收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

液体表面波理论及其频率特性

鄢锐  
【摘要】: 表面波是传播能量集中于介质表面的一种弹性波。表面波沿介质界面传播,它携带大量的表面信息。因此,表面波的研究引起了越来越多的重视。与体相相比,液体表面无论在组成、结构、分子所处的能量状态,以及受力情况等方面都有差异,这些差异使液体表面具有某些特殊的性质,通过研究这些特性,可以获得液体的某些参数。 光学方法是研究物质性质的重要手段,它具有无损、非接触、实时快捷等特点。自上世纪60年代激光问世以后,激光就被用于研究表面波的性质。通过研究光在液体表面的反射、折射、干涉和衍射等行为,可以测得液体的某些参数,如折射率、接触角、表面张力等。该方法广泛应用于流体力学、海洋光学等领域。 本文正是利用光学方法来研究低频液体表面声波。研究的主要内容和结论如下: (1)介绍了表面波的分类及声表面波(SAW)技术的特点,重点讨论了现有各种声表面波的激光检测技术并分析了其优、缺点,并根据不同检测技术的特点,对今后表面波研究的思路给出了一些有用的提示: (2)从液体表面波的流体动力学方程出发,推导了液体表面波的一般特性,得出了表面张力和色散的重要关系。对于十几到几十赫兹的低频液体表面波,通过波动光学的干涉理论对其进行了阐述,并解释了实验中的特殊现象;当频率升至几十到几百赫兹时,液体表面波可以看作是一块位相型光栅,利用傅立叶光学对衍射光场、条纹分布和条纹半角宽度以及衍射条纹强度进行了分析,与实验现象进行了对比,实验结果和理论吻合; (3)利用数学物理方法的思想,将液体表面波的振动过程近似为一维无界空间中弦的受迫振动问题,推导了液体表面波频率和激发源频率的关系,并利用光子计数器实时测量了表面波的频率,实验结果和理论吻合较好。对于几十到几百赫兹的液体表面波,可以认为激发源的频率就是表面波的频率。该实验系统具有实时、非接触的特点,利用该系统可以对任一低频液体表面波频率的稳定性进行实时的监控。通过讨论,分析了影响表面波频率稳定性的因素,如实验环境条件、激发源自身稳定性和表面波振幅的大小;改善实验环境条件、使用更加稳定的激发源以及降低表面波振幅,可以使测量更加精确,这也为其他低频液体表面波实验提供了一定的参考。最后,测量了表面波的波长、波速和液体表面张力等参数,得到蒸馏水的表面张力为71.120×10~(-3)N/m,与公认值基本吻合。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨淑敏;张伟;曹丽萍;;利用牛顿环干涉条纹测定薄膜厚度[J];长春师范学院学报;2011年08期
2 汤正新;赵巍;杨开帅;康磊;高姗;孟伟东;;干涉条纹计数器的设计与应用[J];实验室科学;2011年04期
3 李凯;;浅析双缝干涉实验中单缝的另一作用[J];中学物理;2008年08期
4 寿倩;张翔;;干涉条纹抖动误差的消除方法探讨[J];华南师范大学学报(自然科学版);2011年03期
5 王恩光;;用干涉法测量半透明固态薄膜材料折射率[J];实验技术与管理;1992年02期
6 齐文浦;;激光平面干涉仪的演示实验[J];实验技术与管理;1991年04期
7 韩英;;《光的干涉》教学设计方案[J];中学物理;2008年06期
8 吴迪;齐向东;车英;郭林炀;;干涉法在光栅波前检测中的应用研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2011年02期
9 谭毅;;法布里-珀罗干涉实验的仿真研究[J];信息技术;2011年07期
10 谭毅;;劈尖干涉实验的仿真研究[J];计量与测试技术;2011年08期
11 闫晓燕;秦建敏;武锦辉;乔江平;;基于莫尔干涉的激光中心波长精确检测的研究[J];光谱学与光谱分析;2011年07期
12 徐涛;王峰;彭晓世;刘慎业;;基于神光Ⅲ原型装置的成像型任意反射面速度干涉仪[J];强激光与粒子束;2011年07期
13 严珍珍;石耀霖;范湘涛;杜小平;;提取地震同震形变场特征的最佳雷达波段问题研究[J];地震;2011年03期
14 杨福芹;程光亮;杨丽;;InSAR基线对干涉图的影响分析[J];测绘与空间地理信息;2011年03期
15 王丽芝;祁烁;成春荣;;“鬼”成像及其研究现状[J];牡丹江师范学院学报(自然科学版);2011年03期
16 陈海良;陈建栋;张伟;李伟亮;;固体材料线胀系数的多光束干涉法测量[J];实验室科学;2011年03期
17 童斌;肖志勇;;基于改进条纹计数法的Fabry-Perot腔液位传感器[J];科协论坛(下半月);2011年07期
18 汤剑锋;赵凡;欧阳锡城;;应用Maple仿真模拟光学干涉实验[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2011年02期
19 孟晓辰;郝群;朱秋东;胡摇;;基于Zemax的部分补偿透镜的优化设计[J];光学学报;2011年06期
