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量子干涉效应毕业论文

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量子干涉效应毕业论文

关于量子干涉的几个量子力学基本原理 (1)量子干涉可以是粒子跟自己干涉,跟粒子之间的相互作用无关。 关于这一条有一个著名的单光子干涉实验,在光子的双缝干涉实验中,把光子通量调到很低

关于量子干涉的几个量子力学基本原理 (1)量子干涉可以是粒子跟自己干涉,跟粒子之间的相互作用无关。关于这一条有一个著名的单光子干涉实验,在光子的双缝干涉实验中,把光子通量调到很低,使得光子在其相干时间内,最多只可能有一个光子通过双缝。这种情况下虽然单个光子只可能在屏幕上显示一个点,但不同时刻(在时间上不相干)通过双缝的很多光子却可以在屏幕上形成双缝干涉图象。(2)量子干涉必须在存在路径不确定性的情况下才有可能发生,当关于路径确定的信息原则上有可能被人获知时,干涉就会消失。著名的惠勒延迟选择实验(Wheeler's delayed choice experiment)就是关于这一条的事例。更精彩的实验是1991年在美国留学的两个中国学生在他们导师的带领下,完成的一个双光子干涉实验【PRL67, 318 (1991)】。实验表明,双光子干涉中也遵循这一原理。该实验后来在《科学美国人》上有详细报道。(3)从量子干涉实验中,人们可以得到粒子跟环境相互作用的某些信息,但永远不可能得到粒子内部状态方面的信息。到目前为止没有发现任何一个实验事实违反这一条。当今国际超导物理界对超导量子干涉的理解违背了上述量子力学基本原理,在这种理解基础上构想出的超导波函数自然也就不可能是合理的

这种效应是超导量子干涉器件(SQUID)工作的物理基础。

利用超导量子干涉效应来工作的器件称为超导量子干涉器件(Super-conduct Quantum Interfere Device,SQUID)。由于在超导量子干涉效应中,当磁通Φ等于磁通量子Φo=20×10-15Wb的整数倍时,电流出现极大;

这就表明,只要把超导环中的磁通量改变2个磁通量子,电流就变化一个周期。而Φo的数值很小,即电流变化的周期对应于磁场的变化很小。所以,超导量子干涉器件可以测量出极其微弱的磁场变化。

对于由两个超导结并联构成的超导环电路,当外加一个磁场时,则将在超导环中感应出一个环流,这使得通过两个超导结的Josephson电流不再相等,各个超导结所造成的相位差也不相同,从而引起超导环电路相位的变化。

超导环电路相位变化的大小与通过环路包围面积的磁通Φ成正比,并且在叠加点的总Josephson电流随着Φ而作周期性变化,这就是超导电流的宏观量子干涉效应。该效应证实了Cooper电子对的干涉和衍射效应。

参考资料来源:百度百科-超导量子干涉效应

关于量子干涉的几个量子力学基本原理 (1)量子干涉可以是粒子跟自己干涉,跟粒子之间的相互作用无关。 关于这一条有一个著名的单光子干涉实验,在光子的双缝干涉实验中,把光子通量调到很低,使得光子在其相干时间内,最多只可能有一个光子通过双缝。这种情况下虽然单个光子只可能在屏幕上显示一个点,但不同时刻(在时间上不相干)通过双缝的很多光子却可以在屏幕上形成双缝干涉图象。(2)量子干涉必须在存在路径不确定性的情况下才有可能发生,当关于路径确定的信息原则上有可能被人获知时,干涉就会消失。 著名的惠勒延迟选择实验(Wheeler's delayed choice experiment)就是关于这一条的事例。 更精彩的实验是1991年在美国留学的两个中国学生在他们导师的带领下,完成的一个双光子干涉实验【PRL67, 318 (1991)】。实验表明,双光子干涉中也遵循这一原理。该实验后来在《科学美国人》上有详细报道。(3)从量子干涉实验中,人们可以得到粒子跟环境相互作用的某些信息,但永远不可能得到粒子内部状态方面的信息。 到目前为止没有发现任何一个实验事实违反这一条。当今国际超导物理界对超导量子干涉的理解违背了上述量子力学基本原理,在这种理解基础上构想出的超导波函数自然也就不可能是合理的

