洛伦兹理论——相对论产生的前奏

相对论的提出不是偶然的,是众多科学家为之努力的结果.洛伦兹为解释迈克耳逊-莫雷和裴索的实验结果,建立了一系列理论,为相对论的产生准备了充足的条件.

洛伦兹对称破缺理论与Kerr-TAUB-NUT黑洞弯曲时空中的Hawking量子隧穿辐射特征

根据洛伦兹对称破缺理论及黑洞隧穿辐射理论,对Kerr-TAUB-NUT黑洞弯曲时空中的玻色子动力学方程进行了修正,并对此黑洞的量子隧穿辐射特征进行了研究,得到了修正后的Hawking温度、黑洞熵及量子隧穿辐射率等主要的物理量。

退火对CN_x薄膜光学性质的影响

报道了退火对电子回旋共振 (ECR)辅助脉冲激光溅射方法制备的CNx 薄膜样品光学性质的影响 .X射线衍射(XRD)结果显示CNx 薄膜基本为无定形结构 ,但存在微量的多晶结构 .拉曼散射谱显示所制备的CNx 薄膜样品主要由CN、少量的C—C和微量的CN组成 .随着退火温度的升高 ,拉曼散射谱不但在 135 7cm-1附近出现了一个新峰 (新峰对应无序的CN键 ) ,而且CN和CN的相对含量比随着退火温度的提高大致呈先减小后增大再减小的趋势 ,从而证实在退火过程中部分N原子发生了迁移 .椭偏仪所测量的CNx 薄膜的光学常数表明退火温度对ε1、ε2 、n、k的大小和谱线的形状均产生了显著影响 .结合拉曼散射谱可断定其原因为退火改变了CNx 薄膜样品的内部结构和键结构 .实验中得到的ε1、ε2 、n、k随光子能量的变化关系可用洛伦兹色散理论得到很好解释 .

94 GHz频率下冰晶粒子多次散射特性的研究

为了认识冰晶粒子群在94 GHz频率下的散射特性,利用互散射、相干Mie散射以及简单叠加法进行研究.结果表明,这3种方法得到的粒子群散射结果明显不同,目前的雷达气象方程使用简单叠加法计算粒子群的散射时不能精确地反演云的微物理特征,如冰水含量及有效半径等.利用3种方法比较了不同位置、不同复折射指数、不同尺度参数以及不同数量的粒子群散射强度特性后发现云的多次散射特性不能被忽略.

基于一阶彩虹区域高斯光散射的液滴测量

为实现雾化过程中局域内单液滴的测量,采用德拜级数展开研究了高斯光照射下球形液滴一阶彩虹区域的散射光强分布,以及高斯光束腰大小对光强分布峰值角度的影响.根据德拜级数展开计算的散射光强分布反演液滴的折射率和粒径,证明了根据高斯光的彩虹散射反演液滴信息的可行性.基于广义洛伦兹-米氏理论计算一阶彩虹区域的总光强分布,根据总光强分布反演液滴折射率和粒径,讨论了高斯光束位置对反演液滴信息的影响.对于半径在200~1 000μm区间的液滴,高斯光束位于中心入射时,反演折射率的误差小于2.38×10-4,粒径的相对误差在-3.31%~3.31%之间.与采用平行光彩虹技术相比,采用高斯光束为入射光可以得到较高的光能聚集区,较好地定义测量区大小,既可以有效避免多个液滴同时出现在测量区的情况、减小颗粒之间复散射的影响,又可以提高信号强度.

基于时域有限差分法的冰晶粒子群多次散射特性

为了精确地利用雷达回波信号反演降雪粒子的微观物理参数,建立满足Gamma谱分布的两类非球形降雪粒子群模型,利用XFDTD软件计算了这两类非球形冰晶粒子群模型在94 GHz频率下的雷达散射截面,分别为-37.690 0和-40.301 0dB·m^2,与简单叠加计算的结果对比后发现绝对误差分别达到0.334 4和0.733 7 dB.在冰水含量一定时,满足Gamma谱分布的两类非球形降雪粒子群模型在分别考虑多次散射和单次散射下雷达反射率因子的绝对误差分别为0.334 6和0.733 7 dB,因此粒子群的多次散射效应在实际气象探测中必须加以考虑.

