洛伦兹-高斯光束在梯度折射率介质中的传输

导出了洛伦兹-高斯光束在梯度折射率介质中传输的光场分布,给出了二阶矩定义下的光束半宽度及其变化率的解析表达式,重点分析了梯度折射率系数对洛伦兹-高斯光束传输性能的影响。结果表明,梯度折射率介质中的归一化光强分布和光束半宽度等呈周期性变化,周期为梯度折射率系数的"倍,轴上最大光强出现在半周期处。梯度折射率系数除影响周期性外,对归一化光强分布和光束半宽度无明显影响,但影响光束半宽度变化率。

涡旋洛伦兹-高斯光束的远场矢量结构特征

利用矢量角谱法和稳相法,研究了涡旋洛伦兹-高斯光束的远场矢量结构特征,导出了横电项(TE项)和横磁项(TM项)远场电磁场和相应能流的解析表达式。通过相应的数值计算,分析了拓扑电荷数对涡旋洛伦兹-高斯光束及其矢量结构项远场能流分布的影响。TE项由位于竖直方向的2瓣或3瓣组成,TM项可由TE项旋转90°得到。涡旋洛伦兹-高斯光束在拓扑电荷数小时内部中空,外部亮环均匀分布。增大拓扑电荷数,涡旋洛伦兹-高斯光束外部亮环上的能流呈起伏分布,内部变化相对复杂。涡旋洛伦兹-高斯光束及其矢量结构项的光斑尺寸随拓扑电荷数的增大而增大,但会饱和。研究显示,涡旋洛伦兹-高斯光束在实际应用时拓扑电荷数不宜过大。

洛伦兹光束经光阑-透镜系统的焦移特性

基于柯林斯积分公式和光阑函数的复高斯展开,导出了洛伦兹光束经光阑-透镜光学系统的近似解析传输公式.运用所得到的近似解析表达式,考察了洛伦兹光束的焦移特性.数值计算结果表明洛伦兹光束的焦移量依赖于菲涅耳数和光阑-透镜的分离距离.文中,洛伦兹光束的焦移特性也和相应高斯光束的作了比较.这一研究有益于那些发散程度较大的激光光束的实际应用.

部分相干洛伦兹-高斯光束在湍流大气中的峭度参数

基于广义惠更斯-菲涅耳衍射积分公式和洛伦兹函数的厄米-高斯展开,导出了部分相干洛伦兹-高斯光束在湍流大气中经傍轴ABCD光学系统的峭度参数的解析表达式,对该峭度参数进行了数值计算。结果表明:空间相干长度和结构常数对峭度参数的影响与部分相干洛伦兹-高斯光束本身的光束参数有关;当空间相干长度小于光束参数时,其影响显著;当洛伦兹部分的光束参数较大或高斯部分的光束参数较小时,结构常数的影响较明显且随传输距离的增大而增强。

超洛伦兹-高斯光束SLG_(11)模的分数傅里叶变换特性

引入了一簇互相正交的超洛伦兹-高斯光束以描述半导体激光器所产生的大角度高阶模远场分布。将分数傅里叶变换应用于超洛伦兹-高斯光束SLG11模的传输特性的研究中。利用傅里叶变换的卷积原理,导出了SLG11模经分数傅里叶变换系统后场分布的解析表达式。根据所得到的公式进行了数值计算,系统分析了分数傅里叶变换阶数和光束各参数对SLG11模在分数傅里叶变换面上光强分布的影响。结果显示:SLG11模在分数傅里叶变换面上的归一化强度分布随分数傅里叶变换的阶数呈周期性变化,周期为2;随着光束参数的增大,SLG11模在分数傅里叶变换面上的光斑尺寸增大。

德布罗意物质波关系式的推导

本文通过2种直观的方式推导出物质波动量-波长关系式.第1种方式利用洛伦兹变换得出运动粒子“首尾”两端固有时间差,进而通过其对应的相位差以及粒子在空间占据的长度得出相应的物质波波长;第2种方式通过计算与粒子相位变化相适配的行波,得出物质波动量-波长关系式.这两种推导方式较为直观,有助于初学者理解物质波的物理图像.

洛伦兹对称破缺框架下的广义克莱因-戈尔登谐振子

在洛伦兹对称破缺的背景下研究了广义克莱因-戈尔登谐振子,主要使用Nikiforov-Uvarov方法分析了有磁场和无磁场两种情况下的克莱因-戈尔登谐振子.在此基础上,详细分析了具有康奈尔势函数的克莱因-戈尔登谐振子的一些特殊情况.结果表明,广义克莱因-戈尔登谐振子的波函数和能量本征值明显依赖于洛伦兹对称破缺效应,另外,康奈尔势函数对克莱因-戈尔登谐振子也有着不可忽略的影响.

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.