量子纠缠效应毕业论文

量子纠缠(quantum entanglement),又译量子缠结,是一种量子力学现象,其定义上描述复合系统(具有两个以上的成员系统)之一类特殊的量子态,此量子态无法分解为成员系统各自量子态之张量积(tensor product)。 具有量子纠缠现象的成员系统们,在此拿两颗以相反方向、同样速率等速运动之电子为例,即使一颗行至太阳边,一颗行至冥王星,如此遥远的距离下,它们仍保有特别的关联性(correlation);亦即当其中一颗被操作(例如量子测量)而状态发生变化,另一颗也会即刻发生相应的状态变化。如此现象导致了“鬼魅似的远距作用”(spooky action-at-a-distance)之猜疑,仿佛两颗电子拥有超光速的秘密通信一般,似与狭义相对论中所谓的局域性(locality)相违背。这也是当初阿尔伯特·爱因斯坦与同僚玻理斯·波多斯基、纳森·罗森于1935年提出以其姓氏字首为名的爱波罗悖论(EPR paradox)来质疑量子力学完备性之缘由。 量子力学是非定域的理论,这一点已被违背贝尔不等式的实验结果所证实,因此,量子力学展现出许多反直观的效应。量子力学中不能表示成直积形式的态称为纠缠态。纠缠态之间的关联不能被经典地解释。所谓量子纠缠指的是两个或多个量子系统之间存在非定域、非经典的强关联。量子纠缠涉及实在性、定域性、隐变量以及测量理论等量子力学的基本问题,并在量子计算和量子通信的研究中起着重要的作用。 多体系的量子态的最普遍形式是纠缠态,而能表示成直积形式的非纠缠态只是一种很特殊的量子态。历史上,纠缠态的概念最早出现在1935年薛定谔关于“猫态”的论文中。纠缠态对于了解量子力学的基本概念具有重要意义,近年来已在一些前沿领域中得到应用,特别是在量子信息方面。例如,量子远程通信。 目前,我国科学家潘建伟已经成功的制备了5粒子最大纠缠态,领先其它国家。

所谓的量子纠缠,就是没有办法单独描述某个粒子的特性,他们已经形成一个完整的系统;我觉得最大的意义就是能够了解到心灵感应这种现象。

“量子纠缠十分奇怪,如果两个量子分别处于某种纠缠状态,那么不管二者之间距离多远,都会产生一种关联状态,如果其中一个量子发生了改变,则另一个量子的状态也会随之发生改变,而且二者的改变往往同时同步进行。用通俗的话来说,就是这两个量子之间存在着心灵感应,能够得知对方的想法而做出改变。

量子纠缠具体是什么?到目前为止还是个未知数,我们共同探索,对普通人来说可以改变知识,知识改变命运。

双缝干涉测量毕业论文

内容主要来自量子力学科普书《见微知著》

量子力学的经典电子双缝干涉实验证明了粒子具有波粒二象性,是量子力学迄今为止最重要的实验,让我们一起来看一下这个实验。

如图所示,费恩曼设想的理想单电子干涉示意图。最左侧为电子枪,1和2为两条狭缝。当只开启缝1或者缝2时,电子穿过狭缝打到后面的接收屏上的分布曲线分别是P1和P2,当两条缝都开启时,接收屏上电子的分布曲线不是P1和P2简单的相加,而是如最后一个图片下面所标注的公式。

这个实验最令人不可思议的,是当两条缝开启,电子枪单个射出电子,其间间隔足够长的时间,最后得到的电子分布依然如上图所示,好像是先到的电子“规定”后到的电子的行为。

如果觉得上述说明不足以理解,请看下面进一步的说明。

在宏观世界中,以玻璃球为例。我们让玻璃球射过开了一道缝的挡板,大家知道,玻璃球会在后墙留下的痕迹,是一条线。射过开了两条缝隙的挡板,在后墙也是两条线。如下图。

当把玻璃球换成水波的时候,开一条缝,在后墙上也会出现一条线。开了两条缝的,就会出现干涉条纹。如下图。

那么量子世界是咋样的呢?将玻璃球换成电子,通过一条缝隙时候,后墙上只有一条线。如下图。

通过两条缝隙时候,后墙上出现干涉条纹。科学家在想,这么小的电子是如何出现干涉条纹的。他们设计了单电子干涉实验。让一个电子通过一条缝隙,后墙也只出现一条线。可是让人奇怪的是,当开了两条缝隙时候,竟然出现了干涉条纹现象。如下图。

