基于图像噪声源的单粒子布朗运动模拟

作     者：杨凯宁 李井源 孟群康 江先阳 王晓峰 YANG Kaining;LI Jingyuan;MENG Qunkang;JIANG Xianyang;WANG Xiaofeng

作者机构：武汉大学物理科学与技术学院武汉430072 武汉大学物理国家级实验教学示范中心武汉430072 

出 版 物：《实验室研究与探索》 (Research and Exploration In Laboratory)

年 卷 期：2022年第41卷第10期

页      面：54-59页

学科分类：07[理学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：武大通识3.0(2020-ybts-08) 

主　　题：布朗运动 图像噪声 随机现象 图像处理 小波变换 智能小车 

摘      要：传统的显微镜观察花粉难以演示和复现微观粒子复杂的布朗运动。提出一种基于图像噪声源模拟单粒子布朗运动实验方法。通过小波变换提取图像噪声,并产生二进制随机数。以随机数作为数据源,通过现场可编程逻辑门阵列控制小车实现模拟单粒子布朗运动,通过超声波测距法或梯形校正法测量获得小车运动数据并分析其随机性。该实验提取并验证了图像噪声的随机性,又使用简易小车运动演示出来,实验装置成本较低,使用便捷,实验结果直观。