小孔流速实验中的排水时间和流量系数的研究

本文以水作为理想流体,考虑到水头损失和孔口缩流效应,对小孔流速实验涉及的容器排水问题进行了系统的理论和实验研究.从理论上推导得出了圆柱形容器排水时间的解析解,分析了排水时间和自由液面速度、流量系数之间的规律,提出了排水时间的等效性.实验上,加工了底部开有不同小孔的大型圆柱形容器,测量了容器排水时间随液面高度的变化关系,借助实验结果计算了流量系数值,验证了容器排水时间的等效性关系,实验结果与理论计算符合较好.     

fcc金属层错能的EAM法计算

采用嵌入原子法(EAM)计算了Cu，Ag，Au，Ni，Al，Rh，Ir，Pd，Pt和Pb等10种面心立方(fcc)金属的层错能，除Rh和Ir两种金属外，其他金属的计算结果和实验结果基本一致. 关键词： 面心立方金属 层错能 EAM     

流体中运动物体瞬时加速度测量的改进

借助光电门和通用计数器,对不同形状的物体在流体中各点的瞬时加速度进行测量.     

多思路巧妙测量阻尼常数及计时仪器的开发

本文从物理实验测量和计时仪器开发两个方面同时入手,从运动学角度出发,分别选用U形和条形遮光片,且灵活利用通用计数器的各个功能,综合提炼出7种实验方案测量阻尼常数,其测量值在1.31～1.53之间,实验结果重复性和一致性较好.同时开发新的计时仪器,直接应用于本实验,使测量过程变得简单易行.     

CdTe(110)表面原子与电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算了CdTe(110)表面的原子和电子性质.结果表明,CdTe(110)理想表面在禁带中出现两个明显的表面态,弛豫后表层Cd原子和Te原子p态电子发生转移,Cd原子趋向于sp2平面杂化构型,Te原子趋向p3杂化的锥形构型.经过表面弛豫大大降低了表面能,增大了表面功函数,表面占据态和表面空态分别被推进价带顶之下和导带底之上,导致弛豫表面没有明显的表面态.     

外推法计算冰的熔解热的理论依据及Matlab实现方案

本文基于牛顿冷却规律给出了“冰的熔解热实验”中用外推法修正温度的完整的理论依据.采用Matlab编程实现了修正温度时面积补偿的要求,将其用于数字温度计所得实验数据的处理,计算得到的熔解热值基本符合预期.通过理论分析和数值计算发现,采用外推法处理实验数据基本上不依赖于冰、水质量以及投冰时水温等实验参数的设置,而环境温度测量虽然影响散热系数的计算,但对温度的修正与熔解热的计算影响很小,因此,基于该方法的熔解热测量很适合在实验条件要求不高的物理实验教学中推广应用.     

Computer simulation of symmetrical tilt grain boundaries in noble metals with MAEAM

This paper reports that an atomic scale study of [\bar {1}10] symmetrical tilt grain boundary (STGB) has been made with modified analytical embedded atom method (MAEAM) for 44 planes in three noble metals Au, Ag and Cu. For each metal, the energies of two crystals ideally joined together are unrealistically high due to very short distance between atoms near the grain boundary (GB) plane. A relative slide between grains in the GB plane results in a significant decrease in GB energy and a minimum value is obtained at specific translation distance. The minimum energy of Cu is much higher than that of Ag and Au, while the minimum energy of Ag is slightly higher than that of Au. For all the three metals, the three lowest energies correspond to identical (111), \mbox(113) and \mbox(331) boundary successively for two translations considered; from minimization of GB energy, these boundaries should be preferable in [\bar {1}10] STGB for noble metals. This is consistent with the experimental results. In addition, the minimum energy increases with increasing reciprocal planar coincidence density \Sigma, but decreases with increasing relative interplanar distance d /a.     

利用阻尼振动测量气垫导轨阻尼系数的新思路

利用气垫导轨上两根弹簧连接滑块做阻尼振动的模型,通过求解阻尼振动方程推算得到了滑块运动的最大速度衰减式,从而求得气垫导轨的阻尼系数.此外,从品质因数的角度推算阻尼系数的计算式,在阻尼很小时,该方法可视为最大速度衰减法的近似.通过气垫导轨阻尼振动实验,测量振幅、周期和光电门遮光时间等物理量,利用最大速度衰减和品质因数法得出阻尼系数的值非常接近.进一步对做阻尼振动的滑块拍摄视频,通过慢放视频得到其振动过程中振幅的衰减值,利用最大振幅衰减法计算出阻尼系数,所得结果与上述两种方法的数值符合较好,从另一个角度证明了本文提出的最大速度衰减法和品质因数法测阻尼系数的可靠性,该类方法在实验中易于操作、实践性强、所得结论可靠,为气垫导轨阻尼系数的测量提供了一种新的思路.     

基于遮光效应测量液体折射率

分析了水槽底面上形成的圆形暗斑的机理,建立了圆形暗斑图像与液体折射率之间的解析关系,提出基于遮光效应测量液体折射率的方法,可实现液体折射率原位、非接触测量.利用该方法测量了无水乙醇、丙酮和乙醚透明液体的折射率.结果表明,该方法的测量精确度与商用的数字阿贝折射仪相当.     

基于MATLAB的二元线性回归在小孔流速实验中的应用

利用MATLAB软件对相关物理量进行二元线性回归拟合,求出了拟合曲线的待定参数和置信区间,拟合曲线与实验测试数据点符合较好。总结出小孔流速的经验公式,并对减少实验误差的途径进行了讨论。