本研究旨在提高扭摆精度。扭摆采用大理石——这取自地球的天然材料作摆盘;通过试验,挑选了Q值高、内耗小、剪切模量温度系数接近于零的恒弹性合金丝作为吊丝。特别是,我们把Saxl类型的每周期吸合一次的间断振荡摆回复到小阻尼情况下的自由振荡摆,减少对摆振动的人为干预;增加真空条件,以减少周围环境干扰,延长了阻尼时间;同时在摆盘中央安放多面反射镜环,增加测量点,变一周期仅测一次时间为同一周期测四次以上。这就提供了用计算机求阻尼振荡方程θi=Ae-ti/τsin(ωti+φ)数值解的条件,不但可直接测得周期T的变化,而且可望计算得振幅A、阻尼时间τ、初相角φ的变化。另外,在光电接收方面也作了一些改进。通过这些措施,我室的精密扭摆对周期的探测精度已比美国Saxl 1964年发表第一篇文章时的扭摆精度提高100倍;比其运转17年,经一再改进的扭摆精度提高10倍。测量有效数字6位至7位,周期相对误差一般达2×10-6,最佳状况可达8×10-7,基本达到预期设计要求,为将来探测引力异常,“区分长期间与短期间内频率起伏”提供了可能性。
本研究旨在提高扭摆精度。扭摆采用大理石——这取自地球的天然材料作摆盘;通过试验,挑选了Q值高、内耗小、剪切模量温度系数接近于零的恒弹性合金丝作为吊丝。特别是,我们把Saxl类型的每周期吸合一次的间断振荡摆回复到小阻尼情况下的自由振荡摆,减少对摆振动的人为干预;增加真空条件,以减少周围环境干扰,延长了阻尼时间;同时在摆盘中央安放多面反射镜环,增加测量点,变一周期仅测一次时间为同一周期测四次以上。这就提供了用计算机求阻尼振荡方程θi=Ae-ti/τsin(ωti+φ)数值解的条件,不但可直接测得周期T的变化,而且可望计算得振幅A、阻尼时间τ、初相角φ的变化。另外,在光电接收方面也作了一些改进。通过这些措施,我室的精密扭摆对周期的探测精度已比美国Saxl 1964年发表第一篇文章时的扭摆精度提高100倍;比其运转17年,经一再改进的扭摆精度提高10倍。测量有效数字6位至7位,周期相对误差一般达2×10-6,最佳状况可达8×10-7,基本达到预期设计要求,为将来探测引力异常,“区分长期间与短期间内频率起伏”提供了可能性。
我们设计制造了共振频率在47.3Hz到60.5Hz之间连续可调谐的低频引力波四极天线。天线的重量为498kg,室温时在空气中加上调谐系统后Q值为4.4×103。木文把天线的振动简化为在自由端附有—刚性质量的悬臂梁的振动。代替弹性力学的繁复计算,用材料力学的简单方法得到了可以满足要求的结果。本文对用机械方法调整频率的可能方案作了比较,并对把四极天线用于探测更低频的引力波的可能性进行了探讨。
我们设计制造了共振频率在47.3Hz到60.5Hz之间连续可调谐的低频引力波四极天线。天线的重量为498kg,室温时在空气中加上调谐系统后Q值为4.4×103。木文把天线的振动简化为在自由端附有—刚性质量的悬臂梁的振动。代替弹性力学的繁复计算,用材料力学的简单方法得到了可以满足要求的结果。本文对用机械方法调整频率的可能方案作了比较,并对把四极天线用于探测更低频的引力波的可能性进行了探讨。
本文用解析方法表示了高比压环流器的平衡位形,进而计算了局部理想磁流体判据,并着重讨论了低q运行的可能性。结果发现存在一大类具有这些特性的环流器平衡位形,有的位形其中心约束区域有很高的稳定性余度。对p′(ψ)剖面不同的位形以及不同位移函数的位形的稳定性做比较,发现大的位移及平坦的p′(ψ)剖面有更好的稳定性。
本文用解析方法表示了高比压环流器的平衡位形,进而计算了局部理想磁流体判据,并着重讨论了低q运行的可能性。结果发现存在一大类具有这些特性的环流器平衡位形,有的位形其中心约束区域有很高的稳定性余度。对p′(ψ)剖面不同的位形以及不同位移函数的位形的稳定性做比较,发现大的位移及平坦的p′(ψ)剖面有更好的稳定性。
