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波包入射对共振穿透现象的影响研究

大学物理 2024年第3期43卷 1-4,10页

作者：邓志姣李茂源沈咏刘伟涛陈平形国防科技大学理学院量子信息研究所湖南长沙410073

共振穿透是一维量子散射中的一个重要的现象.一般教材中对该现象的阐述都是假定单色平面波入射,对于更加接近于实际情况的波包入射缺乏研究.本文利用解析推导并作图的方法,详细讨论了一维方势阱中波包散射的主要特点,以及入射波包的能... 详细信息

共振穿透是一维量子散射中的一个重要的现象.一般教材中对该现象的阐述都是假定单色平面波入射,对于更加接近于实际情况的波包入射缺乏研究.本文利用解析推导并作图的方法,详细讨论了一维方势阱中波包散射的主要特点,以及入射波包的能量均值及展宽对共振穿透现象的影响.本文的研究内容不仅能加深对共振穿透现象的理解,而且为分析任意分段常势能函数的散射问题提供了一般方法.

关键词：势能函数量子散射波包散射问题共振一维方势阱入射波平面波

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电子粒子观的蜕变

物理 2024年第1期53卷 1-11页

作者：牛谦高阳中国科学技术大学物理学院合肥230026

在固体理论研究早期,电子被认为是满足牛顿力学的经典粒子。随着20世纪前半段量子力学的逐步建立,微观粒子的波动性成为精确理解微观世界的关键。这也深刻影响了人们对晶体中电子的认识:电子以布洛赫波的本征形式存在于晶体中,而其粒子... 详细信息

在固体理论研究早期,电子被认为是满足牛顿力学的经典粒子。随着20世纪前半段量子力学的逐步建立,微观粒子的波动性成为精确理解微观世界的关键。这也深刻影响了人们对晶体中电子的认识:电子以布洛赫波的本征形式存在于晶体中,而其粒子性则以波包形式在大于晶格间距的空间尺度上存在。自1980年以来,人们发现布洛赫波的几何相位在固体理论中不可或缺,这进一步完善了晶体中电子的粒子观。文章旨在跟随整个固体物理研究框架的进展勾画出电子粒子观演变的大致轮廓,以一些关键物理问题为例解释电子粒子观的内涵并展示其在固体物理研究中的价值。

关键词：晶体电子波动性粒子观经典动力学布洛赫波波包几何相位半经典动力学

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非等温喷流中波包的运动学分析

工程热物理学报 2023年第12期44卷 3272-3282页

作者：刘琪麟赖焕新华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

波包被认为是喷流中一种重要的声辐射源,运动学分析旨在建立波包运动与声辐射的关联模型,但是该模型对于非等温喷流还存在表征波包尺度变化的问题。本文通过对速度、密度与压强场的模态分析来筛选适合于表征非等温喷流中波包的物理量,... 详细信息

波包被认为是喷流中一种重要的声辐射源,运动学分析旨在建立波包运动与声辐射的关联模型,但是该模型对于非等温喷流还存在表征波包尺度变化的问题。本文通过对速度、密度与压强场的模态分析来筛选适合于表征非等温喷流中波包的物理量,进一步引入了一种表征波包尺度变化的连续函数,在此基础上讨论波包尺度对声辐射的影响。结果表明喷流温度使得压强模态与密度模态的同步特征消失,且改变了压强模态与速度模态之间的耦合关系。压强模态的辐射特征显著,因此运动学分析可以针对压强场来开展。波包包络尺度L和相干衰减尺度Lc使得波包的能量分布呈椭圆形分散到辐射区,从而提高了波包的辐射强度。L仅使得椭圆端部畸变,它对辐射强度的影响比Lc弱。

关键词：非等温喷流波包相干结构尺度

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基于二维DFT域全相位滤波的波包设计

光电子．激光 2022年第2期33卷 193-202页

作者：孔庆羽苏飞天津理工大学集成电路科学与工程学院天津300384

信号滤波、谱分析和自适应信号处理在全相位信号处理领域中已得到广泛应用。本文在一维全相位信号处理方法的基础上,给出二维全相位变换的数学表达式,并构建了相应的信号处理系统图。其次,分析出全相位变换具有线性相位的充要条件,进而... 详细信息

