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声压反射率和透过率的公式推导0805

声压反射率和透过率的公式推导0805
声压反射率和透过率的公式推导0805

声压反射率和透过率的公式推导 设入射声压为P o , 反射声压为P r , 透射声压为P t 界面上反射声压P r 与入射声压P o 之比称为界面的声压反射率. 用r 表示,即r = P r /P o

界面上透射声压P t 与入射声压P o 之比称为界面的声压透射率. 用t 表示,即t = P t /P o

在界面两侧的声波,必须符合下列两个条件:

(1) 界面两侧的总声压相等,即P o +P r = P t

(2) 界面两侧质点振动速度幅值相等,即(P o -P r )/Z 1 =P t /Z 2 Z p c p u );cu (u p m m m ==∴=ρρ为质点的振动速度因为声压幅值 由上述两边界条件和声压反射率、透过率定义得: ???????=-=-=-=-=+=+=+)②Z P P Z P P P P ;Z P P Z P P P ;Z P Z P P :(Z t Z r )①p p p p p ,p P P :P t r o t o r o o o t o r o t r o o t o r o o t r o 得即由得即由212121211///(1

解上述联立方程就可得声压反射率r 和声压透过率t : ④Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z r Z Z Z r ①③③Z Z Z t Z Z t Z tZ tZ Z Z t Z T ②t r ①2

112212122122122

1221212221212;21:2)(2;2;11:

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负折射率材料

超颖材料(Metamaterials)的发展 李雄SC08009037 机密机械与精密仪器系本人博士阶段的课题方向为超颖材料(Metamaterials)的设计与应用。Metamaterials这一概念在提出之初,通常指的是介电常数(ε)和磁导率(μ)都是负数的材料(物质),因此它又称负折射率材料、左手材料或双负材料,这在自然界中并不存在。然而随着这一新兴领域的发展,其研究范围被不断扩展,目前,它的范围已包含负折射率材料,单负材料(人工复介电常数材料(ε)和人工复磁导率材料),人工超低折射率材料和超高折射率材料等等。Metamaterials是本世纪物理学领域出现的一个新的学术词汇,正因为其具有自然界物质不存在的奇异特性,因而受到广泛关注,并已在其相关的几个实际应用领域显示出了巨大的应用前景。 1、Metamaterials的发展概述 拉丁语“meta-”,可以表达“超出…、亚…、另类”等含义。对于metamaterial 一词,目前尚未有一个严格的、权威的定义,各种不同的文献上给出的定义也各不相同。但一般文献中都认为metamaterial是“具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料”。 从这一定义中,我们可以看到metamaterial重要的三个重要特征: (1)metamaterials通常是具有新奇人工结构的复合材料; (2)metamaterials具有超常的物理性质(往往是自然界的材料中所不具备的); (3)metamaterials性质往往不主要决定与构成材料的本征性质,而决定于其中的人工结构。 尽管metamaterials的概念出现于21世纪,但追溯其源头则可以找到上一世纪中后期几位杰出科学家的“灵光一闪”。 1967年,前苏联科学家维克托·韦谢拉戈(Victor Veselago)提出,如果有一种材料同时具有负的介电常数和负的磁导率,这种物质将能够颠覆光学世界,它能够使光波看起来如同倒流一般,并且在许多方面表现得有违常理的行为。然而,众所周知,同时具有负介电常数和负磁导率的材料在自然界中是不存在的,

表观反射率(反射率反照率)的计算

表观反射率(反射率、反照率)的计算 第一步、分别计算各个波段每个像元的辐射亮度L 值: L=Gain*DN+Bias 或者 min min min max min max )(*L QCAL QCAL QCAL QCAL L L L +---= 式中,QcaL 为某一像元的DN 值,即QCAL=DN 。 QCALmax 为像元可以取的最大值255。QCALmin 为像元可以取的最小值。如果卫星数据来自LPGS(The level 1 product generation system),则QCAL=1(Landsat-7数据属于此类型)。如果卫星数据来自美国的NLAPS ( National Landsat Archive Production System ),则QCALmin=0 (Ldsat-5的TM 数据属于此类型)。 根据以上情况,对于Landsat-7来说,可以改写为(QCALmin=1): min min max )1(*254L DN L L L +--= 对于Landsat-5来说,可以改写为(QCALmin=0): min min max *255L DN L L L +-= 表1 Iandsa-7 ETM+各个反射波段的Lmax 和Lmin 值 Table1The values of Lmmax and Lmin for reflecting bands of Landsat-7 表2 Landsat-5 TM 各反射波段的Lmax 和Lmin 值