本文从Vlasov-Maxwell方程组出发,保留高频场到四级项,导得了纵、横波大幅高频场与低频振荡粒子拍频作用的动力学方程组。结果表明,在空间一维情况下,对亚声波,高阶大幅高频场的存在使形成Soliton的有质动力凝聚作用削弱,而对超声波则更不存在Soliton解;在三维情况下,似乎使Caviton形成变慢。
本文从Vlasov-Maxwell方程组出发,保留高频场到四级项,导得了纵、横波大幅高频场与低频振荡粒子拍频作用的动力学方程组。结果表明,在空间一维情况下,对亚声波,高阶大幅高频场的存在使形成Soliton的有质动力凝聚作用削弱,而对超声波则更不存在Soliton解;在三维情况下,似乎使Caviton形成变慢。
本文讨论了变参数自由电子激光器中电子的运动,指出部分电子的轨道是非周期性,随机型的。随着参数变化率增大,随机轨道电子所占比例愈大。文中还提出了当随机运动较强时统计描述的方法,以及随机运动对效率的影响。
本文讨论了变参数自由电子激光器中电子的运动,指出部分电子的轨道是非周期性,随机型的。随着参数变化率增大,随机轨道电子所占比例愈大。文中还提出了当随机运动较强时统计描述的方法,以及随机运动对效率的影响。
在电子平均能量为3—5电子伏的范围内,测定了Ar/Cl2混合物中,电子对Cl2的离解附着速率常数。结果表明,电子平均能量为3.5电子伏时,离解附着速率常数为(3.2±0.4)×10-10厘米3/秒,并考察了速率常数与电子平均能量的关系。这些实验结果与最近Los Alamos国家实验室研究者们的类似工作的结果是一致的。
在电子平均能量为3—5电子伏的范围内,测定了Ar/Cl2混合物中,电子对Cl2的离解附着速率常数。结果表明,电子平均能量为3.5电子伏时,离解附着速率常数为(3.2±0.4)×10-10厘米3/秒,并考察了速率常数与电子平均能量的关系。这些实验结果与最近Los Alamos国家实验室研究者们的类似工作的结果是一致的。
用可调谐二极管激光光谱仪观测到3657—3708cm-1区域内CO2各种同位素分子的9个振转谱带。首次观测到12C16O17O的10011—00001谱带和12C16O18O的11111—01101谱带,对其余7个谱带则扩充了其观测振转线的数目。用最小二乘方拟合法计算了各谱带的光谱常数,发现CO2分子常数表中12C16O17O的10011—00001谱带中心v的计算值比本实验观测值大0.287cm-1,而12C16O18O的11111—01101谱带中心v0的计算值则比本实验观测值小0.048cm-1。
用可调谐二极管激光光谱仪观测到3657—3708cm-1区域内CO2各种同位素分子的9个振转谱带。首次观测到12C16O17O的10011—00001谱带和12C16O18O的11111—01101谱带,对其余7个谱带则扩充了其观测振转线的数目。用最小二乘方拟合法计算了各谱带的光谱常数,发现CO2分子常数表中12C16O17O的10011—00001谱带中心v的计算值比本实验观测值大0.287cm-1,而12C16O18O的11111—01101谱带中心v0的计算值则比本实验观测值小0.048cm-1。
利用20—300K的Hall系数测量和6-300K的红外光吸收,研究了含氧P型CZ硅单晶经450℃不同时间热处理后所产生的热施主问题。Hall系数测量表明:经100hr热处理的样品存在两个施主能级:E1=58meV,E2=110meV。对不同热处理时间的样品,从低温红外光吸收则可看见由于热施主所引起的复杂吸收光谱。这些吸收峰的数目随着热处理时间的加长而增加和加强。利用类氢模型和有效质量理论拟会和计算,可以证明与氧有关的热施主很可能是双重电荷施主。这些双重施主有多种组态,它与450℃热处理的时间有关。
利用20—300K的Hall系数测量和6-300K的红外光吸收,研究了含氧P型CZ硅单晶经450℃不同时间热处理后所产生的热施主问题。Hall系数测量表明:经100hr热处理的样品存在两个施主能级:E1=58meV,E2=110meV。对不同热处理时间的样品,从低温红外光吸收则可看见由于热施主所引起的复杂吸收光谱。这些吸收峰的数目随着热处理时间的加长而增加和加强。利用类氢模型和有效质量理论拟会和计算,可以证明与氧有关的热施主很可能是双重电荷施主。这些双重施主有多种组态,它与450℃热处理的时间有关。
