激光同步辐射作为阿秒X射线辐射源的特性研究

研究了逆流相对论电子与激光脉冲相互作用获得激光同步辐射的频率上移、微分散射截面等特性。发现逆流相对论电子与短脉冲激光相互作用,可以获得阿秒X射线辐射脉冲。短脉冲激光条件下得到的后向散射光的频率上移与长脉冲激光条件下得到的后向散射光的频率上移是完全一致的,同时发现随着入射电子初始能量的增加,散射光的准直性越来越好,后向散射光脉冲的脉宽越来越短。

高能电子在强激光场中的同步辐射获得超短X射线脉冲

研究了逆流相对论高能电子与强激光脉冲相互作用的同步辐射过程,当电子具有合适的初速度且传播方向与激光的传播方向相反时,电子在激光脉冲中心作圆周运动。由于电子的运动半径比传统同步辐射环中电子的运动半径小几个数量级,因此电子的辐射能量大大增加。研究发现此过程可以获得阿秒和泽秒X射线脉冲;同时发现随着入射电子初能量的增加和激光能量的增强,获得X射线脉冲脉宽越来越短,强度越来越大。这使得激光同步辐射可以成为一种强大的短波长短脉宽的辐射光源。

周期量级强激光场中电子振荡所导致的辐射的空间分布特性

采用单电子模型,通过理论分析和计算机模拟,研究了线偏振周期量级强激光脉冲作用下电子的相对论运动及其辐射的空间分布特性,研究发现对周期量级的强激光脉冲,其初始位相对电子的相对论运动及其辐射的空间分布特性影响非常显著。

飞秒强激光作用下电子振荡导致的谐波辐射频谱的展宽和红移

采用单电子模型研究了圆偏振飞秒脉冲激光作用下电子振荡导致的谐波辐射频谱的特性。研究发现随着激光强度的增加,电子在激光场中运动的相对论效应可以导致谐波辐射,并且发现谐波辐射频谱随着激光强度的增加发生了展宽和红移。电子与强激光脉冲相互作用,电子除了在激光场的作用下做横向振荡运动之外,激光脉冲的纵向有质动力对电子还有推动作用,这是产生谐波频谱红移的原因,而谐波辐射频谱展宽是由电子纵向速度的变化引起的。分析激光场中电子在不同方向的辐射频谱表明:随着谐波阶数的升高,红移在有规律地变大;在θ=3π/4方向上电子频谱的红移比θ=π/2方向上更明显。

大学物理教学与科技前沿结合的探讨

大学物理教学与科技前沿的结合引起了大学物理教育工作者的高度关注和重视,是大学物理课程改革的一个热点。本文探讨了大学物理教学与科技前沿结合的必要性和可行性,应采取的教学方法以及教学的原则。

大学物理教学中如何与大学数学相结合

随着新课程改革的不断深入,各学科之间的融合逐渐加深,作为大学基础学科的大学物理和大学数学,其联系更不言而喻。可以说没有数学,物理学无法发展,而没有物理学就不可能有今天的人类文明。但在实际教学中,怎样在学生面前化数学中的抽象为物理中的具体则一直是值得研究的问题。

大学物理双语教学中如何培养学生的创新思维

为了培养具备现代科技素质的高质量高层次双语创新人才,大学物理双语教学必须在双语教学内容、双语教学方法、双语教学手段和双语教学的环境条件等各个方面展开全方位的双语教学改革实践,建立一种适合当代科技发展的双语教学新体系,这就需要将创新思维寓于大学物理双语教学之中,着力培养学生的创新思维能力。

浅谈大学物理双语教学如何培养创新能力

创新能力的培养是应试教学向素质教学的转化,是世界性教改的趋势,这已被世界各国政府和教育家们认同。在大学物理双语教学中,如何培养学生的创新能力,这是一个非常重要的问题,本文拟对这一问题作些探讨。

初始相位对周期量级激光脉冲Thomson散射特性的影响

用电子Thomson散射的经典理论,研究了周期量级激光脉冲作用下电子Thomson散射的特性,讨论了不同激光强度下,激光脉冲的初始相位对电子辐射的空间分布以及特定方向上频谱分布特性的影响。计算表明:对弱激光脉冲,电子辐射的空间分布类似于偶极天线的对称双叶结构,初始相位对电子的辐射几乎没有影响;而对强激光脉冲,电子辐射的空间分布出现了三叶结构,初始相位对电子的辐射影响非常显著。

强化实践教育 培养创新能力

根据新时期高等教育和人才培养要求,培养高素质创新型人才是当前高校教育的重要目标。如何培养学生创新能力是一个需要深入研究的新课题。创新竞赛的开展成为培养学生创新能力的新途径和新模式。在丰富和完善创新人才培养体系方面提供了理论依据和实践经验,为培养工科大学生创新能力进行了有益的尝试。

超短脉冲激光对透明材料的破坏

基于固体的能带理论和能量守恒原理建立了一个描述激光与非金属材料作用时载流子随时间空间变化的理论模型。讨论了材料的破坏阈值、烧蚀深度与激光脉宽、波长和强度之间的关系,同时也讨论了破坏阈值、烧蚀深度与材料禁带宽度等特性之间的关系。讨论了多光子电离、隧道电离和雪崩电离在激光对材料破坏过程中的不同地位,理论结果表明,光电离在超短脉冲激光对非金属材料破坏过程中对破坏阈值的影响最大。

