原子干涉仪相对论效应的理论分析刘琳霞;董蕴华【摘要】利用高灵敏度的原子干涉仪开展广义相对论效应的实验研究,需要考虑各种相对论效应对原子干涉的影响.结合量子力学与广义相对论,分析了原子干涉仪中的广义相对论效应,以及相对论效应中的引磁效应.初步分析计算结果表明,在牛顿力学框架下,地球自转引起原子的科里奥利加速度的量级为～10-4g,其相对论修正,即引磁效应的量级约为～10-13g.【期刊名称】《河南机电高等专科学校学报》【年(卷),期】2017(025)005【总页数】4页(P1-4)【关键词】原子干涉仪;相对论效应;原子波【作者】刘琳霞;董蕴华【作者单位】河南工学院,河南新乡453003;河南工学院,河南新乡453003【正文语种】中文【中图分类】O412原子干涉仪的工作原理类似于光学干涉仪，它是利用物质波的特性来实现干涉的。
但物质波的原子运动速度远小于光速，其相干性较好，因此，原子干涉仪比光学干涉仪的灵敏度更高。
由于其高灵敏度性，原子干涉仪在精密测量领域有广泛的应用,如牛顿引力常数、重力加速度与转动、导航定位等方面[1]。
高精度的原子干涉仪也用来开展广义相对论效应的实验检验，包括等效原理的实验检验、引力波的探测等[2]。
对于检验广义相对论效应的实验，需要考虑各种广义相对论效应对原子干涉的影响。
目前，虽然已有不少文献分析和讨论了原子干涉仪中的广义相对论效应，但这些工作只关注某些特定的相对论效应[3]。
在本文中，我们介绍了原子干涉仪广义相对论效应及其研究方法，并结合量子力学与广义相对论，初步分析了广义相对论中的引磁效应对原子干涉的影响。
对于原子干涉中广义相对论效应的研究，早期的研究者有Varju小组[4]，主要是为解释原子或中子干涉仪中的相对论效应。
但是，要想全面分析原子干涉仪中与自旋相关的相对论效应，需要考虑实验过程中激光与原子自旋的耦合效应。
Wajima 和 Anandan等人分析了量子干涉仪中相对论的引力效应[5]，主要是用来估算中子干涉仪中由地球引力场的相对论修正部分带来的干涉相移。
微弱信号检测学习总结报告1 本课程的基本构成本课程目录：第1章微弱信号检测与随机噪声第2章放大器的噪声源和噪声特性第3章干扰噪声及其抑制第4章锁定放大第5章取样积分与数字式平均第6章相关检测第7章自适应噪声抵消本课程分为七章：第一章主要介绍随机噪声的统计特性，是后续各章的理论基础。
第二章主要介绍电路内部固有噪声源及其特性，对各种有源器件的噪声性能进行分析，并阐述低噪声放大器设计中需要考虑的几个问题。
第三章介绍干扰噪声的来源、特点及各种耦合途径，并详细介绍屏蔽和接地对于各种干扰噪声的抑制作用，以及其他一些常用的抗干扰措施和微弱信号检测电路设计原则。
第四~七章分别为锁定放大、取样积分与数字式平均、相关检测、自适应噪声抵消，分别介绍这几种方法的理论基础、设计实现以及一些应用实例。
因此本课程（微弱信号检测）基本构成：微弱信号检测与随机噪声，放大器的噪声源和噪声特性、干扰噪声及其抑制、锁定放大、取样积分与数字式平均、相关检测、自适应噪声抵消。
2 本课程研究的基本问题微弱信号是相对背景噪声而言的，其信号幅度的绝对值很小、信噪比很低（远小于1）的一类信号。
如果采用一般的信号检测技术，那么会产生很大的测量误差，甚至完全不能检测。
微弱信号检测的主要目的是提高信噪比。
微弱信号检测是测量技术中的一个综合性的技术分支，它利用电子学、信息论和物理学的方法，分析噪声产生的原因和规律，研究被测信号的特征和相关性，检出并恢复被背景噪声掩盖的微弱信号。
微弱信号检测技术研究的重点是：如何从强噪声中提取有用信号，探索采用新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信噪比。
本课程（微弱信号检测）研究噪声的来源和统计特性，分析噪声产生的原因和规律，运用电子学和信号处理方法检测被噪声覆盖的微弱信号，并介绍几种行之有效的微弱信号检测方法和技术。
3 学习本课程（微弱信号检测）后了解、掌握了哪些内容通过对微弱信号这门课程的学习，我掌握的内容主要有以下几个方面：（1）了解了常规小信号检测的手段和方法，即滤波、调制放大与解调、零位法、反馈补偿法。
1、微弱信号检测特点WSD目的：提取需要检测到的微弱信息。
微弱：一般幅值小，但其实是相对噪声。
检测特点：遏制噪声（内部、外部）、放大信号、提高信噪比。
对象：研究噪声、信号。
研究两者区别，并且利用该区别研发设备和方法相对性：信号噪声可转换2、信号和噪声相关理论研究方法：（1）时域：均值、中值滤波、相关性、高斯分布（2）频率域：FFT、采样定理、低通、带通、带阻（3）其他：小波、分形等，特征分析信号分析方法：信号的性质可以从频域和时域两方面进行分析。
频域分析常采用傅里叶分析法。
时域分析主要包括卷积和相关函数。
3、噪声：通常把由于材料或器件（内部电路器件）的物理原因产生的扰动称为噪声，频谱分布较宽。
4、信噪比：噪声对信号的覆盖程度信噪改善比：改善的效果，评价一个放大器或者一个测试系统遏制噪声的能力当信号通过一个放大器或者一个测试系统后，信噪比可能提高，也可能降低。
引入信噪比改善系数SNIR来描述放大器或测试系统对信噪比的改善作用，定义为产生可观察到变化5、微弱信号蕴含着两层含义：第一层含义是信号本身非常微弱，是一个绝对意义上的微弱；第二层含义是相对意义上的微弱，也就是信号对于强背景噪声而言，是非常微弱的，简而言之就是信噪比极低。
6、常规小信号检测方法：滤波、调制和解调7、电噪声的主要统计特征包括：（1）频域统计特征：功率谱密度（2）时域统计特征：相关函数（3）幅域统计特征：概率密度函数8、对于电压或电流型的随机变量，均值表示的是其直流分量；表示对均值的偏离程度，表明随机噪声的起伏程度；均方值反映的是随机噪声得到归一化功率，它表示的是随机电压或电流在1Ω电阻上消耗的功率9、相关函数：衡量随机过程在任意两个时刻获得的随机变量之间的关联程度。
是其时域特征的平均量度，它反映同一个随机噪声n(t)在不同时刻t1和t2取值的相关程度10、自相关函数在τ=0处取得最大值周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信号，但不具有原信号的相位信息。