碳化硅(SiC)是典型的层状结构化合物。到目前为止,已发现了150种以上的多型体。作者曾发展了一种特殊的劳厄法可有效地鉴定碳化硅多型体。这种方法,我们发现了85种碳化硅新多型体。为了测定其中一些多型体的结构,拍摄了回摆和魏森堡照相作结构分析,但没有成功。因为这些照相中只有一些基本类型6H,15R和8H的衍射斑点而没有高层多型体的斑点,这是由于新多型体在晶体中含量很少且这些薄晶体多型体处于基本类型6H,8H,15R中间的缘故。本文提出了一种测定碳化硅多型体晶体结构的劳厄法。提出了计算劳厄斑点衍射强度的方法。对结构系列[(33)m32]3,[(33)m34]3,[(22)m23]3和[(44)m43]3多型体的结构因子Fhkl的计算方法作了简化。利用这种方法对9种碳化硅新多型体的晶体结构作了测定,其结构用z字形堆垛(Жданов符号)表示时为231R:[(33)1232]3,249R:[(33)1332]3,321R:[(33)1732]3, 339R:[(33)1832]3,237R:[(33)1234]3,417R:[(33)2234]3, 453R:[(33)2434]3,93R:[(44)343]3,261R:[(44)1043]3。
碳化硅(SiC)是典型的层状结构化合物。到目前为止,已发现了150种以上的多型体。作者曾发展了一种特殊的劳厄法可有效地鉴定碳化硅多型体。这种方法,我们发现了85种碳化硅新多型体。为了测定其中一些多型体的结构,拍摄了回摆和魏森堡照相作结构分析,但没有成功。因为这些照相中只有一些基本类型6H,15R和8H的衍射斑点而没有高层多型体的斑点,这是由于新多型体在晶体中含量很少且这些薄晶体多型体处于基本类型6H,8H,15R中间的缘故。本文提出了一种测定碳化硅多型体晶体结构的劳厄法。提出了计算劳厄斑点衍射强度的方法。对结构系列[(33)m32]3,[(33)m34]3,[(22)m23]3和[(44)m43]3多型体的结构因子Fhkl的计算方法作了简化。利用这种方法对9种碳化硅新多型体的晶体结构作了测定,其结构用z字形堆垛(Жданов符号)表示时为231R:[(33)1232]3,249R:[(33)1332]3,321R:[(33)1732]3, 339R:[(33)1832]3,237R:[(33)1234]3,417R:[(33)2234]3, 453R:[(33)2434]3,93R:[(44)343]3,261R:[(44)1043]3。
借助TEM和HVEM观察了碳膜上Ag-Sn薄膜在加热到640℃的过程中的结构变化。升温到200—250℃时,Ag和Sn迅速反应变为γ相Ag3Sn。γ相在480℃以上迅速转变成具有片层状组织的β相。在510℃左右,β相薄膜开始产生缩聚。还用扫描电子显微镜观察了GaAs基底上Ag-sn膜加热后的表面形态。结果表明,若Sn含量(20—65Wt％)越多、合金温度越高,则合金膜表层缩聚越严重。
借助TEM和HVEM观察了碳膜上Ag-Sn薄膜在加热到640℃的过程中的结构变化。升温到200—250℃时,Ag和Sn迅速反应变为γ相Ag3Sn。γ相在480℃以上迅速转变成具有片层状组织的β相。在510℃左右,β相薄膜开始产生缩聚。还用扫描电子显微镜观察了GaAs基底上Ag-sn膜加热后的表面形态。结果表明,若Sn含量(20—65Wt％)越多、合金温度越高,则合金膜表层缩聚越严重。
本文研究了在碳基上的铜合金蒸发薄膜的高温行为。用TEM和HVEM的加热台进行了观察并录像。Cu,Cu-Ti和Cu-Sn-Ti薄膜在分别加热到约640,700,750℃时,晶粒的衍射衬度开始迅速变化。在分别加热到约660,750,800℃时薄膜中空洞迅速扩展,最后形成孤立的小岛。扫描电子显微镜下观察到在石墨和金刚石基底上的薄膜加热到750—850℃时产生球化。在金刚石(100)和(111)面球化的不同形貌可以认为是由于浸润性的不同。用不同曲率下表面扩散的模型对薄膜中空洞的扩展速率进行了计算,得到与实验值数量级一致的结果。