量子引力:回到未来

在更高的精度下重复19世纪的物理实验,借此也许我们能首次一窥爱因斯坦相对论之后的新物理学——

线性共蒸法制备渐变折射率薄膜的光学特性分析

利用德鲁德理论和洛伦兹洛伦茨理论,从介电常数分析入手,探讨了混合介质膜的折射率表达式,给出利用双源共蒸法镀制的渐变折射率薄膜在混合介质膜的总沉积速率恒定、两种膜料的单分子大小近似相等和沉积速率均为线性变化时的折射率表达式;从正变和负变、单周期和多周期、不同的周期数和不同的单周期厚度几个方面对渐变折射率薄膜的光学特性进行了模拟分析和讨论;对渐变折射率薄膜的实现、应用以及实验制备中有待进一步解决和处理的问题进行了讨论。

彩虹及在非均匀球中的应用

利用广义洛伦兹米氏理论 ,研究了多层球折射率按指数规律变化时 ,其一阶彩虹角分布随折射率变化的情况。研究结果表明 ,无论折射率为指数增大还是指数衰减 ,多层球彩虹角位置均与折射率分布密切相关 ,为探测非均匀球的折射率及梯度分布以及燃烧室的温度分布提供了有效的信息。

松华坝水库流域非点源污染景观空间负荷

为保障松华坝水库流域的饮水安全,促进滇池流域水污染的防治工作,本文以非点源污染为研究对象,通过专家打分法分析不同景观在该流域非点源污染形成中的贡献,并确定各"源"、"汇"景观的比重,以景观空间负荷对比指数为基础,分别从流域整体与各景观空间要素2个方面,定量研究了流域景观格局与非点源污染的关系。结果显示:(1)松华坝水库流域整体和各空间要素层面的4个景观空间负荷指数值均小于0.50,表明流域在整体和各景观空间要素层面,均属于"污染截留型"景观格局,即理论上由当前景观格局新产生并排出的非点源污染物极少;(2)坡度景观空间负荷指数>相对高程景观空间负荷指数>距离景观空间负荷指数,表明加强保护该流域中高海拔陡坡地带的"汇"景观,不仅可以防止形成新的"污染贡献型"景观格局,还可强化其隔离圈式"污染截留型"景观格局,有效阻挡流域中面积最大的"源"景观,位于中高海拔山区的旱地所产生的土壤和养分外流。

偏心球对贝塞尔波束的散射特性研究

基于广义洛伦兹米理论,研究了偏心球粒子对在轴入射零阶贝塞尔波束的散射。利用球矢量波函数展开,给出了空间各区域电磁场的展开形式以及远场散射场表达式,并利用电磁场的边界条件,给出了各系数关系形式。通过与面积分方程方法的数值结果对比,验证了理论的正确性。数值分析了波束锥型角、偏心球内核介质折射系数、偏心距、内核半径等波束、偏心球参数对远场散射的影响。

高阶矢量贝塞尔涡旋波束的单球形气溶胶粒子散射特性研究

运用广义洛伦兹-米散射理论(GLMT)研究了高阶矢量贝塞尔涡旋波束的单球形气溶胶粒子的散射特性,将直角坐标系下沿z轴方向传播的贝塞尔波束的电磁场强度各分量表达式转化成球坐标系下各个分量的表达式,使用GLMT中的积分局部近似法计算贝塞尔涡旋波束的波束因子,进而计算在轴入射的高阶矢量贝塞尔涡旋波束的单球形气溶胶粒子散射。以硝酸铵球形粒子为例,通过数值计算,讨论了不同拓扑荷数和半圆锥角矢量贝塞尔涡旋波束与气溶胶粒子作用的微分散射截面随散射角变化的分布,以及消光截面、散射截面和吸收截面随均匀球形气溶胶粒子尺寸参数的变化情况。结果表明,随着贝塞尔涡旋波束拓扑荷数的增大,粒子微分散射截面值逐渐减小;拓扑荷数一定的贝塞尔涡旋波束随着光束半圆锥角的增大,消光截面、散射截面和吸收截面各值整体上趋向减小。