信号滤波、谱分析和自适应信号处理在全相位信号处理领域中已得到广泛应用。本文在一维全相位信号处理方法的基础上,给出二维全相位变换的数学表达式,并构建了相应的信号处理系统图。其次,分析出全相位变换具有线性相位的充要条件,进而提出全相位波包的概念。第三,分别选择Bartlett和Blackman作为基窗,仿真出20个全相位正交波包。最后,借助全相位波包顺利地对图像展开了分解验证。分析表明,全相位波包可以实现对图像的多层分解,并在时域和频域上得到多种分辨率的子图。此分析方法在图像数据的压缩,边缘检验和自适应信号处理等诸多方面有着十分广泛的应用领域和发展前景。

关键词：波包多分辨率分析(multi-resolution analysis,MRA) 全相位线性相位基窗

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灰色系统理论在波包演化近似计算中的应用

计算物理 2022年第2期39卷 201-211页

作者：倪嘉雨高德宏叶林峰冯向东成都理工大学工程技术学院核工程与新能源技术系四川乐山614000 成都理工大学工程技术学院基础教学部四川乐山614000

基于灰色系统理论,对波包分布进行GM(1,1)模型时间响应函数替换,通过变分法等数学技术得到波包波函数的模拟演化行为,并进行误差分析和修正。在实际应用中,只需要对其发展系数参量进行确定,就能较好地得到波函数的近似演化行为。以高斯... 详细信息

基于灰色系统理论,对波包分布进行GM(1,1)模型时间响应函数替换,通过变分法等数学技术得到波包波函数的模拟演化行为,并进行误差分析和修正。在实际应用中,只需要对其发展系数参量进行确定,就能较好地得到波函数的近似演化行为。以高斯型波包为例,将数学建模中的灰色系统理论引入物理学的计算当中,提供了一种近似计算方法,在涉及波包演化的计算中可得到应用。

关键词：波包演化灰色系统数学建模

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非厄米系统中单粒子波包的动力学行为

天津师范大学学报（自然科学版） 2022年第5期42卷 16-22页

作者：姜雅金姜润泽张禧征天津师范大学物理与材料科学学院天津300387

为了研究非厄米系统中单粒子波包的动力学行为,针对单粒子波包在紧束缚模型上的散射问题,基于量子模拟的理论,采用Bethe Ansatz方法,对单粒子波包在具有缺陷的紧束缚模型内的散射进行分析.结果表明:在非厄米哈密顿量的作用下,单粒子紧... 详细信息

为了研究非厄米系统中单粒子波包的动力学行为,针对单粒子波包在紧束缚模型上的散射问题,基于量子模拟的理论,采用Bethe Ansatz方法,对单粒子波包在具有缺陷的紧束缚模型内的散射进行分析.结果表明:在非厄米哈密顿量的作用下,单粒子紧束缚模型的动力学特征由波包的透射率和反射率决定;非对称耦合结构的非厄米散射中心可以诱导波包在不同情况下发生共振穿透等行为,从而使信息的单向性输运在系统中成为可能.

关键词：非厄米系统单粒子波包紧束缚模型散射单通性

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携带时变轨道角动量的超快时空波包的产生

Science Bulletin 2020年第16期65卷 1334-1336,M0003页

作者：万辰皓陈建 Andy Chong 詹其文 School of Optical-Electrical and Computer Engineering University of Shanghai for Science and TechnologyShanghai 200093China School of Optical and Electronic Information Huazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China Department of Physics University of DaytonDaytonOH 45469USA Department of Electro-Optics and Photonics University of DaytonDaytonOH 45469USA

具有涡旋相位的光束可携带光子轨道角动量.涡旋相位旋转一周通常是2π的整数倍,这个整数被称为拓扑荷.其携带的光子轨道角动量为约化普朗克常数和拓扑荷的乘积.大多数涡旋光束的轨道角动量不随时间而改变.最近,西班牙萨拉曼卡大学Rego... 详细信息