这该怎么解释呢?明明电子一个个射过双缝的。怎么还出现了干涉条纹,难道一个电子同时穿过了两条缝隙? 如下图。

更让人不解的是,当用摄像机试图看着电子的时候,干涉条纹竟然消失了。不看的时候,干涉条纹又出现了。 观测竟然也能影响电子行为? 它知道我们在看它? 如下图。

这就是电子双缝干涉实验,所以费曼说:“电子双缝实验是量子力学的中心区域,研究量子力学,这个问题不可避免。”任何想要重建量子力学的人,也不可能避开这个问题。

结论一:当单个电子一个一个通过双缝后会形成干涉,说明单个电子有波属性。

答案:一个电子可以自相互作用发生干涉,但 一个电子的干涉可以忽略不计,也就是你观测不到。 这是量变到质变的认识。

这意味着对电子双缝干涉条纹现象的研究是群体行为而非个体行为。

答案: 电子不会同时通过两条缝隙。

大多数相信它可以同时穿过两条缝隙的人,都会拿高维度空间来解释,关于平行宇宙,多宇宙,高维度空间等未经证实的理论,在此不讨论。

答案:说明了两条缝隙对产生干涉的必要性,也即说明了 电子干涉和光的干涉现象没有本质区别。

单电子双缝干涉实验电子是一个一个间隔发出的,而经典的光干涉实验发出的是一束光而不是单颗光子,在这点上它们是有区别的。但就干涉而言,它们的本质是一样的。

即然光的干涉和电子干涉本质是一样,那么问题就转化为单电子是波还是粒子?

答案: 单电子具有波的性质,通过自相互作用,发生干涉。 (见本文第四部分的两个新闻证明)

就干涉而言,一定要是波才能行,这是前提条件。单电子具有波的性质意味着,可以用经典的光的波动理论来描述电子双缝实验,这样就不用考虑它究竟是通过哪个缝隙的问题了,因为通过哪个都可以自相互作用发生干涉。就好像一个人跳格子,左一下,右一下,这样就留下了干涉条纹。

答案: 因为波动关系,我们必须要用惠更斯和菲涅尔的光的波动理论来解释。 也就是波动“包络面”“次波”的概念的来理解。

结论二:当观测电子时,干涉消失,表现为粒子属性。

答案: 对实验结果产生影响的不是人的意识。

如果是因为意识,那么人的观测和物体的观测应该有不同的结果,因为物体没有意识。但通过公开的实验信息知道,无论是实验者自己看还是摄像机测,干涉条纹均不会出现。

答案: 电子或者光子不具有自我选择意识。 (见本文第四部分的新闻一证明)

答案(未经实验的推测):目前能想到的合理自洽的解释是, 观测行为影响结果的原因是“有序的定向观测”影响。

在实验中,每一个物体都可以通过辐射来“观测”电子,但这些观测是无序并混乱的。现在有一个开着的摄像机,对着双缝观测,形成一个有序的“定向观测”,影响到了电子的干涉条纹的形成。“定向观测”观测取消,干涉条纹又出现。(如果以开着的摄像机因为通电而有磁场来解释其与其他物体的不同也是说不通的,因为实验室通电的设备不仅有摄像机。)

至于影响的机制,通过场的方式来破坏电子的干涉条纹形成的可能性比较大。(可以通过建一个定向磁场来影响电子双缝实验的方式验证。)

对于观察行为影响结果,可以这样理解:一组“电子”水波,向前走,遇到挡板的两个缝隙,大家知道肯定要发生干涉条纹的。但这个时候,水盆里突然掉入一块石头(观测行为),干扰了干涉条纹的形成,没有这块石头,干涉条纹将会出现。

假设在某大学一个实验室中做这个实验,当实验外有人看着这个实验室时算观测吗?实验室是否隔绝了这样的观测?

答案: 观测距离是有限制的。

目前是这样的认为,实验外面的情况,对实验室内的实验,起不到观测作用。这点可以用观测行为发生作用需要达到一定的辐射能量强度来解释。

只要光通过两条缝隙的实验条件符合,干涉条纹就出现,并不受观测行为影响,但单电子却不同,这是为何?