本文研究了在碳基上的铜合金蒸发薄膜的高温行为。用TEM和HVEM的加热台进行了观察并录像。Cu,Cu-Ti和Cu-Sn-Ti薄膜在分别加热到约640,700,750℃时,晶粒的衍射衬度开始迅速变化。在分别加热到约660,750,800℃时薄膜中空洞迅速扩展,最后形成孤立的小岛。扫描电子显微镜下观察到在石墨和金刚石基底上的薄膜加热到750—850℃时产生球化。在金刚石(100)和(111)面球化的不同形貌可以认为是由于浸润性的不同。用不同曲率下表面扩散的模型对薄膜中空洞的扩展速率进行了计算,得到与实验值数量级一致的结果。
本文将文献[1]和[2]的二元合金直接无标样法加以推广,应用于不含超轻元素的多元合金(包括七元、八元钢样,其中有两至三种元素的含量在0.25—1.0％之间)。与Russ等的间接无标样法程序相比较,总的说来准确度有所提高,分析速度也更快,在速度约为每秒13万次的计算机上(内存约需12K)计算八元合金的成分,仅需约10sec的时间。将多元合金的计算方法用到NaCl等二元合金,结果较前有所改善。
本文将文献[1]和[2]的二元合金直接无标样法加以推广,应用于不含超轻元素的多元合金(包括七元、八元钢样,其中有两至三种元素的含量在0.25—1.0％之间)。与Russ等的间接无标样法程序相比较,总的说来准确度有所提高,分析速度也更快,在速度约为每秒13万次的计算机上(内存约需12K)计算八元合金的成分,仅需约10sec的时间。将多元合金的计算方法用到NaCl等二元合金,结果较前有所改善。
用透射电子显微镜对不同热处理后Au-11.4wt％Ge-4.8wt％Ni蒸发薄膜进行了结构分析和形态观察。常温下此膜的结构是过饱和的金固溶体。经300℃以上较长时间(10分钟以上)加热后,膜的结构转变为金固溶体和NiGe化合物。在高压电子显微镜加热台上进行的动态观察显示:升温到约500℃时尺寸近2000埃的圆盘伏NiGe晶粒在两秒内被金固溶体吞并。余下的NiGe晶粒对500℃以上发生的金固溶体薄膜的缩聚过程有阻碍作用。
用透射电子显微镜对不同热处理后Au-11.4wt％Ge-4.8wt％Ni蒸发薄膜进行了结构分析和形态观察。常温下此膜的结构是过饱和的金固溶体。经300℃以上较长时间(10分钟以上)加热后,膜的结构转变为金固溶体和NiGe化合物。在高压电子显微镜加热台上进行的动态观察显示:升温到约500℃时尺寸近2000埃的圆盘伏NiGe晶粒在两秒内被金固溶体吞并。余下的NiGe晶粒对500℃以上发生的金固溶体薄膜的缩聚过程有阻碍作用。
研究了LiKSO4中7Li的核磁共振谱与温度及晶体取向的关系。证实了在Tc=195K存在一个结构相变,并由实验数据推导出在这一温度以下,晶体的对称性低于P31c,每单胞至少含有六个分子式。没有证据说明有一个无公约相存在。测得181K的四极耦合常数为38.9kHz,不对称因子η=0.46,电场梯度主轴方向z与原c轴成11.6°角。
研究了LiKSO4中7Li的核磁共振谱与温度及晶体取向的关系。证实了在Tc=195K存在一个结构相变,并由实验数据推导出在这一温度以下,晶体的对称性低于P31c,每单胞至少含有六个分子式。没有证据说明有一个无公约相存在。测得181K的四极耦合常数为38.9kHz,不对称因子η=0.46,电场梯度主轴方向z与原c轴成11.6°角。
应用正则变换和Bogoliubov变换讨论六角晶体结构亚铁磁体RbNiF3的自旋波谱,在整个Brillouin区中得到了目旋波谱的解析形式,并与中子非弹性散射的实验结果作了比较。
应用正则变换和Bogoliubov变换讨论六角晶体结构亚铁磁体RbNiF3的自旋波谱,在整个Brillouin区中得到了目旋波谱的解析形式,并与中子非弹性散射的实验结果作了比较。
