超声波干涉及可视化实验装置研制

为了丰富大学物理声学实验内容,研制了一种多功能超声波干涉实验装置。基于空气介质设计了双振子干涉声速测量实验和半波损失验证实验。分别采用干涉声场测量法和干涉条纹移动法进行声速测量实验,并利用示波器实现了干涉声场声压分布的可视化。分别以有机玻璃、橡胶和玻璃为反射面材料,利用干涉法验证掠入射条件下的半波损失现象,并估算出掠入射角的范围。该实验装置实验现象明显、可操作性强,获评北京市第十六届大学生物理实验竞赛一等奖。

融合半波注意力机制的低光照图像增强算法研究

针对当前基于卷积神经网络的低光照图像增强算法(CycleGAN,Retinex-Net等)存在模型参数过大、内存消耗高、图像复原质量不佳等问题,在轻量级算法IAT基础上,提出了融合半波注意力模块的低光照图像增强算法HBTNet。为了改善网络频繁卷积造成的空间信息损失,在网络中引入半波注意力模块,可有效获得小波域的特性,丰富上下文信息,提高特征提取能力。通过引入MS-SSIM损失函数用来保存图像的边缘和细节信息,提升图像恢复的质量。实验结果表明,在LOL数据集上HBTNet相较于IAT算法PSNR提升了2.69%,SSIM提升了5.56%。HBTNet算法的模型参数量仅为0.11 M,可以满足终端用户实时性要求。

再谈半波损失和薄膜干涉

本文的主要内容有四点.一是对近期本刊发表的《光由光密介质射向光疏介质时半波损失的条件》作补充讨论,给出一些数学公式上的解释和相应的物理情景.二是讨论该文中谈到的一些关于半波损失的看法,并指出当偏振平行于入射面的光从光密介质入射到光疏介质、且光密介质折射率远大于光疏介质折射率时,一般不会有半波损失.三是给出薄膜干涉的定量计算结果,展示了在通常情况下,教科书上的薄膜干涉公式结果与按菲涅耳公式计算的结果是非常接近的.四是指出,教科书上的薄膜干涉公式所指示的暗纹条件恰好是正确的,但对于亮纹条件,在某些情况下,该公式会得出完全错误的结果.

一种IGBT简化结温曲线计算方法

文章基于离散积分原理实现对基波周期内的结温量化表达,开发了一种简化结温曲线方法,将包含详细结温信息的结温波动曲线转换为仅含关键结温信息的简化结温波动曲线,计算精度高,同时能够快速确定最大/最小结温及其出现时刻,极大地降低了计算负担。通过不同基波频率的结温仿真分析,文章所提方法能很好反映结温波动变化,计算精度高。相较于其他结温计算方法,文章所提方法的计算速度优势明显,适应于长时间尺度计算。最后,通过功率考核试验实测结温波动,验证了该方法的准确性。

波动方程在界面的衔接问题

本文研究在不连续介质中波动方程的本征模及其背后的物理机制,探讨波在界面的反射和透射规律,揭示了在特定参量条件下机械波发生全透射的效应,这一效应可能会在吸波材料中有应用价值.

高斯光束斜入射法布里-珀罗干涉腔后的反射光强分布

基于多光束干涉原理,推导了高斯光束斜入射法布里-珀罗干涉仪后的反射光强表达式.在此基础之上数值研究了入射角对高斯光束的反射特性的影响.研究结果表明:当法布里-珀罗干涉腔的腔长满足反共振时,随着入射角的增大,反射光的光强分散,峰值强度下降后呈现出幅度衰减的波动;峰值位置随着入射角的增大,呈现出幅度越来越小的振荡偏移;光斑大小随入射角的增大,呈现出幅度减小的振荡.

关于薄膜干涉中额外光程差的讨论

就薄膜干涉中两反射光间的额外光程差问题展开论述。首先给出半波损失的概念,强调入射光在掠入射或正入射两种情况下,反射光才可产生半波损失。其次讨论薄膜干涉中各种情况下反射光间的额外光程差。第1种情况是折射率为n2的薄膜处于折射率为n1的介质中,可分为n1>n2和n1<n22种情况。第2种情况是薄膜上下表面以外介质折射率不同,又可分为n1>n2>n3,n1<n2<n3,n1>n2<n3及n1<n2>n34种情况。分别讨论了反射光间是否存在额外光程差,并且对入射角的范围作了说明,同时更正了部分文献的错误。与某些教科书给出的结论不同,当媒质的折射率逐次变化时,也会存在一个额外光程差,但不是λ/2;而当薄膜上下表面物理性质相反时,也有额外光程差不为λ/2的特例。