答案: 光束和一个电子的“稳定性”不同,单个电子对观测能量更加“敏感”。

影响的能量不足以影响到光束形成干涉条纹,但足以影响到电子的干涉条纹形成。这就是量子力学与宏观物理学的区别。

中科大新闻网:中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组 首次实现了量子惠勒延迟选择实验,制备出了粒子和波的叠加状态 ,极大地丰富了人们对玻尔互补原理的理解。

研究成果作为封面文章发表在9月份的《自然-光子学》上,英国著名量子物理学家Adesso教授和Girolami教授,在同期杂志的《新闻与观察》栏目以《波-粒叠加》为题撰文,高度评价了这一研究成果:“量子惠勒延迟选择实验的实现挑战互补原理设定的传统界限,在一个实验装置中展示光子可以在波动和粒子两种行为之间相干地振荡”。《自然-物理》杂志也以《选择的问题》为题在《研究高亮》栏目报道了该成果,评价该成果“重新定义了波粒二象性的概念”。

量子实验装置的引入,使得人们可以从一个全新的视角来观察世界,就好像给我们安上了一双“量子的眼睛”,能够看到经典探测装置观察不到的物理现象。此项研究工作拓展和加深了人们对玻尔互补原理的理解,揭示了互补原理和叠加原理间的深层次关系,也使得人们对“光是什么”这个萦绕千年的问题有了更进一步的理解。

该项研究受到科技部和国家自然科学基金委的资助。

光是什么?这是个古老的科学问题。三个世纪以来粒子和波的概念就一直是对立的,比如牛顿最初的粒子说和胡克及惠更斯的波动说。现在我们对光的理解可以归结为玻尔的互补原理,即光具有波粒二象性,波动性和粒子性这两种属性即对立又互补,一个实验中具体展示哪种属性取决于实验装置。比如在由两块分束器构成的马赫-曾德干涉仪中,单个光子被第一个分束器分到两个路径上,在第二个分束器所在位置重合。如果我们选择加入第二个分束器,则构成干涉仪,有干涉条纹,观测到波动性,反之如果我们选择不加第二个分束器,则不能构成干涉仪,没有干涉条纹,观测到的是粒子性。马赫-曾德干涉实验是可以用量子力学解释的。

然而存在一种隐变量理论认为,光子是有自由意志的,在进入干涉仪之前光子就察觉到有没有第二个分束器,然后光子根据它察觉到的信息决定自己经过第一个分束器的方式,从而展现粒子性或波动性。

为了检验这种隐变量理论和量子力学孰是孰非,玻尔的学生惠勒于1978年提出了著名的延迟选择实验,即实验者延迟到光子已经完全经过第一个分束器之后再选择加不加第二个分束器。在经典的惠勒延迟选择实验中,探测光的波动性和粒子性的实验装置,即加与不加第二个分束器,是相互排斥的,因此光的波动性和粒子性不能够同时展现出来。

李传锋研究组设计出了量子实验装置,巧妙地利用偏振比特的辅助来控制测量装置,使得测量装置处于探测波动性与探测粒子性的两种对立状态的量子叠加态上。他们利用自组织量子点产生的确定性单光子源作为输入, 实现了量子的惠勒延迟选择实验,排除了光子有自由意志的假设,并首次观测到了光的波动态与粒子态的量子叠加状态。

实验结果显示,处于波粒叠加态上的光子,既不象普通的粒子态那样没有干涉条纹,也不象普通的波动态那样表现出标准的正弦形干涉条纹,而是展现出锯齿形条纹这样一种“非波非粒,亦波亦粒”的表现形式。

2015年澳大利亚一个研究小组也获得光同时表现出波粒二象性的单个快照,新闻也摘录如下:据澳大利亚spacedaily网站2015年3月3日报道,量子力学告诉我们:光可以同时表现波粒二象性。然而,人类迄今为止还从未在实验上同时拍摄到光的波粒二象性;最多我们能看到光波动性和或粒子性,但总是在不同时间。

通过采用完全不同以往的实验方法,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的科学家们第一次从实验上同时拍摄到光波粒二象性的快照。这项突破性研究成果发表在《自然通讯》杂志上。

Fabrizio Carbone说:“这项实验有史以来第一次证明,我们可以直接拍摄量子力学及其矛盾属性。”

此外,这项开创性工作的重要性在于它可以扩展基础科学到未来技术。正如Carbone解释说:“能够像这样在纳米尺度对量子现象进行成像和控制,开辟了迈向量子计算的新途径。”

当紫外光线照射金属表面时,它导致电子发射。阿尔伯特 爱因斯坦这样解释“光电效应”:光原本认为仅仅是一种波,其实它也是一束粒子流。虽然各种实验已经成功观察到了光的波动性和粒子性行为,但是它们从未被同时观测到。

EPFL的Fabrizio Carbone领导的一个研究小组,利用一个巧妙的方法完成了一项实验:使用电子来使光成像。研究人员有史以来第一次,获得光同时表现出波粒二象性的单个快照。