的陆地、沙漠、冰与雪、水体、海冰、火山等6大类型)和太阳高度角状况来确定采用高增益参数或是低增益参数。一般低增益的动态范围比高增益大1.5倍,因此当地表亮度较大时,用低增益参数;其它情况用高增益参数。在非沙漠和冰面的陆地地表类型中,ETM+的1一3和5,7波段采用高增益参数,4波段在太阳高度角低于45度(天顶角>45度)时也用高增益参数,反之则用低增益参数。详见文献(NASA Landsat Project ScienceOffice , 1998b )。 第二步、计算各波段反射率(反照率、反射率)ρ: 波段) 为第i i Cos ESUN D L i () (2 θπρ???= 式中,p 为人气层顶(TOA)表观反射率(无量纲),π为常量(球面度str),L 为大气层顶进人卫星传感器的光谱辐射亮度(W ˙m-2-sr-1˙μm-1),D 为日地之间距离(天文单位),ESUN 为大气层顶的平均太阳光谱辐照度(W ˙m-2-sr-1˙μm-1),θ为太阳的天顶角(θ=90?-β,β为太阳高度角, Cos(θ)也可以这样计算:Cos(θ)=Sin φ*Sin δ+Cos φ*Cos δ*Cosh,式中φ甲为地理纬度,φ为太阳赤纬,h 为太阳的时角。太阳赤纬是太阳光与地球赤道平面的夹角)。 也可以是: 2 )365)5.93(2sin 0167.01(cos )()(??????-+?= D E L s sun T πθλλπρ 其中,θs 为太阳天顶角, D 为儒略历(Julian) 日期,这两个参数可由数据头文件读 出。L (λ) 为入瞳辐亮度, Esun 为外大气层太阳辐照度。 上式成立的条件是假设在大气层顶,有一个朗勃特(Laribcitian)反射面。太阳光以天顶角θ人射到该面,该表面的辐照度为E = ESUN*Cos(θ)/D 2(吕斯哗,1981)。该表面的辐射出射度M=πL(吕斯骤,1981)。根据Lanbertian 反射率定义,大气层顶的表观反射率P 等于M 和E 的比值,即 波段) 为第i i Cos ESUN D L E M i () (2 θπρ???= = 表 3 随时间变化的日地距离(天文单位) 表 4 Landsat-7 和Landsat-5的大气层顶平均太阳光谱辐照度ESUN(W ˙m-2-sr-1˙μm-1)

(整理)必学噪声声压级

第5章噪声监测 △本章教学目的、要求 1.掌握噪声的概念、分类、危害; 2.了解噪声监测参数; 3.掌握噪声测量仪器结构、原理、操作方法; 4.掌握噪声监测方法。 △本章重点 噪声的分类、危害;等效连续声级、计权声级、声级计;噪声监测。 △本章难点 等效连续声级、噪声监测 △本章教学目录 5.1概述 5.2噪声监测 5.1 概述 5.1.1噪声的概念 声音:受作用的空气发生振动,当振动频率在20-20000Hz时作用于人的耳鼓膜而产生的感觉。 噪声:为人们生活和工作所不需要的声音。 5.1.2噪声的分类 5.1.2.1 机理分类 从噪声发生的机理,可将噪声分为三大类: (1)空气动力性噪声:是由气体振动产生的,当气体中存在涡流或发生压力突变时引起气体的扰动。 (2)机械性噪声:是固体振动产生的,在撞击、摩擦、交变作用应力作用下,机械金

属板、轴承、齿轮等发生的振动。 (3)电磁性噪声:是由于磁场脉动、磁致伸缩、电源频率脉动等引起电气部件的振动而产生的。 5.1.2.2 按来源分类 一是交通噪声:指机动车辆、船舶、航空器等交通运输工具在运行过程中产生的噪声; 二是工厂噪声:指工矿企业在生产活动中各种机械设备产生的噪声; 三是建筑施工噪声:指在施工活动中由各种建筑施工机械运转时产生的噪声; 四是社会生活噪声:指人类的社会活动和家庭活动产生的噪声。 五是自然噪声:指除去交通、工业、建筑施工、社会生活噪声的其他噪声。 5.1.3环境噪声的主要特征 (1) 噪声是感觉公害 (2) 噪声具有局限性和分散性 5.1.4噪声的危害 (1)损伤听力,造成噪声性耳聋 在强噪声下工作一天,只要噪声不是过强(120分贝以上),事后只产生暂时性的听力损失,经过休息可以恢复;但如果长期在强噪声下工作,每天虽可以恢复,经过一段时间后,就会产生永久性的听力损失,过强的噪声还能杀伤人体。见表5-1。 (2)干扰睡眠 (3)干扰语言通讯。见表5-2。 (4)影响人的心理变化 (5)能诱发多种疾病 5.1.5噪声监测参数及其分析 5.1.5.1声功率、声强和声压 (1)声功率(W) 声功率是指单位时间内,声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。 在噪声监测中,声功率是指声源总声功率。单位为W。 (2)声强(I) 声强是指单位时间内,声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量。单位为W/米2(W/m2)。

噪声等效声压级计算公式

噪声等效声压级计算公式 三、时间平均声级或等效连续声级Leq A声级能够较好地反映人耳对噪声的强度和频率的主观感觉,对于一个连续的稳定噪声,它是一种较好的评价方法。但是对于起伏的或不 连续的噪声,很难确定A声级的大小。例如我们测量交通噪声,当有汽车通过时噪声可能是75dB,但当没有汽车通 过时可能只有50dB,这时就很难说交通噪声是75dB还是50dB。又如一个人在噪声环境下工作,间歇接触噪声与一直接触噪声对人的影响也不一样,因为人所接触的噪声能量不一样。为此提出了用噪声能量平均的方法来评价噪声对 人的影响,这就是时间平均声级或等效连续声级,用Leq 表示。这里仍用A计权,故亦称等效连续A声级LAeq。等效连续A声级定义为:在声场中某一定位置上,用某一段时间能量平均的方法,将间歇出现的变化的A声级以一个A声级来表示该段时间内的噪声大小,并称这个A声级为此时间段的等效连续A声级,即: dt P t P T L T A eq 2 0 0 1 lg 10 = T L dt T A 0 1 . 0 10 1 lg 10 (2-4) 式中:p A (t)是瞬时A计权声压;p 0 是参考声压(2×10 -5 Pa);L A 是变化A声级的瞬时值,单位dB;T是某段时间的总量。实际测量噪声是通过不连续的采样进行测量,假如采样时间间隔相等,则:0.1 1 1 10 lg 10 Ai n L eq i L N (2-5)式中:N是测量的声