具有涡旋相位的光束可携带光子轨道角动量.涡旋相位旋转一周通常是2π的整数倍,这个整数被称为拓扑荷.其携带的光子轨道角动量为约化普朗克常数和拓扑荷的乘积.大多数涡旋光束的轨道角动量不随时间而改变.最近,西班牙萨拉曼卡大学Rego等人实现了一种携带随时间快速变化光子纵向轨道角动量的光束,称为"自转矩光束".角动量的时变特性在光与物质的超快作用中具有重要的作用.本文实验产生了携带随时间快速变化光子横向轨道角动量的超快时空波包.该时空波包具有两个拓扑荷分别为+1和-1的时空涡旋,分别对应+1和-1的光子横向轨道角动量,这两个时空涡旋的时间间隔在0.5~1 ps间精确可控.后续研究可望实现更短的时间间距、更多的时空涡旋数目以及更高的拓扑荷.这类携带时变轨道角动量的时空波包在超快光开关以及光子轨道角动量与微纳米结构的超快作用中具有重要的潜在应用价值.

关键词：轨道角动量普朗克常数拓扑荷波包涡旋光束微纳米结构时间间隔相位旋转

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平板边界层中展向波包型扰动引起的转捩

航空学报 2012年第8期33卷 1364-1374页

作者：李佳罗纪生天津大学机械工程学院天津300072

过去在平板边界层转捩及湍流的研究中,主要考虑的扰动在展向是均匀分布的,这样有利于研究,但在实际问题中扰动形式是多样的,边界层可能是三维的,扰动在展向是不均匀的。对于以往研究的扰动来说,三维平板边界层中的展向非均匀扰动是比较... 详细信息

过去在平板边界层转捩及湍流的研究中,主要考虑的扰动在展向是均匀分布的,这样有利于研究,但在实际问题中扰动形式是多样的,边界层可能是三维的,扰动在展向是不均匀的。对于以往研究的扰动来说,三维平板边界层中的展向非均匀扰动是比较复杂的扰动形式,更接近自然转捩,因此研究这种扰动引起的转捩和湍流具有重要的实际意义。基于此,针对平板边界层,控制方程为无量纲化的Navier-Stokes扰动方程,时间上采用三阶精度的差分格式,空间上展向采用伪谱方法,流向和法向采用高阶精度差分格式,应用数值模拟的方法研究了小幅值和有限幅值展向波包两种情况。通过数值模拟和线性稳定性理论分析小幅值波包的演化,得到了小幅值波包的演化符合线性稳定性理论(LST);分析了有限幅值的展向波包型扰动引起的转捩和湍流,描述了物理空间和谱空间中波包型扰动的演化特征;同时针对不同展向位置进行分析,结果表明不同展向位置的转捩位置不同,但转捩过程和特征是类似的。

关键词：边界层波包转捩湍流数值模拟

高超声速有攻角锥飞行工况下迎风面波包的演化

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航空学报 2021年第S1期42卷 98-106页

作者：杨鹏唐志共陈坚强袁先旭陈曦董思卫中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室绵阳621000

飞行工况下由于壁温与来流温度之比较低,Mack模态的不稳定性会得到显著增强,因此Mack模态占主导的有攻角锥迎风面相对侧面可能会提前转捩。本文采用高分辨率直接数值模拟研究了高超声速有攻角锥在飞行工况下迎风面Mack模态的演化规律,M... 详细信息

飞行工况下由于壁温与来流温度之比较低,Mack模态的不稳定性会得到显著增强,因此Mack模态占主导的有攻角锥迎风面相对侧面可能会提前转捩。本文采用高分辨率直接数值模拟研究了高超声速有攻角锥在飞行工况下迎风面Mack模态的演化规律,Mack模态由迎风中心线附近的一个短时局部壁面吹吸激发。波包的空间分布和不同模态幅值沿流向的演化过程表明在有攻角条件下,Mack模态的演化过程与零度攻角锥边界层中的类似,基频共振是Mack模态最可能的转捩形式。

关键词：高超声速飞行工况边界层转捩波包迎风面 Mack模态