实验这样设置的: 一束激光脉冲照射在微小的金属纳米线上。激光使纳米线中的带电粒子能量增加,引起它们振动。

光沿着这根小小的纳米线在两个可能的方向上传输,就像公速路上的汽车。当沿相反方向传输的光波相遇时,它们会形成驻波(stand wave)。这里,驻波成为实验的光源,在纳米线周围辐射。

实验的巧妙之处在于:科学家们在纳米线附近发射一束电子流,利用它们来使光的驻波成像。因为电子与限制在纳米线中的光相互作用,因此,电子会加速或减速。利用超快显微镜对电子速度发生变化的位置成像,Carbon的团队现在可以使这个作为光波动性指纹的驻波可视化。

这种现象说明光的波动性,同时它也证明了光的粒子性。当电子在很接近光驻波的地方传输时,它们与光粒子,即光子发生碰撞。

如上文所述,这会影响电子的速度,使它们移动得更快或更慢。这种速度变化表现为电子和光子之间能量“包”(量子)的交换。这些能量包之间的交换,表明纳米线中的光是一种粒子。

(1)为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝.其中D光学元件指的是双缝片.故选:B(2)游标卡尺的数等于主尺刻度读数加上游标尺刻度读数,不需估读.卡尺的主尺刻度是11mm,游标尺与主尺对齐 的刻度是24,读数是:×24=总读数是:11+再根据双缝干涉条纹的间距公式△x=Ldλ实验中红光波长的表达式为:d2(xB?xA)4L.故答案为:(1)B;(2);d2(xB?xA)4L

雷达干涉的应用毕业论文

雷达:探索宇宙,改变世界 雷达是一种利用电磁波进行探测的技术,可用于多种领域,例如天文学、气象学、军事等。雷达技术的应用范围越来越广泛,对人类的生产生活起到了重要的推动作用。 探索宇宙:宇航员的“眼睛” 在太空探索领域,雷达是最常用的技术之一。它可以帮助宇航员探测星球的表面特征、确认陨石坑和山脉、探查行星大气层等。其在探险中提供了重要的数据,使科学家们更好地了解宇宙的奥秘。 实际上,雷达不仅可以被用来检测恒星系统和行星,还能被用来测量银河系中的距离、形状和质量。科学家们甚至能通过雷达技术探测到遥远星系中行星的存在和特征。由此可见,雷达技术对太空探索中的研究有着重要的意义。 改变世界:气象预测和民用 雷达技术在气象学中的应用可以帮助科学家预测天气并为人们的航空旅行、交通运输等提供准确的数据。借助雷达,科学家们可以了解风暴云、霾、降雨带等信息,从而为人们提供更准确的天气预报和气象服务。 除此之外,雷达技术在民用领域中也起到了重要作用。例如,它在建筑、道路和大坝的结构安全检测和监控中发挥了重要作用。同样,汽车厂商也在利用雷达技术研制更安全的自动驾驶汽车。 结语 雷达技术的应用在不断地拓展,对人类的各个领域都有着广泛的影响。在未来,我们可以期待雷达技术不断发展,为人们提供更加丰富的服务和更高水平的数据。

雷达,是英文Radar的音译,用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。下面是我精心推荐的一些雷达技术论文,希望你能有所感触!

雷达无源干扰技术

[摘 要]分析了雷达无源干扰技术中的假目标和雷达诱饵。论述了缩小目标雷达截面积也是一种重要的雷达无源干扰技术。指出了雷达无源干扰中的两种主要设备,即反射器和箔条干扰。

[关键词]电子对抗 雷达无源干扰 角反射器

中图分类号:TD367 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)04-0027-01

引言

无源电子干扰是指利用本身不发射电磁波的器材反射或吸收电磁波而形成的对电子设备的干扰。亦称消极干扰。按作用性质,分为压制性无源干扰和欺骗性无源干扰。按干扰原理,分为反射型无源干扰和吸收型无源干扰。反射型无源干扰是采用反射特性好的器材,大面积投放,形成强烈的干扰杂波,以掩盖目标回波信号;或者断续投放、布设反射器材,形成假目标,对电子设备进行欺骗。吸收型无源干扰是在目标上涂覆电波吸收材料,把照射到目标上的电磁能量尽量转换成其他形式的能量,而把反射的电磁能量减至最小,使电子设备接收的目标回波信号大大减弱,导致电子设备对该目标的探测能力严重下降;或者是在光电设备与目标之间的光波传播路径上,施放吸收型烟幕、水雾及其他消光气溶胶,阻断光电设备对目标的探测和跟踪。常用的雷达无源干扰器材主要有箔条、角反射器、龙伯透镜反射器、假目标、电波吸收材料以及气悬体等。本文主要讨论雷达无源干扰技术。