级总个数,L Ai 是采样到的第i个A声级。对于连续的稳 定噪声,等效连续声级就等于测得的A声级。四、昼夜等 效声级通常噪声在晚上比白天更显得吵,尤其对睡眠的干 扰是如此。评价结果表明,晚上噪声的干扰通常比白天高10dB。为了把不同时间噪声对人的干扰不同的因素考虑进去,在计算一天24h的等效声级时,要对夜间的噪声加上10dB 的计权,这样得到的等效声级为昼夜等效声级,以符号L dn 表示;昼间等效用L d 表示,指的是在早上6点后到晚上22点前这段时间里面的等效值,可以将在这段时间内的Leq 通过下面的公式计算出来;夜间等效用L n 表示,指的是 在晚上22点后到早上6点前这段时间里面的等效值,可以 将在这段时间内的Leq通过下面的公式计算出来: n i L d eqi N L 1 1 . 0 10 10 1 lg 10 n i L n eqi N L 1 1 . 0 10 10 1 lg 10 10 / 10 10 / 10 10 8 10 16 24 1 lg 10 n d L L dn L (2-6)式中:Ld——白天的等效声级;Ln——夜间的等效声级。Leqi——一小段时间的等效值;N——等效值的个数白天与夜间的时间定义可依地区的不同而异。16为白天小时数(6:00~22:00),8 为夜间小时数(22:00~第二天6:00)。五、声暴露级LAE 对于单次或离散噪声事件,如锅炉超压放气,飞机的一次起飞或降落过程,一辆汽车驶过等等,可用“声暴露级”L AE 来

玻璃的反射率和透光率计算

玻璃的反射率和透光率计算 设r 为每个界面反射率 r=((n-1)/(n+1))2 ,n 是玻璃的折射率,等于1.5,则r=4% 单片玻璃有两个界面,设其反射率为R ,PVB 的透过率为0.92 则 R=r e r r t ??-+-β22)1( 式中β 为吸收率系数,等于1M -1,t 为厚度。 (1)采光顶8+12A+6+1.52PVB+6mm 中空钢化夹胶玻璃 R= %00.792.004.0)04.01(04.02020.022=???-+-x e 单片玻璃的透过率为T ,t e r T β-?-=2)1( %1.8392.0)04.01(020.012=??-=-x e T (2)幕墙10+12A+10mm 中空钢化玻璃 R= %00.792.004.0)04.01(04.02020.022=???-+-x e %1.8392.0)04.01(020.012=??-=-x e T 综合以上计算,采光顶8+12A+6+1.52PVB+6mm 中空钢化夹胶玻璃,幕墙10+12A+10mm 中空钢化玻璃的反射率为7.00%,透光率为83.1%。 玻璃的热传导系数 66333.43.2111d G ++=εδ 66352.1733.452.13.2111+?+=εG 1111-+=i o εεε 式中: G 中空夹胶玻璃的导热系数,c h m kcal o 2/ δ 夹层的厚度(mm ) ε 有效放射率

i o εε 外、内側玻璃的放射率,0.896 d 原板玻璃公称厚度之和,( mm ) (1)采光顶8+12A+6+1.52PVB+6mm 中空钢化夹胶玻璃 23956.066352.33812.033.412 3.2111=+?+=G 中空夹胶玻璃的热传导系数 o i h h G K 1111++= 式中: o h 外侧空气对流系数,17.5 c h m k c a l o 2/ i h 内侧空气对流系数,7.4 c h m k c a l o 2/ 31568.25 .1714.7123956.01=++=K c h m k c a l o 2/ K m W K 2/702..23600 420031568.2=?= (2)幕墙10+12A+10mm 中空钢化玻璃 228..066332812.033.412 3.2111=+?+=G 夹胶玻璃的热传导系数 o i h h G K 1111++= 式中: o h 外侧空气对流系数,17.5 c h m k c a l o 2/ i h 内侧空气对流系数,7.4 c h m k c a l o 2/ 37938.25 .1714.71228.01=++=K c h m k c a l o 2/ K m W K 2/776..23600 420037938.2=?=

负折射率材料在军事隐身技术上的应用

负折射率材料在透镜聚焦成像方面的应用 众所周知,传统的光学透镜已经有很悠久的历史,其局限性是没有哪个透镜能将光聚焦在比λ2更小的范围内,即传统的光学透镜要受到光波长的限制。然而使用负折射率材料制成的透镜可以极大地突破这种限制,这种透镜可以聚焦2D成像中的所有傅里叶成份以及那些不能在辐射方式中存在的传播,这样的透镜可以作为微波光束检测的常规手段。Pendry[1]从传统的光学透镜理论出发,模拟了负折射光学透镜的可能性原理,他认为传统的光学透镜只适应于纵向波矢,而无法对横向波矢进行研究,因为横向波矢的衰减太严重,而体现物质光学传输特性的传输波几乎都在横向波矢(衰减波)里面,要对这些传输波进行研究,就得找新材料,显然,负折射率材料刚好能满足这一要求。负折射率材料不仅能够和常规介质一样会聚行波,而且还能增强随距离增加快速衰减的衰逝波振幅,修复衰减波的相位。因此,这种具有传播和增强衰逝波性能的材料可以提高成像分辨率。如果用负折射率材料制成超透镜,那么这样的透镜就有几个重要的优点:(1)由于没有光学轴,因此就不需要对共轴条件有更为苛刻的要求。(2)平行厚板代替曲线形状,其结构更为简单,同时也更能适应于大规模生产的需要。(3)当给定超透镜的结构和光束的波长后,超透镜的分辨率就不受透镜的表面周长和光束波长的限制了,a s/λ越小,其分辨率越高。 利用负折射材料透镜具有高分辨率的这种优良特性,可以制作微型分光仪、超灵敏单分子探测器、磁共振成像及新型的光学器件,可用于进行具有危险性的生物化学药剂探测微量污染探测、生物安全成像、生物分子指纹识别,以及遥感、恶劣天气条件下的导航等。另外,利用负折射率材料的负折射和衰逝波放大特性,可以制作集成光路里的光引导元件,有望制作出分辨率比常规光学仪器高几百倍的扁平光学透镜。负折射率材料还有望解决高密度近场光存储遇到的光学分辨率极限问题,制作出存储容量比现有的DVD高几个数量级的新型光学存储系统。 此外,我们也可以利用负折射率材料制成的平板透镜的汇聚特性实现天线搬移的功能。如下图所示,假设A为实际天线,电磁波经过负折射材料透镜后在B处成像,与天线在B 处的辐射效果相同,所以负折射率透镜在军事中可以起到隐蔽天线A的作用。 图:波在负折射率平板中的传播示意图 [1]Pendry J B.Negative Refraction Makes a Perfect Lens [J].Phys Rev. Lett,2000,85(18):3966~3969.