测量了不同颗粒尺寸Fe3O4覆盖界面活性剂前后磁性、红外谱以及穆斯堡尔谱。实验结果表明界面活性剂与Fe3O4微粒表面为化学吸附,覆盖界面活性剂后在相同磁场下磁化强度有所下降,穆斯堡尔谱变得弥散,随着颗粒尺寸变小,穆斯堡尔谱内场减小,谱线变得更为弥散,实验结果可以用表面各向异性的理论进行解释。
测量了不同颗粒尺寸Fe3O4覆盖界面活性剂前后磁性、红外谱以及穆斯堡尔谱。实验结果表明界面活性剂与Fe3O4微粒表面为化学吸附,覆盖界面活性剂后在相同磁场下磁化强度有所下降,穆斯堡尔谱变得弥散,随着颗粒尺寸变小,穆斯堡尔谱内场减小,谱线变得更为弥散,实验结果可以用表面各向异性的理论进行解释。
利用“脉冲回波重合法”精密地测定了熔石英的2,3阶弹性模量C11,C44;C123,C144,C456,由应变能对应变的级数展开,获得了由2,3,4阶弹性模量表示系数的熔石英超声状态方程。计算到3阶弹性模量的状态方程,与Bridgman的实验值比较,在压力增加时偏离增加。但当计入4阶弹性模量效应后,在熔石英发生状态改变前的区域,则两者之间符合得很好。
利用“脉冲回波重合法”精密地测定了熔石英的2,3阶弹性模量C11,C44;C123,C144,C456,由应变能对应变的级数展开,获得了由2,3,4阶弹性模量表示系数的熔石英超声状态方程。计算到3阶弹性模量的状态方程,与Bridgman的实验值比较,在压力增加时偏离增加。但当计入4阶弹性模量效应后,在熔石英发生状态改变前的区域,则两者之间符合得很好。
本文用实空间重正群(RSRG)方法对二维三角格子的淬火体系,处理其在三体关联及最近邻与次近邻关联下的渗流问题。对于格点多体关联函数采用叠加近似,对于格点-空位多体关联是由几率守恒求出的。结果表明,引入三体关联或次近邻关联后,都并不改变临界现象的普适律。
本文用实空间重正群(RSRG)方法对二维三角格子的淬火体系,处理其在三体关联及最近邻与次近邻关联下的渗流问题。对于格点多体关联函数采用叠加近似,对于格点-空位多体关联是由几率守恒求出的。结果表明,引入三体关联或次近邻关联后,都并不改变临界现象的普适律。
本文应用弯曲时空正则量子化方法,在1+1维情况下,证明了辐射气的温度分布函数为T(r)(gtt)1/2=常数。进而讨论了1+1维Schwarzschild黑洞情况下黑洞能量的涨落现象,并由此估计了辐射场温度的上限。
本文应用弯曲时空正则量子化方法,在1+1维情况下,证明了辐射气的温度分布函数为T(r)(gtt)1/2=常数。进而讨论了1+1维Schwarzschild黑洞情况下黑洞能量的涨落现象,并由此估计了辐射场温度的上限。
本文用广义相对论计算了引力场对干涉仪的影响。结果表明,如果象通常那样把物理长度定义为固有长度,那么当把干涉仪转动90℃时条纹移动为2.2×10-10(其中取干涉仪臂长1m,光波波长为1μm)。
本文用广义相对论计算了引力场对干涉仪的影响。结果表明,如果象通常那样把物理长度定义为固有长度,那么当把干涉仪转动90℃时条纹移动为2.2×10-10(其中取干涉仪臂长1m,光波波长为1μm)。
本文指出,如同在广义相对论中粒子运动方程是场方程的推论一样,在引力场与电磁场的Kaluza统一理论中,粒子的运动方程也是场方程的一个推论,即带电粒子在引力场和电磁场中的运动方程可以从Kaluza统一理论中的场方程推导出来。本文进而在Minkowski时空的条件下,借助Maxwell理论的Kaluza形式,得到Maxwell方程也包含了带电粒子运动方程的结论。
本文指出,如同在广义相对论中粒子运动方程是场方程的推论一样,在引力场与电磁场的Kaluza统一理论中,粒子的运动方程也是场方程的一个推论,即带电粒子在引力场和电磁场中的运动方程可以从Kaluza统一理论中的场方程推导出来。本文进而在Minkowski时空的条件下,借助Maxwell理论的Kaluza形式,得到Maxwell方程也包含了带电粒子运动方程的结论。