1.雷达无源干扰技术

.假目标和雷达诱饵

用来欺骗雷达的反射体。它们对雷达产生假的目标信息,是破坏敌防空系统对目标的选择、跟踪和杀伤的有效对抗手段之一。主要用于飞机、战略武器的突防和飞机、舰船的自卫。假目标和雷达诱饵在使用场合和性能上是有区别的。假目标通常用于对付敌防空系统的警戒指挥雷达,一般在构造上比较复杂,性能较逼真,带有发动机,能主动、独立地飞行,如火箭式假目标和无人驾驶飞机等。雷达诱饵常用于对付飞机和舰船。为了破坏雷达或导弹的跟踪系统而发射或投放的假目标,使雷达或导弹的跟踪系统转而跟踪雷达诱饵。主要有火箭式雷达诱饵、拖曳式雷达诱饵和投掷式雷达诱饵等三种类型。对假目标和雷达诱饵的要求是它们的雷达截面积必须等于或大于真目标,并且具有与真目标相同的速度特性、回波跳动特性等。

.缩小目标雷达截面积

雷达是依靠目标的回波来发现目标的。因此,缩小目标的雷达截面积可减小目标对雷达电波的反射。这是一种基本雷达对抗技术。正确设计目标的外形和采用强度高、比重小、能吸收雷达回波的复合材料制做目标,能使其雷达截面积显著减小。但是,进一步缩小目标雷达截面积的方法是将微波吸收材料涂在目标表面上,使雷达接收到的信号减弱,甚至接收不到回波信号,缩短雷达的探测距离。这种涂层称为反雷达涂层。按对电磁波吸收原理的不同,反雷达涂层可分为四种类型。①吸收型涂层:雷达电波碰到涂有这种材料的目标后不产生反射,能量绝大部分或完全为涂层所吸收。②干涉型涂层:进入涂层经由目标表面反射回来的反射波和直接由涂层表面反射的反射波相互干涉而抵消,使总的雷达回波为零。③谐振型涂层:包括很多吸收单元,调整各单元的电参数和尺寸,使它们对入射电磁波的频率谐振,从而使入射的电磁波严重衰减。④放射性同位素涂层:将放射性物质涂覆于目标上,使目标表面附近的局部空间电离,形成能够吸收电磁波的等离子体屏。

2.雷达无源干扰设备

利用本身并不产生电磁波辐射的器材对电磁波的反射、散射、折射和吸收作用改变雷达的回波特性,破坏和妨碍敌方雷达对己方目标探测与跟踪的技术,也称消极干扰技术。雷达无源干扰的优点是设备体积小、重量轻、制造简单、 价格低廉、 使用方便、适应性强,并能对不同方向上的各种频率、各种极化的雷达同时进行有效的干扰。雷达无源干扰常用的器材有箔条、反射器、假目标和雷达诱饵,以及微波吸收材料等。

.箔条干扰

箔条是指干扰丝、干扰片和干扰绳(带)。通常是由金属箔切成的条、涂覆金属的介质(常用的是涂覆铝、锌、银的尼龙丝和玻璃丝),或直接由金属丝制成。箔条干扰就是在空间投放大量随机分布的金属反射体,以产生二次辐射对雷达进行干扰。

箔条干扰的样式主要有两种:一种是压制式干扰,即向一定的大气空间大量投放箔条,形成干扰走廊,用以掩护机群。这种干扰在雷达荧光屏上形成很强的类似噪声的杂乱回波,因而可以掩盖目标回波;另一种是欺骗式干扰,即当飞机、舰船被雷达跟踪时才投放箔条,形成假目标,这样雷达便跟踪比飞机、舰船回波强很多倍的箔条干扰团,使飞机、舰船摆脱雷达的跟踪。

箔条的长度和直径(或宽度)的选择,必须尽可能保证在宽的频率范围内对电磁波产生最有效的反射。因此,广泛使用的箔条长度约等于被干扰雷达波长的一半,通常称为半波长振子(也称偶极子)。这是因为半波长振子对电磁波谐振(实际上使箔条对电磁波谐振,半波长振子的长度应略短于被干扰雷达的半波长),反射最强,雷达截面积最大。在空中水平取向的单根半波长短箔条的平均雷达截面积为 σ/2=λ2。在空中随机取向的单根半波长箔条(或经过加工的短的半波长箔条)的平均雷达截面积为:σ/2=λ2。雷达截面积只与波长λ有关,箔条的宽度和厚度只是为了适应机械强度、制造工艺和空气动力方面的需要。