地表反射率计算

算计射率石市地表反黄 一、数据预处理 1、打开:用 ENVI5.1 将黄石市 2000 年遥感影像数据的 3,、4、5 波段打开 (1)用鼠标左键双击 ENVI5.1 图标,打开 ENVI5.1 程序; (2)打开黄石市 2000 年遥感影像数据的 3,、4、5 波段。 File→Open Image File→选择黄石市 2000 年遥感影像数据的 3、4、5 波段→打开。

波段进行合成。 4、5年遥感影像数据的 3、 2、合成:对黄石市 2000 感遥2000 年 File Basic Tools→LayerStacking→Import →选择黄石市 →2000_band543_hecheng→波段543影像数据的、、→Ok→Choose 命名() 打开→Ok 黄石市遥感影像。、裁剪:用黄石市边界矢量数据裁剪合成后的20003 波段;5 3、4、遥感影像数据的(1)打开合成后的黄石市2000 年

)→打开→Ok2000_band543_hecheng File→OpenImage File→选图()打开黄石市边界矢量数据;2( →选图(黄石市边界范围.evf)→打开File Vector→OpenVector 备注:建立掩膜时一定要将 2000_band543_hecheng 和黄石市矢量边界的影像 打开。 (3)以黄石市边界矢量数据建立掩膜; Basic Tools→Masking→Bulid Mask→Display #1→Options →Import EVFS→选图(111)→Ok→Choose→命名 (2000_band543_hecheng_yanmo)→ 打开→Apply

声学计算公式大全

当声波碰到室内某一界面后(如天花、墙),一部分声能被反射, 一部分被吸收(主要是转化成热能),一部分穿透到另一空间。 透射系数: 反射系数: 吸声系数: 声压和声强有密切的关系,在自由声场中,测得声压和已知测点到声源的距离,就可计算出该测点之声强和声源的声功率。 声压级Lp 取参考声压为Po=2*10-5N/m2为基准声压,任一声压P的Lp为:

听觉下限: p=2*10-5N/m2 为0dB 能量提高100倍的 P=2*10-3N/m2 为20dB 听觉上限: P=20N/m2 为120dB 1、声压级Lp 取参考声压为Po=2*10-5N/m2为基准声压,任一声压P的Lp为: 听觉下限: p=2*10-5N/m2 为0dB 能量提高100倍的 P=2*10-3N/m2 为20dB 听觉上限: P=20N/m2 为120dB 2、声功率级Lw 取Wo为10-12W,基准声功率级 任一声功率W的声功率级Lw为: 3、声强级: 3、声压级的叠加 10dB+10dB=? 0dB+0dB=? 0dB+10dB=? 答案分别是:13dB,3dB,10dB.

几个声源同时作用时,某点的声能是各个声源贡献的能量的代数和。因此其声压是各声源贡献的声压平方和的开根号。 即: 声压级为: 声压级的叠加 ?两个数值相等的声压级叠加后,总声压级只比原来增加3dB,而不是增加一倍。这个结论对于声强级和声功率级同样适用。 ?此外,两个声压级分别为不同的值时,其总的声压级为

两个声强级获声功率级的叠加公式与上式相同 在建筑声学中,频带划分的方式通常不是在线性标度的频率轴上等距离的划分频带,而是以各频率的频程数n都相等来划分。 声波在室内的反射与几何声学 3.2.1 反射界面的平均吸声系数 (1)吸声系数:用以表征材料和结构吸声能力的基本参量通常采用吸声系数,以α表示,定义式: 材料和结构的吸声特性和声波入射角度有关。