20 徐龙;何章宏;黑杨辉;刘晓军;;双光栅衍射位移测量实验仪的研制[J];实验技术与管理;2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李浩然;苏俊宏;葛爱明;杨利红;;干涉条纹自动判读关键技术研究[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
2 朱莲根;姚艳婕;朱梦泽;夏樟根;王锦辉;;光测弹性力学中载荷分析和计算[A];第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集(下册)[C];2010年
3 夏樟根;朱梦泽;姚艳婕;朱莲根;王锦辉;;光测力学实验的设计和研究[A];第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集(下册)[C];2010年
4 李嘉宝;王建广;钟金顺;潘文标;;光应力干涉条纹的计算机图像处理与解[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年
5 王玲;金成鹏;赵云娥;;干涉条纹视力仪对白内障术后视力的预测及对比研究[A];2005年浙江省眼科学术会议论文集[C];2005年
6 马小龙;阮萍;李福;杨建峰;;横向剪切干涉仪反射镜角度偏差对干涉条纹的影响[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
7 王成;任秋实;乔清理;;剩余反射对滤光片纹波的影响[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
8 彭新华;朱熙文;高克林;;两种互补性的核磁共振实验验证[A];第十届全国量子光学学术报告会论文论文集[C];2002年
9 章美文;;云纹技术及其在地质力学模型材料力学特性测试中的应用[A];水电科技论文集[C];1990年
10 陈凤超;黄佐华;;干涉条纹周期的测量及其在位相检测中的应用[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨炯;结构对液体表面波传播特性的调制研究[D];复旦大学;2010年
2 汤云飞;液体表面波在周期结构中的传播及水波的混沌现象研究[D];复旦大学;2007年
3 夏海波;卫星及射电源VLBI观测信号相关处理小波方法研究[D];中国科学院研究生院(上海天文台);2004年
4 沈义峰;液体表面波在周期结构调制下传播行为的研究[D];复旦大学;2005年
5 浦世亮;基于激光干涉原理的颗粒场测量技术研究[D];浙江大学;2007年
6 刘鑫;同轴和微分相衬成像理论与数值分析研究[D];华中科技大学;2007年
7 楚兴春;纳米光栅干涉位移测量关键技术的研究[D];国防科学技术大学;2005年
8 王选择;正交衍射光栅计量原理及在超精密工作台上的应用[D];华中科技大学;2004年
9 张乐波;纳米结构中的电子输运研究[D];大连理工大学;2007年
10 郧建平;基于白光干涉的表面形貌接触和非接触两用测量系统的研究[D];华中科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 鄢锐;液体表面波理论及其频率特性[D];陕西师范大学;2008年
2 曹青华;光束通过湍流大气干涉的初步探讨[D];电子科技大学;2006年
3 佟庆彬;应用于混凝土坝体温度测量的激光干涉技术研究[D];昆明理工大学;2005年
4 曹洪端;基于干涉条纹形状的二维角位移测量方法的研究[D];湖北工业大学;2010年
5 李能能;液体表面波纵向衰减的光学研究方法[D];陕西师范大学;2011年
6 王文成;低频微振动测量系统及液体表面波振动状态的研究[D];陕西师范大学;2012年
7 谢甜;水下低频液体表面波的声光衍射及衍射条纹的非对称性[D];陕西师范大学;2012年
8 张常飞;马赫—曾德尔干涉仪瞬态干涉条纹采集技术及其在激光等离子体测试中的应用[D];南京理工大学;2010年
9 方家美;图像处理在干涉条纹自适应控制中的应用[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2003年
10 时坚;低频液体表面波激光的干涉和衍射研究[D];陕西师范大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 小日;激光全息防伪的优势与魅力[N];中国包装报;2005年
2 金银河;全息标识烫印技术[N];中国包装报;2002年
3 龙;用激光测量铸流速度和板坯长度[N];世界金属导报;2007年
4 林文;立体印刷的工艺技术和操作要领[N];中国包装报;2008年
5 欧阳宏斌 汤海;雷达遥感卫星的应用和研究[N];中国测绘报;2003年
6 林轩;让我们一起来认识神奇的邮票[N];中国集邮报;2008年
7 柯志阳;清华寻猫记[N];中国图书商报;2001年
8 赵子东 陈靖;低辐射Low-E加工中空玻璃常见问题及分析[N];中国建材报;2004年
9 牛晨;光学中的几个问题[N];山西科技报;2003年
10 ;长春应化所新波段激光晶体研制进入国际前沿[N];中国高新技术产业导报;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978