箔条通常都做成固定的包装(包或束),每包箔条的数量取决于被掩护目标雷达截面积的大小和干扰的波段。为了达到干扰敌方雷达以掩护己方目标的目的,每包箔条的总雷达截面积应大于被掩护目标的雷达截面积。单根半波长箔条都有一个相当于其谐振频率的10%~15%的半功率带宽,这样的频带对雷达干扰来说很窄。实际上,多采用很细的、长度不同的半波长箔条混合包装或投放多个箔条包,各个箔条包对应不同频带,以获得大的带宽。也可使用长达几米至几十米(长度为被干扰雷达波长的若干倍)的箔条,达到增大带宽和实现对各种频段雷达进行干扰的目的。

为了对任何极化的雷达均能有效地进行干扰,要求在空中投放的箔条是随机取向的。实际上,由于箔条的长短、材料和形状的不同,在大气中具有各自的运动特性。均匀的、短的半波长箔条,在空中基本上都是水平取向和旋转地下降。这种箔条对水平极化雷达的干扰效果较强,对垂直极化雷达的干扰效果较弱。长的或经过加工的短箔条,在空中的运动规律可能完全是随机的。短箔条在刚投放时,因受飞机湍流的影响也可能完全是随机的,它们都能对各种极化的雷达造成有效的干扰。

.反射器

用作假目标产生强烈的雷达回波的反射器有角反射器、伦伯透镜反射器、范・阿塔反射阵、雷达反射气球等。

角反射器:由三个互相垂直相交的金属平面构成的反射体,有三角形、方形、圆弧形角反射器之分(图1)。角反射器可以在较大的角度范围内,将入射的电磁波经过三次反射,按原入射方向反射回去(图2),并产生很强的回波。尺寸不大的角反射器也具有很大的雷达截面积。最大的雷达截面积主要取决于反射器的各个面间保持直角的精确度,微小的角度偏差和板面不平都将导致雷达截面积的显著减小。角反射器的方向图约为25°~50°。三角形角反射器的方向图比较宽平,界面刚度较大,制造要求也不高,因而被广泛采用。

伦伯透镜反射器:在伦伯透镜的局部表面镀上金属而成。根据所镀金属反射面的大小,有90°、140°、180°反射器之分。伦伯透镜是一个层状结构的介质球体,其外层的介电常数与空气相近,越向球心介电常数越大。照射到透镜表面的平行电磁波射束,经介质在球体金属反射面内的一点聚焦,从金属反射面反射,又经过介质再返回发射源方向,因而具有很大的雷达截面积和良好的方向性、频率特性。伦伯透镜的方向图宽度约为90°、140°、180°,其中以140°左右时的特性为最好。

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双缝干涉毕业论文

在网络里流传着这么一个关于量子力学的神话:我们的意识决定了微观粒子的行为,甚至决定了物理世界的客观实在性。这是真的吗?这篇文章将为你破除这个神话,回复科学的本来面目。这一切都要从一个实验说起。

从牛顿时代开始,光的性质问题就在科学界引起了争论,当时科学界有两种截然不同的观点,一种观点是牛顿所认为的光是微粒,另一种观点是胡克、惠更斯等人所认为的光是波。由于牛顿在物理学界统治性的地位和威望,使他的光微粒说盖过了光波动说,成为此后一百年科学界的主流观点。

直到牛顿《光学》发表一百年后的1801年,英国科学家托马斯·杨以一个实验逆转了这种形势,使光波动说再度复活,甚至成为了主流,这个实验就是——双缝干涉实验!

