本文選題：幾何光學(xué)　切入點(diǎn)：水柱光環(huán)　出處：《激光與光電子學(xué)進(jìn)展》2017年03期

【摘要】：在低流速條件下,當(dāng)自由下落的水流落在剛性平面上時(shí),如果水柱與平面的接觸點(diǎn)被激光照亮,可以觀察到若干環(huán)繞在水柱上的光環(huán)。實(shí)驗(yàn)證明,接觸點(diǎn)附近的穩(wěn)定波紋結(jié)構(gòu)是形成水柱光環(huán)的必要條件。根據(jù)伯努利方程和由Plateau-Rayleigh不穩(wěn)定性理論得到的擾動波傳播的色散關(guān)系,建立波紋穩(wěn)定方程,進(jìn)而通過實(shí)驗(yàn)探究環(huán)繞水柱的光環(huán)的性質(zhì)。理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,光環(huán)的疏密、亮度和數(shù)量與水柱的下落高度和初始流速、剛性平面種類以及俯視角度有直接關(guān)系。光環(huán)隨著水柱的下落高度和初始流速的增大而變得密集。激光在剛性平面損失的能量越少,則光環(huán)越亮。存在一個觀察光環(huán)的合適俯視角度區(qū)間,俯視角度越大,觀察到的光環(huán)越多,因此觀察光環(huán)時(shí)要盡量俯視。
[Abstract]:Under the condition of low velocity, if the contact point between the water column and the plane is illuminated by laser, some rings around the water column can be observed when the free falling water flow falls on the rigid plane. The stable corrugated structure near the contact point is a necessary condition for the formation of a water column ring. According to the Bernoulli equation and the dispersion relation of the perturbed wave propagation derived from the Plateau-Rayleigh instability theory, the corrugated stability equation is established. The theoretical and experimental results show that the ring density, brightness and quantity are associated with the falling height and initial velocity of the water column. The type of rigid plane and the angle of view are directly related. The ring becomes dense with the increase of the falling height and initial velocity of water column. The less energy the laser loses in the rigid plane, There is an appropriate range of overlooking angles for observing the halo, and the larger the overlooking angle, the more the aura is observed, so we should look down as far as possible when observing the aura.
【作者單位】： 北京交通大學(xué)理學(xué)院;北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(61377029)
【分類號】：O35;TN24

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本文編號：1694665