玻璃的总透过率T计算

⑷玻璃的保温性能(总传热系数K )计算 保温性能系指在幕墙两侧存在空气温度差条件下,幕墙阻抗从高温一侧向底温一侧传热的能力(不包括从缝隙中渗透空气的传热)。幕墙保温性能用传热系数K (在稳定传热条件下,幕墙两侧空气温度差为1K ,单位时间通过单位面积的传热量,以W/m 2·K 计量,也可用传热阻R 0(R 0=1/K ,计量单位为m 2·K/W )表示。 保温性能分级值见下表 ①玻璃的传热系数K 计算公式 1111 h h G K i ++= K:为玻璃的总传热系数(w/m 2k ); G:为玻璃组件内外表面之间的传热系数(w/m 2k ); 中空LOW-E 玻璃:参照日本JISR3209-86建筑玻璃标准,双层中空玻璃组件内外表面之间的传热系数G 由下式确定: 663 33.43.2111d G ++=ε δ δ:为双层中空玻璃之间的空气层的厚度(mm );

d :为玻璃的总厚度(mm ); ε:为玻璃的有效放射率由下式确定: 1 1 1 1 3 2 -+ = εεε 2ε:为中空玻璃组件第二表面的辐射率; 3ε:为中空玻璃组件第三表面的辐射率; i h :为玻璃的室内表面传热系数(w/m 2 k ) ; i i i i C r h +=ε i i r ε:为由辐射导致的玻璃面向室内的传热; i C :为由传导和对流导致的玻璃面向室内的传热; 0h :为玻璃的室外表面传热系数(w/m 2 k ) ; 0000C r h +=ε 00εr :为由辐射导致的玻璃面向室外的传热; 0C :为由传导和对流导致的玻璃面向室外的传热; 根据日本JISR3209-86建筑玻璃标准的边界条件,可得出冬季夜间玻璃表面传热系数的下列关系: 1.44.5+=i i h ε 3.169.400+=εh 普通单片透明玻璃:辐射率84.00==εεi ; 1.45.4+=i h (w/m 2 k ) 4.200=h (w/m 2 k ) 单片LOW-E 玻璃:辐射率=0.15;

功能材料(负折射率材料)

负折射率材料 实验中发现,在某种材料中,光线的折射与正常折射不同,正常折射时,光线会位于法线的不同侧,在这种材料中,光折射时,光线位于法线的同侧,因此称之为负折射现象,这种材料叫做负折射率材料。在负折射率材料中,电场、磁场和波矢方向符合“左手法则”,而不是常规材料中的右手定则,所以具有负折射率的材料也被称为左手材料。光波在其中传播时,能流方向和波矢方向相反,用同时具备负介电常数和负磁导率的超材料可以得到这一现象,此时超材料具有负折射率,这样的材料也被叫做负折射率材料。 光波是一种电磁波,在传播过程中,电场、磁场和波矢方向遵守右手定则)//(k H E ?。光发生正常折射时,遵守折射定律)sin sin (2211i n i n =,入射光线和折射光线在法线的不同侧,同时遵守费马原理——光程沿平稳值的路径而传播。但是当光波从具有正折射率的材料入射到具有负折射率材料时,介电常数和磁导率都为负)0,0(<<με,折射率n 取负值 )0(<-=εμn , 电场、磁场和波矢符合左手定则,能流方向和波矢方向相反)(?=。自然电磁材料以原子或分子构成,光学和电磁性质通过化学来改变,介电常数和磁导率既定且取值有限。而超材料一般认为是具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料,通过单胞的几何排列,设计出不同的结构单元,原则上能够实现几乎任意的电磁参数,比如负值。在晶体学中,原胞是最小重复单元具有一个格点,格点上的原子是一个或者两个或者两个以上,单胞是原胞的整数倍,可以通过改变单胞的形状、大小和构型,使单胞达到几十或者几百个原子的量级,甚至更高,从而改变材料的电磁参数,由此控制电磁波的传输。调控电磁参数可以使材料的折射率为负值,使得这种超材料成为负折射率材料。目前扫描隧道显微镜(STM )可以观察和定位单个原子,此外,扫描隧道显微镜在低温下(4K )可以利用探针尖端精确操纵原子,所以可以利用扫描隧道显微镜改变单胞的几何结构,得以实现具有负折射率的超材料。研究发现负介电常数可以由长金属导线阵列(ALMWs )这种结构获得,微型金属共振器,比如具有高磁化率的开口环形共振器(SRRs )可以实现负的磁导率。将这两种结构结合,即金属导线和开口谐振环阵列结构,可以实现负折射率材料。除此之外,串联电容和并联电感的周期性结构,以及利用量子相干效应或者EIT (电磁感应透明)效应也可以实现负折射率材料。因为量子相干性,或者说“态之间的关联性”,是描述电子向右自旋和正电子向左自旋的状态是相关联的这一现象。EIT 也叫电磁感应透明,是由原子光激发通道之间的量子相干效应引起的,并导致光在原子共振吸收频率处的吸收减小甚至于变成完全透明,是一种消除电磁波在介质中传播过程中所受到的影响的技术。 可以将铜做成金属导线和开口谐振环阵列结构,再添加其它物质做成复合材料。因为铜有很好的延展性,导热和导电性能较好,并且铜在自然界含量丰富,化学性质很稳定,是抗磁性材料。铜已经得到广泛应用,我们对铜的研究已经很完善。铜的熔点较低,容易再熔化、再冶炼,回收利用相当的便宜。此外,铜是人体健康不可缺少的元素,且它的潜在毒性较低。复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良和耐化学腐蚀等特点。以铜为主要元素的复合材料,以不同方式组合而成,可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围,可以满足不同的需求。 根据广义相对论,时间和空间都是可以“弯曲”的,而空间里的光线同样可以弯曲,利用负折射率材料,改变材料的单元结构,通过不同的结合结构和排列设计,实现了让光波、雷达波、无线电波、声波甚至地震波弯曲的想法。据此,负折射率材料可以扭曲光波,阻碍人眼看见物体;或者使电磁波绕过目标实体而实现隐身。

