四游标分光计的设计与实验教学应用

为丰富基于分光计的大学物理实验课程教学内容,设计并制作了四游标分光计.该分光计以位置可固定的刻度盘的刻度线为基准,其中1对游标用于实现准直管旋转角度的精确测量,另1对游标用于实现望远镜旋转角度的精确测量.以三棱镜折射率的精确测量为例,详细给出了四游标分光计的使用方法及操作步骤,测量得出低压汞灯绿色谱线在ZF1重火石玻璃材质中的折射率n=1.654 4±0.000 7,实验结果与理论值相符.     

The geometric phase of the quantum systems with slow but finite rate of the external time-dependent field

With the help of the time-dependent gauge transformation technique, we have studied the geometric phase of a spin-half particle in a rotating magnetic field. We have found that the slow but finite frequency of the rotating magnetic field will make the difference between the adiabatic geometric phase and the exact geometric phase. When the frequency is much smaller than the energy space and the adiabatic condition is perfectly guaranteed, the adiabatic approximation geometric phase is exactly consistent with the adiabatic geometric phase. A simple relation for the accuracy of the adiabatic approximation is given in terms of the changing rate of the frequency of the rotating magnetic field and the energy level space.     

撒克逊碗下沉时间的研究

研究了撒克逊碗在液体中的下沉时间.通过建立物理模型,结合流体力学过程,分析了碗的质量、液体密度、缺口面积对撒克逊碗在液体中的下沉时间的影响.理论分析结果表明:碗质量或者碗缺口面积的增大,都会导致撒克逊碗下沉时间缩短,而液体密度对下沉时间的影响较小.分别制作了2种类型的撒克逊碗,对理论分析结果进行了验证,实验结果与理论分...     

Nonsequential double ionization of the aligned hydrogen molecule in strong field

This paper studies the nonsequential double ionization(NSDI) process of diatomic molecules aligned parallel and perpendicular to an intense linearly polarized laser field by using a three-dimensional semiclassical model.With this model,it achieves insight into the ion momentum distribution under the combined influence of a two-centre Coulomb potential and an intense laser field,and this result shows the significant influence of molecular alignment on the ratio between double and single ionization rate.Careful investigations show that the NSDI process for different alignment molecules has a close relation to the laser intensity and the different bounding electron distribution has a significant influence on the final ion momentum distribution.     

退相干条件下两比特纠缠态的量子非局域关联检验

量子纠缠态的量子非局域关联特性在当前量子信息和量子计算协议中起着重要的作用.然而,任何实际的物理系统都不可避免地与周围环境相互作用,使得在量子信道中的传输过程中,量子态会发生相干性退化,进而弱化量子态的量子非局域关联特性.本文利用一种基于Hardy-type佯谬的高概率量子非局域关联检验方案,分别研究了两比特偏振纠缠态在经过振幅阻尼信道(ADC)、相位阻尼信道(PDC)和退极化阻尼信道(DC)后的量子非局域关联检验情况.研究结果表明,DC传输信道对量子态的量子非局域关联检验特性影响较大,而PDC传输信道对量子态的量子非局域关联检验特性影响较小.最后,本文还给出了利用弱测量结合弱测量反转操作克服ADC退相干时,偏振纠缠态成功进行量子非局域关联检验的条件.结果表明,当弱测量的强度增大时,可有效地降低ADC退相干效应对偏振纠缠态成功进行量子非局域关联检验造成的影响.     

S-matrix study on alignment dependence of single ionization of molecular ions with different active orbitals

The orientation-dependent single ionization rate of the diatomic molecular ion H_2^+ with different active orbitals in an intense field is studied by using S-matrix theory. Our results show that the orientation-dependent single ionization probability of H_2^+ is greatly dependent on the symmetry and the electron density distribution of its initial states, and it can be used to identify the excited state of the molecular ion in the dissociation process.     

Markov环境下“X”态基于CHSH不等式的量子非局域关联检验

量子非局域关联是量子理论最基础的特征之一.“X”态作为实验中常见的一种量子态,因其在演化过程中仍保持“X”形的稳定性,而被广泛应用于开放量子系统的研究中.利用Clauser-Horne-Shimony-Holt (CHSH)不等式,在Markov环境这种典型的开放量子系统下,研究了两种通过局部变换操作所关联的“X”态在振幅阻尼环境和相位阻尼环境中量子非局域检验结果随时间的演化情况.研究结果表明,在相位阻尼环境中,随着演化时间的增加,两种“X”态具有相同的CHSH不等式检验结果.在振幅阻尼环境中,利用局部变换操作得到的“X”态,可获得较长的成功进行量子非局域关联检验的演化时间.最后,详细给出了两种类型“X”态在相位阻尼环境和振幅阻尼环境中成功进行量子非局域关联检验的保真度范围.     

基于LabVIEW的光偏振态转换及检测仿真设计

利用LabVIEW软件设计了光偏振态转换以及检测的仿真系统,该系统可实现线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、非偏振光和部分偏振光的电场振动面的实时显示,并且能够准确仿真出半波片、1/4波片以及偏振片等偏振转换器件对光偏振状态的转换,最后还能实现偏振光的强度检测仿真.     

基于CHSH不等式几何解释的“X”态量子非局域关联检验

量子非局域关联现象是量子理论区别于经典理论的重要特征之一.“X”态作为一种典型的量子混合态,基于其进行的量子非局域关联的检验研究,不论对验证量子理论的正确性,还是在量子信息论的应用领域研究,都具有重要的意义.本文在基于传统Clauser-Horne-Shimony-Holt (CHSH)不等式进行量子非局域关联检验的基础上,提出了一种基于“X”态几何解释的量子非局域关联检验策略.利用“X”态的几何解释策略,可使物理图像更为直观地研究检验时最优化测量基选取,以及可获得的最大CHSH不等式检验值等.最后给出了基于CHSH不等式几何解释策略,“X”态成功进行量子非局域关联检验的参数范围.     

基于分光计的光栅衍射和双棱镜综合实验设计

分光计的调整和使用实验、光栅衍射实验以及双棱镜干涉实验是目前国内大多数高校开设的实验项目,同时这3个实验也是全国中学生物理竞赛的实验考试内容.本文通过将这3个实验进行有机融合,提出了一套在分光计上实现光栅及双棱镜参数测量的综合实验方案.该实验方案可以实现诸如双棱镜楔角及折射率、光栅常数等物理参数的测量.本文还对提出的综合实验方案进行了可行性分析.本文提出的综合性实验方案,一方面可加强学生对常用光学仪器的掌握和使用能力;另一方面,针对计划参加全国中学生物理竞赛的中学生而言,也可以作为一套实验技能检验的方案.