均质半圆盘质心计算的微元选取及讨论

微元分析法是体现大学物理思想的重要研究方法.本文通过均质半圆盘质心计算中质量元的多种选取方案,意在凸显微元法的精妙,给学生以引导和启迪.

一种光纤Mach-Zehnder干涉仪的相位补偿方案

针对光纤Mach-Zehnder干涉(MZI)受环境影响的稳定性问题,设计了光纤MZI实验装置。从理论上分析了光纤MZI的输出光强,并给出了实验验证,由示波器直观地显示出光纤MZI的稳定性与环境的关系以及相位调制对干涉的影响等。为了解决振动噪声、温度变化等环境因素导致的光纤MZI不稳定,设计了一种新的相位补偿方案,即用两个2×2光纤耦合器的输出,实现相差检测及反馈控制。

基于CCD成像的侧向散射激光雷达几何标定方法

通过分析CCD成像特点,设计了侧向散射激光雷达几何标定实验,得到CCD各像元的角宽度,并确定了CCD像元与散射光位置之间的对应关系.对两次实验中采集的回波信号进行标定,并分别与POM02进行相函数比对、与后向散射激光雷达进行探测信号比对,结果表明:相函数廓线和POM02测量结果相吻合;侧向散射激光雷达信号与后向散射雷达的距离修正信号在650m以上的变化趋势一致.侧向散射激光雷达弥补了后向散射激光雷达在近地面段不能探测气溶胶的不足,该标定方法可靠,为进一步利用侧向散射激光雷达研究近地面气溶胶的时空分布奠定了坚实的基础.

镁含量和热处理对Zn_(1-x)Mg_xO薄膜晶体结构的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备Zn1-xMgxO(x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6(mol))薄膜.X射线衍射谱测试结果发现,在0.1<x<0.3范围内薄膜仍然保持氧化锌六角形纤锌矿结构,(002)衍射峰向大角度方向移动,当x超过0.3时出现氧化镁立方相.对于Zn0.7Mg0.3O薄膜,在5.0、5.5、6.0℃.min-1的升温速率下,升温速率越快结晶程度越好.在相同升温速率下,随着退火温度从500℃升高到560℃,样品的结晶程度变好,当退火温度达到590℃时结晶程度变差.

基于相位调制的激光多元相干阵列的远场光强分布研究

根据Fraunhofer衍射理论,建立了基于相位调制的二维M×N激光相干阵列的远场光强分布理论模型。结合应用实际,对5×5激光相干阵列的远场光强分布进行数值模拟,分析了不同调制相位对远场光强分布的影响。结果表明,远场光强分布的主极大(小)的位置随调制相位变化,相对强度也随之变化;不同阵列结构,光强分布不同,每列(行)相邻两阵元上加载的相位差为π时,出现较多的主极大和次极大且对称分布。这些结果可为应用相位调制去控制远场光强分布提供有益的参考。

2014年合肥西郊PM_(2.5)质量浓度廓线统计分布

反演PM_(2.5)(直径小于2.5μm的颗粒物)质量浓度廓线,不仅可以估算污染物的柱浓度,还可研究污染物在空间的扩散规律,为防控大气环境污染提供科学支撑。假设在大气边界层内一次PM_(2.5)质量浓度廓线的探测过程中,气溶胶的种类和成分保持不变,则根据地面上气溶胶消光系数与PM_(2.5)质量浓度之间的比例关系,即可把激光雷达反演出的消光系数廓线转化为PM_(2.5)质量浓度廓线。分析了两个晚上PM_(2.5)质量浓度廓线个例及其随时空变化的情况,并对2014年3月至2015年2月探测到的82个晚上的数据按季节进行平均,获得了PM_(2.5)质量浓度廓线的季节平均值。

基于侧向散射技术的近地面气溶胶后向散射系数廓线探测

气溶胶是大气中污染物PM2.5和灰霾的主要成分,近地面的气溶胶直接影响人们的生活和生产。利用电荷耦合器件(CCD)侧向散射激光雷达系统和相应的反演方法,对探测到的数据进行处理和分析。与后向散射激光雷达对比,验证了CCD侧向散射激光雷达探测结果的正确性。分析了2014年4月合肥西区董铺岛3 km高度范围内气溶胶后向散射系数的特点:随时间和高度变化;天气晴好时,地面上后向散射系数与地面站PM2.5质量浓度成正比;紧贴地面有一层较厚气溶胶。实验探测结果表明基于CCD的侧向散射激光雷达是探测近地面气溶胶浓度的一种有效的新方法。

近地面PM2.5质量浓度廓线反演方法及个例研究

分析了气溶胶消光系数和PM2.5质量浓度之间的关系,提出了利用电荷耦合器件(CCD)侧向散射激光雷达系统和PM2.5颗粒物探测仪相结合,反演PM2.5质量浓度廓线的方法。通过个例研究,得出了在相对湿度变化不大时,地面上PM2.5质量浓度和气溶胶消光系数成线性关系;分析了2014年4月13日和2014年12月16日合肥西区董铺岛PM2.5质量浓度廓线特征:随时间变化,在空间上是有结构的,在紧贴地面有较重的污染物层。探测实验结果表明基于CCD的侧向散射激光雷达和PM2.5颗粒物探测仪相结合是探测近地面污染物质量浓度廓线行之有效的新方法。

合肥西郊2014年近地面气溶胶后向散射系数廓线统计分布

为了给环保部门防控大气污染提供科学依据,联合侧向和后向散射激光雷达系统对近地面气溶胶后向散射系数廓线进行高分辨率探测。分析发现,近地面气溶胶后向散射系数廓线随高度变化不尽相同,大致分为4种情况:多层结构、随高度升高而增加、随高度升高而减小以及不随高度变化。分析了连续两个夜晚的气溶胶后向散射系数廓线随时空的变化情况,并对2014年3月至2015年2月合肥西郊82个夜晚数据进行了统计分析,得出近地面气溶胶后向散射系数廓线按季节的分布规律。