NIM(负折射率材料)专题研究

NIM (负折射率材料)专题研究 严 杰 一、有关折射的基本概念 1、基本定义与关系式 电磁学的早期即由实验发现了以下规律:各向同性介电物质中电位移矢量与电场强度矢量方向一致,大小成正比,故有 E ε=D ,式中ε是比例系数,称为介电率或介电常数.另外,实验还证明,对各向同性非铁磁性物质,磁感应强度矢量与磁场强度矢量方向一致,大小成正比,故有H B μ=,式中μ比例系数称为导磁率.ε和μ被看成表征物质电磁性质的宏观参数. 在自由空间(无电荷源及传导电流),由麦克斯韦方程组导出的电磁波波方程为 由此得无色散电磁波传播速度r r c v μεεμ = = 1 式中,0/εεε=r 是相对介电常数; ,/0μμμ=r 是相对磁导率00με,则为ε,μ在真空中的值; 而c 为自由空间(真空中)光速,0 01 με= c 。实际上,按照麦克斯韦场理论,电磁作用过程是经过场(波)而完成的,在真 空条件下,这个作用传递的速度就是c .可见,麦克斯韦由于提出电磁场方程组而被后人认 为是伟大的科学家这点没错;但由于时代的局限(经典场论产生于距今136年前),他的理论不可能解释近年来以量子力学、量子光学为基础而完成的超光速、超慢光速实验. 2、折射 折射是自然界最基本的电磁现象之一。当电磁波以任意角度入射到两种不同折射率的介质交界面处时,波传播的方向会发生变化。那么,介质的折射率是如何定义的? 图一表示介质1中的入射波在介质2中折射,虚线AC ,BE 为波前,由于 , sin ,sin 2211t v CB CE t v CB AB ====θθ故有 此式即为Snell 定律,由它可以计算折射波前进的方向,式中1v ,2v 均为相速。 ,02 2 2 2 2 2 =??-?=??-?t H H t E E εμ εμ 1 2 11222121sin sin n n v v ===μεμεθθ

声压计算

室内扩声的声压级计算 在室内扩声声场设计中,国家有相关的行业标准,标准是量化的指标,靠经验只能定性的分析,不能定量的分析,怎样才能知道一个扩声声场设计达到了国家相关的行业标准(或者是以科学的态度作扩声设计),这需要有定量的分析手段。下面就衡量声音的大小的指标作简单的说明: 扩声系统指标中第一项指标为“最大稳态声压级”,声压级简单讲就是听到的声音大小,单位为dB (分贝),,在设备指标中声压级相差3 dB为输出功率相差一倍,音箱的最大声压级(也就是音箱的输出的最大声音)是音箱的额定输出功率(非峰值功率)的函数加上音箱灵敏度之和,计算公式为:音箱最大声压级(SPL)=音箱的灵敏度(1W/m)+10log音箱的额定输出功率 也就是音箱的输出声音大小是由音箱的额定功率与音箱的灵敏度共同决定的。 例如;某音箱(100w,灵敏度90 dB)代入上式; 音箱最大声压级(SPL)=90(1W/m)+10log100=110dB 某音箱(200w,灵敏度87 dB)代入上式; 音箱最大声压级(SPL)=87(1W/m)+10log200=110dB 从以上计算可看出,100w,灵敏度90 dB的音箱与200w,灵敏度87dB的音箱放出来的声音一样大。 以上的是距音箱1米处的声压级,在计算距离音箱多少米处的声压级的为;音箱的最大声压级减去距离的函数,计算公式为; 距音箱某米处的最大声压级(SPL)=音箱最大声压级(dB)-20log距离(米)例如;计算上面的音箱距离10米处的最大声压级,代入上式; 距音箱10米处的最大声压级(SPL)=110(dB)-20log10(米)=90dB 以上的计算公式是在音箱轴线计算的,如与音箱有轴线偏离角,则需再减偏离角的函数,一般在估算时不做要求,在音箱的辐射角的范围内,音箱轴线与辐射角边缘相差6dB,可根据这进行估算。 在室内有多只音箱的情况下,某点的最大声压级(单声道扩声,就是每只音箱的信息是相同的)的手工计算较为复杂,与室内的临界混响有关(含房间的吸音系数和空间大小),与每只音箱到达此点的延时时间有关,简单的讲就是;每只音箱距此点的最大声压级相加的和的函数在加上此点的临界混响时间内的混响声压级与直达声声压级的差(不知这样表述是否可以说清楚),某点的最大声压级=10log(音箱1+音箱2+.......)+(混响声压级-直达声声压级)

透光率仪透光率计算方法和公式

透光率仪透光率计算方法和公式 透光率是一个物理词汇,是表示光线透过介质的能力,是透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率。假束平行单色光通过均匀、无散射的介质时,光的一部分被吸收,一部分透过介质,还有一部分被介质表面反射。透光率可以表示显示设备等的透过光的效率,它直接影响到触摸屏的视觉效果 中国的工业名称有两个定义:定义1:发光通量与入射亮度通量的比率。一种 应用学科:测量和绘图(“第一级学科”);摄影测试和遥感(“第二级学科”) 定义2:It specifically refers to the light transmittance percentage of the solution of lignite and long flame coal treated with the mixture of nitric acid and phosporic acid under the specified conditions.一种 应用学科:煤炭科学与技术(“第一级学科”);煤炭处理与利用(“第二级学科”);煤炭化学与煤炭质量分析(“第三级学科”) 它表明显示设备的光传输效率,直接影响触摸屏的视觉效果。许多触摸屏是多层复合膜。这不足以使他们的视觉效应只具有一点透明度。它应包括至少四种特性:透明、色彩失真、反射和清晰。从专业翻译人员、公司、网页及可自由查看的翻译库中学习。例如,反射的程度包括特异反射和衍射反射的程度。然而,触摸屏表面的衍射反射没有达到CD的水平,对于用户来说,这些四个特征基本上是足够的。一种通过透明或透透体的光通量的百分比及其入射光通量可通过传输测量