群稀疏高斯洛伦兹混合先验超分辨率重建

为了得到置信度更高的超分辨率先验模型,实现重建结果在噪声和细节之间的平衡,建立了基于混合稀疏表达框架下的高斯⎯洛伦兹混合先验模型。研究了该先验模型在超分算法中的应用优势和具体的应用方案。首先,根据先验信息的类型介绍了一些超分辨率算法的优势和问题。接着,提出对图像不同分量的统计特点进行单独建模的应用方法。然后,在分析了混合稀疏框架、高斯吉布斯先验和洛伦兹先验的基础上,说明了基于群稀疏框架下的高斯⎯洛伦兹混合先验的超分辨率算法。最后,介绍了具体实现环节和最终迭代方案。实验结果表明,本文基本完成了在重建过程中保持细节的同时抑制噪声的改进目标,可以用于更多复杂环境的超分辨率重建要求。

基于高斯-洛伦兹分峰拟合的线结构光条中心的提取方法

研究了一种适用于不同类型光条图像的光条中心提取方法。构建了光条的截面能量模型,分析了不同成像质量光条的截面能量组成,构建了高斯-洛伦兹分峰拟合模型;基于所构建模型,依次对光条图像进行灰度归一化、感兴趣区域提取、高斯-洛伦兹分峰拟合、去洛伦兹分量处理,利用灰度重心法提取出精确的光条中心。对比实验结果表明,本文方法对不同类型光条图像的提取具有适用性强、精确度高,但耗时长的特点;然而对强漫反射和镜面反射光条的提取耗时仅为当前效果最好Steger法的1/2。

基于GA-BP神经网络的超临界二氧化碳折射率及密度预测

基本光学性质折射率是研究物质物理性质的重要参数。本文以超临界二氧化碳(S-CO2)为对象,整合各文献在不同温度、压力下对S-CO2折射率的测量数据,使用遗传算法(GA)优化后的BP神经网络建立了预测S-CO2折射率的模型,并基于S-CO2密度与波长、折射率内在联系的洛伦兹-洛伦兹关系式,对S-CO2的密度进行反演。结果表明:该模型预测S-CO2折射率的最大相对误差仅为0.844%;反演的S-CO2密度值同REFPROP软件结果相比,平均误差不超过3.65%;在亚临界和超临界区,通过实验测量折射率来研究CO2物性是可行的;在近临界区,由于CO2物性变化剧烈,对折射率变化规律的测量及折射率与CO2物性的关系尚需进一步研究。

信江多流域土地利用空间负荷的河流氮磷输出响应

【目的】近年来流域水体污染问题日益突出,总氮和总磷已成为水体污染衡量指标之一,河流氮磷浓度变化在一定程度上受到流域土地利用的影响,为保障信江流域水环境安全,开展土地利用空间负荷的氮磷输出响应研究对判定流域养分流失风险级别、划定流域优先治理区、促进土地利用结构调整具有重大意义。【方法】选取信江流域的16个子流域作为研究区,利用2000年和2020年地表覆盖数据、高程数据、河网数据和2020年河流断面总氮与总磷监测数据,参考“源-汇”理论并利用洛伦兹曲线,构建土地利用空间负荷比指数,最后通过皮尔逊相关性分析,探讨流域氮磷输出与土地利用的时空关系。【结果】①相对高程、坡度、相对距离和综合的LWLI指数均值不超过0.3,表明流域当前土地利用的氮磷污染风险较低。②从三类空间要素对污染负荷贡献的角度来看,结果显示由大到小依次为LWLI_(s)、LWLI_(e)和LWLI_(d),表明相对高程和坡度对流域空间污染负荷的影响更为显著,因此,流域内位于中高海拔、坡度陡峭地区的土地利用类型应成为重点关注对象。③从“源-汇”地类结构和土地利用空间负荷的角度分析土地利用与氮磷输出的Pearson关系,发现土地利用空间负荷比指数同氮磷浓度的相关系数要比源汇地类面积结构的更高,存在更显著的相关性,能更有效表征流域的总氮、总磷流失量。【结论】从“源-汇”视角出发,将“源-汇”理论应用于流域土地利用空间负荷时空演变分析,定量分析多流域土地利用空间负荷与河流水质的关系,为水污染的治理和管理提供了有益的参考,可进一步为信江流域区划研究提供基础,为信江流域的水污染防治和土地利用结构调整优化提供借鉴经验,为信江流域改善生态环境和水质等方面提供决策支持。

利用光学无源腔理论分析法布里-珀罗干涉仪的透射谱

采用光学无源腔理论得到了法布里-珀罗干涉仪的透射谱,并指出当谐振腔的损耗较小时,干涉仪的透射谱可认为是由一列相互独立的透射峰构成,每个透射峰呈洛伦兹线型.这为理解法布里-珀罗干涉仪的工作原理提供了一个新思路.