薄膜干涉理论中的几个问题

在分析讨论单层增透、增反膜条件的基础上,对半波损失、附加光程差的定义和正。

关于声速测量实验的讨论

对声速测量实验现象提出新的理解途径,认为声压是发射和接收端之间声波无限次反射叠加的结果.在考虑空气中传播损耗,换能器界面反射能损及相位半波损失的情况下,给出接收端测量的声压振动和声波位移振动两者关系,最后得出接收端声压信号随发射、接收端间距变化的具体关系,与具体实验现象符合.

折射和半波损失情况下布拉格方程的推导

为简化布拉格方程的推导过程同时又能深刻反映晶体X射线衍射的物理本质,本文在考虑折射和半波损失的情况下,在单光束反射模型的基础上根据折射定律和相干条件给出布拉格方程的推导过程,得到更具有普遍意义的布拉格方程.

薄膜干涉中半波损失的“例外”的实验验证

利用自制装置形成空气 玻璃 水膜和空气 玻璃 空气膜 ,通过比较两种膜的半波损失照片 ,验证了文献 [3]中所述的薄膜干涉中半波损失的“例外”情况 .

半波损失的本质

本文分别讨论了机械波、电磁波、物质波在两种介质的分界面正入射传播时产生半波损失的本质。

机械波的半波损失条件问题探析

半波损失问题是大学物理教学中的重点内容和难点问题。本文从基本的机械波波动方程入手讨论了机械波的半波损失问题。给出了机械波半波损失问题的基本条件和结论,并讨论了"固定端"反射和"自由端"反射两种特殊边界条件的半波损失问题。

分振幅双光束等倾干涉中半波损失的讨论

为研究光经过透明平行平板后出现的两束主要反射光之间是否存在半波损失,利用菲涅耳公式和矢量分解再求和的方法,以它们在p、s方向的分振动是否分别反向,且各自方向上的振幅比相等作为判据进行分析,结果发现只在两种情况下有半波损失:第一种是透明平行平板处于均匀的透明媒质中,光以Brewster角斜入射透明平行平板时有半波损失;而透明平行平板处于两种折射率不同的环境媒质之间时不会有半波损失。第二种情况是光束正入射透明平行平板,且当透明平行平板的折射率与周围环境透明媒质的折射率相比处于最大或最小时,将有半波损失。其它情况则没有半波损失。

关于半波损失问题的探讨

本文通过对菲涅耳公式的深入分析 ,得出了半波损失正确概念及反射时是否发生半波损失的基本分析方法 ,并指出了半波损失与薄膜干涉中的额外程差的区别 ,纠正了一些文献中常见的错误认识并得到了一些重要结论。

电磁矢量的菲涅耳公式

从电磁场理论推导了磁矢量的菲涅耳公式并提出了光的电磁矢量的菲涅耳公式,用电磁矢量诠释反射光、折射光的"半波损失",并从电磁矢量角度归纳洛埃镜实验和维纳驻波实验结果,分析了偏振现象.

论光在介质表面反射时的半波损失问题——兼与张静江先生商榷

指出了半波损失研究中存在的问题 ,定性研究了在一般斜入射时反射光和折射光电矢量的方向 。

对机械波半波损失现象的物理解释

机械波的半波损失现象长期困扰着科学工作者,对于机械波的半波损失现象虽然有数学证明,但证明过程多偏重于数学推导,大都缺乏明确的物理图像。文中根据介质分界面处的边界条件,试图用物理的方法来解释机械波的半波损失现象,以期对半波损失现象给出一个清晰的物理图像。文中还讨论了机械波在固定端和自由端处的反射和透射。

光程的概念与薄膜干涉中光程差的表示方法

给出了光程定义的数学表达式,提出了"几何光程"和"物理光程"的概念,同时在光程及光程差的表达式中引入"半波损失选择项".采用这样的表述方式,使学生在讨论薄膜干涉时,思路清晰明了,结果(即得到的公式)适合任意情况.

半波损失存在的条件探析

文章从半波损失的概念以及菲涅尔公式出发,运用图解法逐个分析了单一界面上的折射、正入射、掠入射、斜入射以及薄膜上下表面的反射与折射的半波损失问题,得出了半波损失产生的条件不仅与介质的折射率有关,还与入射角的大小有关.