噪声计算公式

三、时间平均声级或等效连续声级Leq A 声级能够较好地反映人耳对噪声的强度和频率的主观感觉,对于一个连续的稳定噪声,它是一种较好的评价方法。但是对于起伏的或不连续的噪声,很难确定A 声级的大小。例如我们测量交通噪声,当有汽车通过时噪声可能是75d B ,但当没有汽车通过时可能只有50dB ,这时就很难说交通噪声是75dB 还是50dB 。又如一个人在噪声环境下工作,间歇接触噪声与一直接触噪声对人的影响也不一样,因为人所接触的噪声能量不一样。为此提出了用噪声能量平均的方法来评价噪声对人的影响,这就是时间平均声级或等效连续声级,用Leq 表示。这里仍用A 计权,故亦称等效连续A 声级L Aeq 。 等效连续A 声级定义为:在声场中某一定位置上,用某一段时间能量平均的方法,将间歇出现的变化的A 声级以一个A 声级来表示该段时间内的噪声大小,并称这个A 声级为此时间段的等效连续A 声级,即: ()?? ???????????????=?dt P t P T L T A eq 2001lg 10 =??? ? ???T L dt T A 01.0101lg 10 (2-4) 式中:p A (t )是瞬时A 计权声压;p 0是参考声压(2×10-5 Pa );L A 是变化A 声级的瞬时值,单位dB ;T 是某段时间的总量。 实际测量噪声是通过不连续的采样进行测量,假如采样时间间隔相等,则: ?? ? ??=∑=n i L eq Ai N L 11.0101lg 10 (2-5) 式中:N 是测量的声级总个数,L A i 是采样到的第i 个A 声级。 对于连续的稳定噪声,等效连续声级就等于测得的A 声级。 四、昼夜等效声级 通常噪声在晚上比白天更显得吵,尤其对睡眠的干扰是如此。评价结果表明,晚上噪声的干扰通常比白天高10dB 。为了把不同时间噪声对人的干扰不同的因素考虑进去,在计算一天24h 的等效声级时,要对夜间的噪声加上10dB 的计权,这样得到的等效声级为昼夜等效声级,以符号L dn 表示;昼间等效用L d 表示,指的是在早上6点后到晚上22点前这段时间里面的等效值,可以将在这段时间内的Leq 通过下面的公式计算出来;夜间等效用L n 表示,指的是在晚上22点后到早上6点前这段时间里面的等效值,可以将在这段时间内的Leq 通过下面的公式计算出来:

地表反射率,温度,植被指数

地表反射率、温度、植被指数、几何精纠正和Landsat影像

Basic Tools|Band Math,在Band Math对话框中输入公式,公式中的b3和b4分别选取第3和第4波段的地表反射率。然后导出结果。 二、地表温度反演 1、计算辐射亮度。加载htm影像,根据头文件中的数据,得到1、2波段的辐射亮度的计算公式0.067086617777667001*b1+(-0.067086617777667001)和0.037204722719868001*b2+(3.1627953249638470),步骤同上,得出辐射量度的计算结果。 2、辐射反演。利用公式T=k2/ln(k1/Lλ+1)算地物的辐射反演,其中T为开尔温度;查找参数值:k1=666.09; k2=1282.71;Lλ分别利用步骤1中的波段1和波段2的辐射量度。 3、统计反演后的地物的温度值,并比较其差异。打开反演后的温度影像,右击影像选择ROI Tool,统计各种地物值的最大值,最小值,均值,标准差,将其统计到Excel中,比较其差异。 结果与分析 一、DNVI建模 【地表反射率】

第3波段第4波段【DNVI】 【3、4波段表观反射率和地表反射率的线性关系】

【表观反射率和地表反射率的线性关系数学表达式】 波段关系式波段关系式 1波段y=0.8933*x+0.0473 4波段y=0.9401*x+0.0065 2波段y=0.8801*x+0.0242 5波段y=0.9399*x+0.001 3波段y=0.9161*x+0.0143 7波段y=0.9584*x+0.0004 【部分地物的DNVI值】 地物DNVI值min max mean stdev Reservior 0.057713 0.338587 0.145087 0.038598 Snow -0.12395 0.152669 0.025088 0.031572 Bare Land 0.105628 0.374843 0.192701 0.043621 Urban -0.356923 0.038094 -0.273288 0.045284 Plant 0.333387 0.786695 0.656094 0.081619 Desert 0.071897 0.155663 0.100783 0.014291 River 0.043469 0.429917 0.127503 0.08131 【结果与分析】:通过对提取地物的DNVI值的可以发现,绿色的DNVI值比较高,原因是绿色植物叶绿素引起的红光吸收和叶肉组织引起的近红外光反射使得植被在近红外波段和红光波段有很大的差异;水体和

通过透射率求光学带隙

已知透射光谱及相关数据,求吸收光谱和禁带宽度Eg 首先,根据相应样品的透射光谱,求出吸收系数α。其次,我们用2)(ναh 对光子能量(νh )做图,然后经过线形拟合,将线性区外推到横轴上的截距就得到禁带宽度 Eg 。 具体操作过程如下: (1)根据透射光谱(T )和相应薄膜厚度(d ) 计算得到吸收系数 计算公式如下: ()d T //1ln =α;其中,如果透射光谱中纵坐标以100为完全透过率,则上式中数值1改为100;d 为相应薄膜厚度,单位为nm 。 (2)求出光子能量ν h 。公式如下:)()(1240eV nm c h h λλν== (3)求出2)(ναh (4)以2)(ναh 为纵坐标,以νh 为横坐标作图,得到的相应 图一: (5)选择预线性拟合的范围,点击(注意,只适用Origin75)Tools ,Liear fit ,settings ,在Points 中填入数字2;在Range 中填入数字范围(0~200);点击Operation ,点击Fit 按键;在Find Y 中输入数字0,点击Find X 按键,得到横坐标交点数值E g 。