飞秒脉冲激光作用下电子振荡导致的辐射空间分布特性

采用单电子模型研究了不同偏振、不同强度飞秒脉冲激光作用下电子振荡导致的辐射的空间分布特性。研究发现:随着激光强度的增加,对圆偏振激光脉冲,电子辐射的空间分布由全空间分布变为前向双叶型结构,而对线偏振激光脉冲,电子辐射的空间分布由类似于偶极天线辐射特性的四重对称双叶结构变为双重对称三叶型结构,这可以为实验研究电子的辐射提供空间分布的相关依据。

高密度光栅自成像中的偏振效应

利用时域有限差分方法分析了不同偏振态下,不同周期高密度光栅1/2泰伯距离处的自成像,数值结果显示当光栅周期在2λ～3λ时,不同偏振态下,光栅的自成像差别最大。采用扫描近场显微镜技术,在实验上验证了这一现象。同时,利用严格耦合波方法分析了光栅的傅里叶谱,即远场分布,发现同近场分布存在着一定的对应关系。

原子物理学双语教学的改革与研究

随着社会需求和科技发展,双语教学已经越来越被重视,并在一些条件比较完善的学校得到实施和推广。本文主要就原子物理双语教学的现状、必要性,目标以及实践过程中可能遇到的困难和解决方法作相应的探讨和研究。

打造趣味性大学英语课堂——以《大学体验英语综合教程》为例

很多大学生对英语学习不感兴趣,感觉到英语越学越乏味,学习效果不尽如人意。如何让学生在轻松愉快的氛围中主动学习已成为大学英语教师关注的焦点和亟待解决的问题。结合教学实践,尝试打造趣味性大学英语课堂,充分调动学生的学习积极性,有效提升学生的英语应用能力。

大学物理双语教学中的程序式教学

本文结合英文教材的特点对双语教学中程序式教学的思想和相应的实践活动进行了讨论,特别是解题过程的程序教学训练,就其对学习的促进作用进行了研究。

电子初始位置对高能电子空间辐射的影响

为了探究高能电子辐射与其初始位置间的关系,依据拉格朗日方程构建了单个高能电子与高斯激光脉冲相互作用发生散射的模型,并采用数值模拟的方法通过MATLAB获得了电子运动轨迹及散射光的空间辐射特性,具体分析讨论了电子初始位置对空间能量辐射的影响。结果表明,初始状态静止的高能电子经与线偏振紧聚焦强激光相互作用,其在平面内沿+z方向先做振荡运动,然后沿直线行进;最大辐射能量及其辐射方向均受到电子初始位置的较大影响,前者随电子初始位置朝z轴正向移动出现极大值,而后者在方位角恒定的同时极角逐渐减小并最终稳定;全空间最大辐射能量在电子初始位置位于(0,0,-7λ_(0))(λ_(0)为激光波长)、极角和方位角分别为23.5°和180°时取得。此结果说明通过合理设置电子的初始位置可以获得强度尽可能大的辐射。

激光脉冲与电子对撞产生准单能X射线的数值模拟

随着近年来Thomson散射X射线源应用前景的愈发广泛,诸多研究人员对如何获得准单色X射线产生了极大的兴趣。基于经典Thomson散射理论,采用单电子模型,并借助MATLAB软件进行计算机模拟,具体讨论了圆偏振高斯激光脉冲的束腰半径和其与电子的中心对撞位置对Thomson后向散射光单色性的影响。由系列模拟结果发现,束腰半径和中心对撞位置两个因素共同影响着散射光的频谱特性,且只有在激光脉冲b0<5λ0,且中心对撞位置设置在zc>50λ0的条件下才能产生准单色的窄带X光源。基于以上研究,为获取准单色X射线的实验研究提供了理论性支持。

束腰半径对高能电子与圆偏振激光对撞运动轨迹的影响

根据Lorentz方程与电子能量方程建立了单电子对撞模型,并借助MATLAB软件模拟了与不同束腰半径的激光脉冲对撞的电子的三维运动轨迹,详细研究了圆偏振紧聚焦高斯激光脉冲束腰半径与对撞电子运动轨迹间的关系。研究结果表明,对撞电子运动轨迹的最大振幅随束腰半径的增大而增大。且在激光脉冲束腰半径较小时其变化对电子运动轨迹影响较大,随着激光束腰半径的增大,其变化对撞电子运动轨迹的影响逐渐减弱,在束腰半径大于4倍激光波长时即可近似认为束腰半径增大不再会对电子运动轨迹产生影响。

圆偏振激光脉冲加速高能电子的运动数值模拟

利用飞秒紧聚焦激光脉冲束腰部分的演变引起电子加速和减速的不对称特性,根据Lorentz方程和能量方程建立了低能的单电子加速模型,并借助于MATLAB软件强大计算能力模拟了不同激光强度的激光脉冲中电子的三维轨迹,并分析了圆偏振激光的激光强度对高能电子的动力学规律影响。模拟结果表明,随着激光强度增大,电子最终的能量增益和偏离传播轴的最大径向距离都呈现出不同的增长方式,因此被加速后高能电子随着激光强度的变化具有准直性和高能量的两种特性之一。基于以上研究,为获取高能电子的实验和其它电子加速方案的数值模拟提供了理论性指导。