应用多普勒效应测速的深入讨论——以人教版物理教材选择性必修一为例

利用多普勒效应测速是一种重要的技术手段.但在教学过程中发现,对于测速的原理到底如何,学生以及部分教师并不是很清楚,笔者从多普勒效应的原理出发,发现此问题对应的模型是波源和观察者同时运动的情景,并得到了频率变化与速度之间的关系,再进一步讨论了电磁波的多普勒效应.     

边界层低空急流激光雷达观测及其对PM2.5的影响

大气边界层低空急流是一种重要的边界层物理过程,与污染传输、航空安全、风能开发利用等存在密切联系。相干多普勒测风激光雷达自2020年9月21日至2021年5月8日布设于辽宁葫芦岛市开展风场观测实验,使用激光雷达垂直风场观测资料对该区域大气边界层低空急流展开观测研究,并结合ERA5再分析资料与环境监测站PM2.5质量浓度数据分析。研究时段内,低空急流出现频率为0.11,平均急流风速为13.2 m·s^-1,急流风向主要集中在东北向与西南向,急流高度主要在500 m以下,在200～300 m频率最高;低空急流风向在冬季与春季存在明显差异,冬季主要集中在东北向,春季主要集中在西南向。分析表明,该区域边界层低空急流的风向主要受到大尺度天气环流背景以及海岸线走势的影响;在沿海区域,海陆热力性质差异引起的温度梯度会根据不同背景风场为急流形成提供有利或不利条件,进而影响不同风向情况下的急流发生频率。夜间边界层低空急流通过增强近地层大气垂直扩散能力,加速PM_2.5质量浓度的降低或削弱其增长速度。     

基于双重傅里叶分析的光学旋转多普勒频移优化测量

从旋转多普勒频谱展宽的机理出发,根据轨道角动量模式展开的原理,分析了展宽频谱的特征,提出了一种双重傅里叶分析方法,将展宽的频谱进行处理,得到具有单一峰值的频谱,从而更加方便、清晰地提取目标转速,降低光学旋转多普勒测速技术对光束质量和入射条件的要求。该研究有助于进一步推动旋转多普勒测速技术在实际工程中的应用。     

基于碘分子吸收池的新型瑞利多普勒激光雷达

研制了一套使用种子源直接放大激光器和时分复用收发的新型瑞利多普勒激光雷达。激光器通过对种子源进行多级光纤和固体功率放大,获得了稳定的60 W高平均功率脉冲激光输出。脉冲激光通过时分复用发射系统向垂直、正西和正北方向交替发射进入大气,从三个方向接收到的激光大气回波信号经过光纤合束后送入同一套碘分子吸收池中进行多普勒鉴频。基于上述系统设计开展了系统探测性能仿真研究和实验验证对比分析,仿真结果表明,系统能够在时间分辨率为30 min、垂直高度分辨率为1 km条件下完成大气温度和经纬向水平风速的同步测量,其中60 km高度处温度理论测量误差为1.99 K,经纬向水平风速理论测量误差为4.78 m/s。系统的验证实验结果表明,60 km高度处大气温度的实测误差为2.4 K,经纬向水平风速的实测误差分别为8.7 m/s和8.5 m/s,反演结果与大气模式和卫星探测结果进行对比呈现了较好的一致性。     

外伤性颅骨缺损并脑积水同期手术治疗分析

目的探讨同期手术治疗外伤性颅骨缺损并脑积水的临床疗效。方法从天津市北辰医院收治的外伤性颅骨缺损并脑积水的患者当中抽取84例作为临床研究对象,根据治疗方式不同分为两组,对照组42例,分期行脑室-腹腔分流术和颅骨修补术;观察组42例,同期行脑室-腹腔分流术和颅骨修补术,比较两组患者的治疗效果。结果观察组患者的治疗总有效率明显高于对照组,并发症发生率明显低于对照组,结果对比具有显著差异(P0.05)。结论同期手术治疗外伤性颅骨缺损并脑积水的临床效果良好。     

经方量化归经研究中的向量矩阵应用

在经方量化归经研究中发现,药物组成的归经量化问题,若以五维向量表示更能体现其药物的归经方向和归经比例.利用向量矩阵分析方法给出了方剂归经量化的一种全新的量化模型体系,并以此研究方剂归经的量化规律及其应用特点.     

Doppler程序对金红石型TiO2的空位缺陷研究

金红石型TiO2是一种非常好的稀磁半导体材料,其自身的本征缺陷与室温铁磁性起源密切相关。本文利用Doppler程序在广义梯度理论（GGA）的基础上,计算了正电子在金红石型TiO2块材中不同缺陷处的湮没寿命。主要包括自由态正电子的湮没寿命,单空位和双空位处束缚态正电子的湮没寿命。并从理论上给出了含有空位缺陷时金红石型TiO2的符合多普勒展宽能谱。     

激光驱动含能复合飞片速度特性

采用真空磁控溅射方法制备了CuO/Al2O3/Al,(CuO/Al)Ⅱ/CuO/Al2O3/Al,(CuO/Al)Ⅷ/Al2O3/Al三种复合飞片,利用激光共聚焦显微镜和扫描电镜对复合飞片进行表征,结果表明,不同材料膜层的分界面清晰可见,复合薄膜的表面结构致密,颗粒基本尺寸可以达到nm级,均匀性好。利用光子多普勒测速技术对三种复合飞片速度进行测量,结果表明:将飞片靶放置在空气电离点偏前的位置(入射激光方向),增大聚焦光斑,能改善激光电离空气引起的能量屏蔽作用;含能烧蚀层CuO/Al的存在,有助于提高飞片速度。在含能薄膜烧蚀层厚度一定的情况下,增大周期、减小每层薄膜厚度,有助于提高含能薄膜反应程度,减小飞片上升沿时间。在同等激光能量密度下,(CuO/Al)Ⅷ/Al2O3/Al的上升沿时间低于(CuO/Al)Ⅱ/CuO/Al2O3/Al。     

INS/Doppler组合导航中安装偏角的在线估计

INS和Doppler在载机上安装时存在安装偏角,会对组合导航精度产生影响.为此,提出了一种新的INS/Doppler组合导航算法,将标度因数和安装偏角作为状态变量进行估计.在分析Doppler输出误差模型的基础上,详细推导了组合导航算法模型,并进行了仿真.仿真结果表明,在载机正常飞行并适当机动的情况下,该组合导航算法能够准确对标度因数和安装偏角进行估计,标度因数的估计精度为0.4‰,安装偏角的估计精度为0.1′-0.3′,从而提高了导航精度.     

从科学仪器发现历史:以中国首台自制激光多普勒测速仪为中心北大核心CSCDCSSCI

科学仪器史正成为一种新的书写科学史的编史学视角。本文以清华大学科学博物馆(筹)收藏的中国第一台自制激光多普勒测速仪为研究对象,重构由这件科学仪器连接的历史。1964年Yeh和Cummins首次将激光多普勒频移应用于流速测量,其论文被中国流体力学界从1970年代开始引用至今,但两位作者却长久不为国内学界所知,故本文首先还原Yeh和Cummins在1964年前后的科研背景。1970年清华大学沈熊等人确立了激光测速研究方向,之后与宁夏银河仪表厂合作,在1975年研制出中国首台自制的激光多普勒测速仪。本文认为,历史性科学仪器或科技藏品背后有丰富的"地矿"可待发掘,科学仪器史足以作为科学史其他编史学视角的补充和借鉴。