2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 0.000 0.005 0.0100.0150.0200.025 (a h υ)2 (e V 2n m -2)Photon energy (eV) C 图 一 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 0.000 0.005 0.0100.0150.0200.025 (a h υ)2 (e V 2n m -2)Photon energy (eV) 图 二

负折射率材料特点及其应用

负折射率材料的特点及其应用 背景 自然界存在的介质都是折射率大于0的,我们常接触的材料的折射率多数都是大于1,在定性思维的误区下,人们认为介质的折射率都为正。 直到1968年,苏联物理学家维克托·韦谢拉戈(Victor Veselago)【1】提出了负折射率的理论。由于韦谢拉戈的这一设想完全颠覆了人们所认知的光学世界,它能够使光波看起来如同倒流一般,在许多现象描述上完全背离常规,所以在相当长的时间内都不被人们认可,这种荒诞的想法没有必要去研究证明。 Veselago为了证明自己的观点开始苦苦寻求满足要求的物质,但是他失败了。没有充足的证据证明他的猜想,渐渐地就被人们淡忘了。 19966年~1999年,英国的Pendry从理论上提出了一种由开路谐振金属环构成,具有等效的负介电常数和负磁导率的三维周期结构,【2】~【3】这一发现理论上证明了负折射率材料的可存在性,使Veselago的猜想重新摆在了人们面前。 不久,美国的Smith等在2000年金属丝板和SRR板有规律地排列在一起,制作了世界上第一块等效介电常数和等效磁导率同时为负数的介质,从实验上验证了负折射率的存在。【4】~【5】他们研制出了相应的器件,负折射率材料由此进入了实质性研究的阶段。 2001年,Shelby等人首次在实验上证实了当电磁波斜入射到左手材料与右手材料的分界面时,折射波的方向与入射波的方向在分界面法线的同侧。【6】 图1.负折射率的超材料 近年来,负折射率材料的研究愈发成为科学界的热点,这要应用于军事、航天等高端领域,起因了国内外众多研究者的注意,涉及电磁波、光电子学、材料学等方面。

随着对负折射率材料的研究,又掀起了一阵对新兴领域的发展,即超颖材料(Metamaterials )。超颖材料不只包含负折射率材料,也包含单负材料,人工超 低折射率材料和超高折射率材料等。【7】 正如折射率材料的提出一样,超颖材料的重要意义不仅体现在所研制出的几种人工材料,也体现在了一种全新的思维方法。为新型功能材料的设计提供了一个广阔的空间。 理论分析 首先来看一下负折射率材料的概念,负折射率材料也称为左手材料(left handed medium ),简写为LHM (这一命名原由将在后面给予证明)。指的是介电 常数ε、磁导率μ、折射率n 同时为负的介质。【5】 麦克斯韦方程组在物理领域有着至高无上的地位,主要是由于麦克斯韦方程组适用广泛,所以这里我们也从麦克斯韦方程组开始着手。 电磁波尸油谐振的电场和磁场组成。各向异性介电物质中电位移矢量与电场强度矢量方向一致,大小成正比,有 (1)E D ε= 式中ε是比例系数,成为介电常数。 对于各项同性非铁磁性物质,磁感应强度矢量与磁场强度矢量方向保持一致,大小成正比,有 (2)H B μ= 式中μ成为磁导率。 再加上, (3)E J σ= 以上三个式子被称为物质方程。 我们再来看麦克斯韦方程组的微分形式: ???????????+=????-=??=??=??)4(0t D j H t B E B D ρ 麦克斯韦方程组表明,任何随时间而变化的磁场,都是和涡旋电场一起的。任何变化的电场,都是和磁场联系在一起的。

噪声常用计算公式整汇总

目录 一、相关标准及公式 ................................错误!未定义书签。 1)基本公式 .................................................................... 错误!未定义书签。 2)声音衰减 .................................................................... 错误!未定义书签。 二、吸声降噪 .......................................................................... 错误!未定义书签。 1)吸声实验及吸声降噪 ................................................. 错误!未定义书签。 2)共振吸收结构............................................................. 错误!未定义书签。 三、隔声.................................................................................. 错误!未定义书签。 1)单层壁的隔声............................................................. 错误!未定义书签。 2)双层壁的隔声............................................................. 错误!未定义书签。 3) 隔声测量..................................................................... 错误!未定义书签。 4)组合间壁的隔声及孔、缝隙对隔声的影响 ............... 错误!未定义书签。 5)隔声罩 ........................................................................ 错误!未定义书签。 6)隔声间 ........................................................................ 错误!未定义书签。 7)隔声窗 ........................................................................ 错误!未定义书签。 8)声屏障 ........................................................................ 错误!未定义书签。 9)管道隔声量................................................................. 错误!未定义书签。 四、消声降噪 .......................................................................... 错误!未定义书签。 1)阻性消声器................................................................. 错误!未定义书签。 2)扩张室消声器............................................................. 错误!未定义书签。 3)共振腔式消声器 ......................................................... 错误!未定义书签。 4)排空放气消声器 ......................................................... 错误!未定义书签。 压力损失 .......................................................................... 错误!未定义书签。

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