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张冠宇的研讨题
大学物理研讨题
六院三队张冠宇
201306042020
教员您好,在之前的物理课上我对物理研讨题
不够重视,导致振动和光波部分基本没有交多少研
讨题(_、)…但最近的量子物理部分的研讨题都
及时交给您了。现将1~5章没写过的研讨题整理后
交给您,请您查阅。
选择一种超声波或次声波的应用,介绍相关概念,
并阐述原理。如果自己提出新的应用可获额外加分。
答:
超声波清洗
概念:利用超声波在液体中的空化作用,使污物层被分散、乳化、
剥离而达到清洗目的。
空化作用:
空化作用就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的
高频变换方式向液体进行透射。在减压力时,液体中产生真空核群
泡的现象,在压缩力作用时,真空核群泡受压力压碎时产生强大的
冲击力,由此剥离被清洗物表面的污垢,从而达到精密洗净目的。
新应用:
可应用空化作用的功能制作超声波牙刷,通过震荡超声波震荡水流
清理牙齿,达到西亚的效果。
查找资料,用自己的话简述合成孔径雷达的工作原理。
合成孔径雷达
合成孔径雷达相当于将一大堆小雷达通过数据处理获得一个较大的雷达的效果。
实现方法:
飞行器空中发射一系列脉冲,并且记录回声的振幅和相位,这些信号可以组合,结果相
当于这些信号同时从一个很大的天线发射出来。这个方法相当于“合成”了一个远远大
于实际天线尺度的天线。而合成大信号需要进行叠加计算。
算法:
第一步、将单元天线接收信号的振幅与相对发射信号的相位叠加起来,便合成一个等效
合成孔径天线的接收信号。
第二步、若直接把各单元信号矢量相加,则得到非聚焦合成孔径天线信号。
第三步、在信号相加之前进行相位校正,使各单元信号同相相加,得到聚焦合成孔径天
线信号。
第四步、地物的反射波由合成线阵天线接收,与发射载波作相干解调,并按不同距离单
元记录在照片上,然后用相干光照射照片便聚焦成像。
肥皂泡:
1.刚吹起的肥皂饱表面看不到这种现象,那是由于膜的厚度太大
超过了日光的相干长度;
2.肥皂泡作为空气中的薄膜,当其厚度使在其上下表面的反射光
满足相干条件,形成干涉现象;
肥皂泡表面的彩色是因为不同波长的光的叠加形成,这种彩色随
着的厚度、观察方向改变。
3.当肥皂泡过大膜的厚度趋于零,各种波长的光,反射光都干涉
相消,因此是黑色的。
分析激光窃听的原理及其优缺点。若能提出改进其缺
点的可能方案可获额外加分。
答:
人们说话时能引起周围空气的振动,空气的振动又能导致某些固体的微小振动。如果
激光照射到能反光的振动物体如镜子、玻璃上,被反射回来的激光束就会夹杂着声音的信
息。激光搞窃听,主要是利用激光方向性和单色的特点,其工作原理是用发射一束极细的
激光,发射到被窃听房间的玻璃上。当房间里有人谈话的时候,玻璃因受室内声音变化的影
响而发生轻微的振动,从玻璃上反射回的激光包含了室内声波的振动信息。人们在室外用
专门的激光接收器接收,就能获得声音信号,从而监听室内人的谈话。
激光窃听法的最大优点是安全,不需要安装任何窃听器就可以进行窃听,这就克服了无
法进入房间安装窃听器的困难,同时也避免了因窃听器被查获而被抓住把柄的危险。同时,
由于发射的是人眼极难察觉的红外激光,它不仅在白天可以使用,即使在夜间也同样可以使
用。激光窃听也有致命的弱点。其一是激光的强度不会太高,容易受周围杂音的影响。其
二是天气条件对其有着毁灭性的打击,在风雨天气无法正常监听。其三是受到接收点和被
窃听点的位置关系影响。
对于改进方法来说,我认为可以提高漫反射强度,得到高质量的回射光来提升窃听功
能。
解:
从图样上看,双缝干涉条纹一般都是等宽
的,且各级明条纹等亮度;双缝衍射是平
行不等距的,中央明条纹又宽又亮,两边
条纹宽度变窄,亮度也明显减弱。
答:
1.波带片由透明和不透明圆环交替构成,用以阻挡菲涅耳
半波中的奇数或偶数带。
2.原理为只让奇数半波带或只让偶数半波带透光,那么由于
各半波带上相应各点到达考 察点P的光程差为波长的整数
倍,各次波到达该点时所引起的光振动的相位差为二的整数
倍,因而相互加强,这样在P点的光强将会大大加强。
3.与透镜相比,波带片面积大、轻便、可折叠。此外,波
带片的焦距随波长的增加而缩短,这恰巧与玻璃透镜的焦
距色差相反,两者配合使用有利于消色差。
4
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