两个分量时,孤子族就转化为光伏孤子对。并用双光子光伏光折变晶体Cu:KNSBN和LiNbO3进行了分析说明。研究结果可为空间光孤子理论的发展提供理论依据。     

光纤陀螺寻北仪在测量当地纬度时的一些探讨

光纤陀螺可以测量自身轴向角速度的大小,利用它的这种敏感性便可实现寻北和实验室所在纬度的测量.本文在简要介绍光纤陀螺寻北仪实验的基础上,着重对纬度的两种不同定义方法及其计算结果进行了分析,同时讨论了目前国际上通用的纬度计算方法与我国通用方法之间的关系,给出了它们之间的转换方法.