双缝干涉实验是从单缝衍射实验衍生出来的,让一束光经过相距很近的两条狭缝后,投射到缝后的屏幕上,一般来说,当光经过一条竖着的狭缝时,会发生衍射——光绕过障碍物弯散传播的现象,在屏幕上看到的并不是一条竖着的亮纹,而是一条横着的亮带。(如下图上部分)这种现象早在17世纪就被意大利耶稣会神父弗朗切斯科·马里亚·格里马尔迪发现,并把它命名为衍射。

而当两条缝的亮带在屏幕后重叠时,理论上应该会显示一条更亮的光带,但神奇的事情发生了,最终在屏幕上显示的却是一条条明暗相间的条纹……(如下图下部分)

这是一件很诡异的事情,因为在这些条纹的暗纹上,原来应该是有光的,但当两条缝的光重叠后,那些位置却变成了没有光。这种现象用牛顿的微粒说似乎无法解释,托马斯·杨从水波的干涉里得到启发,提出光是一种波,暗纹是光波互相干涉产生的。

人类对宇宙的认知革命永远是由极少数天才推动的。在双缝干涉实验证明光的波动说后又过了一百年,一位天才再次刷新了人们对光的认知,这位天才就是二十世纪最伟大的物理学家爱因斯坦。

1905年,物理学博士刚毕业,还是专利局小职员的爱因斯坦发表题为《关于光的发射和转化的启发式观点 》的论文,以光作为能量子即光量子的形式解释了光电效应现象。这一开创性的理论使他获得了1921年度的诺贝尔物理学奖。

光量子的提出使光微粒说再度复活,但问题随之而来:光究竟是粒子还是波?两种形式都有实验证据,似乎两个都对。但是问题又来了,波和粒子是两种截然不同的特性,光在什么情况下会表现出波的特性?什么情况下又会表现出粒子的特性?

光量子假说提出四年后,一位英国的物理研究生杰弗里·泰勒设计了一个弱光双缝实验,他利用熏黑的玻璃极大限度地降低了光源的亮度,直到理论上在光源与屏幕之间任意时刻最多只有一个光子经过,然后利用照相机的感光胶片超长时间的曝光,记录下了经过双缝的光。

当照片冲印出来,神奇的一幕出现了,即使光子一个个地通过双缝,最后曝光的照片里依然出现了清晰的明暗干涉条纹。

这意味着即使只有一个光子通过双缝,依然产生了干涉,那究竟光子跟谁干涉?似乎只能有一种解释:光子跟自己干涉了。

这个问题直到10多年后才被法国科学家德布罗意解决。他在其物理学博士论文中提出了波粒二象性,他指出不单光子,所有的微观粒子都同时具有波的特性,他称之为物质波。物质波理论预言了单个电子过双缝也能产生干涉条纹。

在确定了光的波粒二象性后,一个问题横梗在科学家面前:光波是什么时候成为粒子的?

一个显而易见的事实是:在所有的实验里,光最终都是以粒子的形式呈现的!比如在光电效应里轰出电子,在曝光不足的照片里呈现的也是一些零星的光点,所以答案显而易见:光在被观察到的时候是个粒子。也就是观测使波成为了粒子?如果测量发生得更早又会如何?科学家决定升级双缝干涉实验——测量粒子通过哪一条缝。

很多人看到科普里关于双缝干涉观测实验的描述都是这种近乎神话的故事,有的故事里用摄像机拍摄,有的故事里更干脆,直接拿眼睛看。这些描述显然并非事实,只是一些虚构的思想实验,现在看来,这些思想实验有极大的误导性。

直接观察并不会导致干涉条纹消失!无论是用眼睛看还是用摄像机拍都不会!

跟很多人的想象可能不一样,科学家实际上并不是被观察干涉就消失的实验结果吓到,而是这结果造就在他们的预料当中。科学家实际要进行的不是观察,而是测量!

他们要测量粒子是从哪一条缝通过,怎么测量?以光子为例,没有任何方式在不干扰光子的情况下从侧面看到光子,因此测量的方式实际上就是让光子仅能从其中一条缝通过……比如在其中一条缝上放一个垂直偏振镜,这样,所有水平偏振的光子就都不能从这条缝经过……

看到这里聪明的你一定已经发现猫腻了,这特么就是让光只能从其中一条缝经过啊?这不就相当于过单缝了吗?前面我们说过光子是跟自己干涉的,现在光子只能穿过其中一条缝,还跟谁干涉去?……

综上分析,观测导致干涉条纹消失并不诡异,但这并不表示量子力学就不诡异了!量子力学真正诡异之处在于微观粒子在被观测到之前所处的“波”态!这个波的状态被称为叠加态,量子力学真正诡异的地方就在这个叠加态!但这已经不是这篇文章要讨论的范围了,我们以后有机会再说说叠加态。

我是星宇飘零,关^_^注我,和你分享更多有趣科学知识。

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爱因斯坦太厉害了,以至于超过上帝

主要是因为超声波来提出来的。就是因为这种东西无法用科学来解释。其实我个人觉得是不能改变的。

因为他觉得爱因斯坦说的不对。

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