基于“源-汇”景观的饮用水源地非点源污染风险遥感识别与评价

非点源污染因分布广泛、产生过程复杂、防治困难,近年成为影响饮用水源地水环境的重要污染源。以海南三亚赤田水库为例,开展了基于"源-汇"景观的非点源污染风险遥感识别与评价分析。首先,采用高分辨率遥感影像分类提取水源地不同类型景观分布信息;结合"源-汇"对污染的促进\\阻碍作用,在考虑影响污染物迁移的"河道距离"因子、坡度因子情况下,利用非点源污染风险指数的计算实现对区域非点源污染风险的快速识别;并基于洛伦兹曲线分析水源地景观空间分布对非点源污染的影响。结果表明:一方面,流域非点源污染风险总体较低,"汇"景观占主导作用的子流域占整个区域的76.50%;污染风险呈现东高西低的特点,极高风险区主要分布于以居住用地、建设用地等"源"景观类型为主的流域东南部区域,占整体区域面积的1.28%,而西部以林地为主污染风险小;另一方面,基于坡度因子的"源""汇"景观污染负荷之比值大于1,"源"景观在低坡度区域分布范围广,景观布局较合理;基于"河道距离"因子的"源""汇"景观污染负荷之比值为2.30,"源"景观在距河道近的区域分布范围大,对污染影响大,近河道区域需进一步调整景观格局以降低对非点源污染的影响。基于遥感与"源-汇"景观指数计算是一种快速、客观、有效的饮用水源地的非点源污染风险识别与评价方法。

迈克耳孙-莫雷实验对狭义相对论的建立起到重要作用了吗?

本文对迈克耳孙-莫雷实验提供了3种解释:静止以太说的解释、静止以太说+洛伦兹收缩的解释,以及双程光速各向同性的解释。然后分析了寻找光以太的实验(包括迈克耳孙-莫雷实验)对爱因斯坦建立狭义相对论所起的作用。

也谈洛伦兹变换过渡为伽利略变换的条件

本文通过极限的ε-δ语言和极限的运算这两条途径，证明了洛伦兹变换过渡为伽利略变换的条件应该是v〈〈c，而不是“v〈〈c且x〈〈ct”．

高速运动质点的4-角动量

高速运动质点的4-角动量表示成张量Jμv的形式,通过对Jμv进行洛伦兹变换可以得到3维角动量L的变换关系以及辅助量G的变换关系,在经典过渡下,前者与角动量的伽利略变换相符合,后者恰好反映加速度a是伽利略变换的不变量.

偶极子光电导天线结构对THz辐射特性影响的研究

研究了Ga As工型偶极子光电导天线(PCA)结构参数对THz辐射特性的影响。首先利用DL(Drude-Lorentz)模型得到了光电导天线的电流解析解,结合时域有限差分(FDTD)进行半解析半数值仿真,有效地解决了纯解析解(通过光电流对时间求导数可以得到辐射的THz的相对强度)无法和PCA结构直接对应的仿真问题,也较直接全波FDTD方法计算效率高。接着,利用偶极子光电导天线的等效电路模型和等效源阻抗公式,结合实际的PCA参数,分别得到了PCA阻抗和源阻抗,说明了由于源阻抗很低,导致匹配效率较低。最后,综合考虑数值仿真结果和理论计算结果可证明,工型偶极子光电导天线的辐射效率会随着其长宽比的增加而相应增加,该结论与相关文献实测结果吻合,从而也验证了文中FDTD仿真结果、理论模型及计算结果的有效性。

北京郊区化进程中人口分布与大中型商场布局的互动

北京市目前正处于城市郊区化的初期,文章借助沃尔克人口重心和洛伦兹曲线,刻画出1991—2000年北京市城区人口分布的变化,并通过人口重心公式的转化使用,计算了同期城区大中型商场分布的变化。研究发现,在北京市由向心集聚型向离心分散型过渡的阶段,城区大中型商场的重心移动与人口重心移动方向基本一致,但是时间上存在大约2年的滞后。这说明人口郊区化对大中型商场分布郊区化有一个正向带动。同时大中型商场重心的偏移对人口的分布也有较大影响。

中超和英超足球联赛竞争平衡状况比较

采用"洛伦兹曲线-基尼系数"和"标准分数"测量法,对中超、英超联赛的竞争平衡发展状况进行测量比较,结果显示:中超联赛的竞争平衡曲线波动较大,一定程度上反映了联赛竞争平衡状况的稳定性较差;中超球队竞赛实力处于强者更强、弱者更弱的两极分化状况。分析二者的竞争平衡调控手段得知,出于"吸引更多球迷关注"的宗旨,在确保球队竞技实力和俱乐部经济实力均衡的同时,还应改变限制外援和工资封顶的思维,为高薪吸引全球顶级球员参与,打击假球黑哨营造干净而公平的赛事环境。