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IYPT 2023 Problem 14: Jet Refraction 射流的折射现象

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简介：
IYPT 2023问题14探讨了射流在不同介质界面处的折射行为。通过实验研究，揭示液体射流穿过分界面时的行为规律及影响因素，促进对流体动力学的理解。 使用COMSOL仿真软件模拟了垂直射流通过细网斜筛时的折射现象，并可以通过更改不同参数来进行多次仿真。

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  • IYPT 2023 Problem 14: Jet Refraction 射流的折射现象
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    IYPT 2023问题14探讨了射流在不同介质界面处的折射行为。通过实验研究，揭示液体射流穿过分界面时的行为规律及影响因素，促进对流体动力学的理解。 使用COMSOL仿真软件模拟了垂直射流通过细网斜筛时的折射现象，并可以通过更改不同参数来进行多次仿真。
     
  • 实时展示负折射现象.pdf
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    本文档探讨了负折射现象，并介绍了其实时展示的技术方法和实验装置，为深入理解这一物理现象提供了直观途径。 本案例使用“自定义模式”来演示负折射现象，并且是一个二维结构的模型。介质平板（图中的蓝色矩形）厚度为1200纳米，采用Drude模型设置材料参数，将Y、Z方向设为周期边界条件以等效于在Y和Z方向上无限扩展的平板，在X方向则设定开放边界条件。本案例中利用点光源照射到平板上来实时展示负折射现象（无需进行记录）。 仿真流程包括： - 设置计算模式及参数 - 建模 - 设定激励源与记录器 - 网格设置 - 启动计算
     
  • 利用MATLAB仿真绘制光线通过水珠的折射、反射及再次折射现象（共22页）.pdf
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    本PDF文档详细介绍了使用MATLAB软件进行光学实验仿真的过程，重点展示光线穿过水滴时发生的折射和反射现象。报告包含22个页面，深入解析了光的行为及其背后的物理原理。 MATLAB模拟绘制彩虹形成时光线的折射-反射-再折射现象 1. 前言 2. 光的知识 2.1 光的反射定律 - 反射定律 - 特殊情况 2.2 光的折射 - 基本定义 - 折射定律 - 折射率 3. 彩虹的形成原理及原因分析 4. MATLAB绘制光路图思路 4.1 绘制基础模拟平面 4.2 绘制初始垂直光线 4.3 改变角度循环刷新绘图 5. 完整代码 6. 运行效果 7. 全部代码
     
  • 光的折射 SWF
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    《光的折射》是一款互动式的SWF动画教育工具，通过生动的图形和实验模拟，帮助学习者直观理解光在不同介质中传播时发生的弯曲现象。 初中物理《光的折射》教师课堂授课课件，适合学生课后自学使用。
     
  • 空气折射Shader
    优质
    《空气折射Shader》是一款用于3D建模和动画软件中的高级渲染工具插件，通过模拟光线穿过不同介质时的折射效果，为场景增添真实感与深度。 这是一个用于Unity的Shader，其功能是模拟高温引起的空气扭曲效果，例如热柏油路面或火焰产生的视觉变化。
     
  • SiO2折射率计算_不同波长下的计算方法_sio2_sio2折射率数值_折射率计算
    优质
    本资源探讨了在不同波长下硅 dioxide(SiO2)折射率的计算方法，提供了详细的计算步骤和SiO2的折射率数值参考。适合光学研究与设计人员使用。 由于不同SiO2材料对不同波长具有不同的折射率，本程序计算了特定波长下SiO2的折射率，可用于效率计算。
     
  • mie散射软件.zip_Mie散射系数_折射率_颗粒散射_颗粒光散射
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    本资源为Mie散射计算工具，用于求解不同折射率和尺寸颗粒在均匀介质中的散射特性，适用于光学、大气科学等领域研究。 计算Mie散射的相关参数，包括颗粒粒径、入射光波长、颗粒折射率以及介质折射率。根据这些参数，可以计算不同角度下的散射光强及不同粒径的消光系数。
     
  • 折射式望远镜的扩束设计流程
    优质
    本文章介绍了折射式望远镜中扩束设计的具体步骤和方法，为光学设计者提供了详细的参考。通过优化透镜组来实现光束的有效扩大，提升天文观测的效果与精度。 Zemax设计扩束（折射式望远镜）的设计流程包括以下几个步骤： 1. **需求分析**：明确所需的光学系统性能指标，如放大倍数、工作波长范围等。 2. **初始概念设计**：根据需求确定系统的初步结构和参数配置。选择合适的透镜类型及材料，并估算出各元件的基本尺寸与位置关系。 3. **建立模型**：在Zemax软件中创建新的项目文件并导入已选定的光学组件数据，设置好光源、探测器以及环境条件等边界情况。 4. **优化设计**：通过调整各个参数值来改善成像质量，在此过程中可以利用多种算法进行迭代计算以达到最优解。同时还需要考虑成本效益比及制造可行性等因素。 5. **评估与验证**：完成初步的设计之后，需要对整个系统进行全面测试和分析，包括但不限于色差校正、畸变矫正等方面的表现情况，并通过实验数据来确认设计的有效性和可靠性。 以上步骤有助于确保最终得到的扩束（折射式望远镜）设计方案既满足技术要求又具有良好的实用价值。
     
  • 圆孔衍射现象解析
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    《圆孔衍射现象解析》一文深入探讨了光通过圆形狭缝时产生的波动光学效应，解释了形成同心圆环图案的物理原理。 本实验仿真了圆孔衍射现象，有助于新手学习。希望大家在此基础上进一步完善代码。
     
  • 基于Comsol模拟的异常折射现象及涡旋光生成的研究
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    本研究利用COMSOL多物理场仿真软件探讨了异常折射现象，并提出了一种新颖的方法来产生涡旋光。通过精确建模和深入分析，为光学领域提供了新的理论依据和技术手段。 在现代物理学研究领域中，异常折射现象与涡旋光的生成是重要的课题。利用Comsol软件进行模拟仿真，研究人员能够深入探究这些光学现象背后的物理机制。异常折射指的是光线穿越介质时其传播方向偏离斯涅耳定律预期的现象；而涡旋光则是一种具有相位奇点的独特光波形式，在中心位置强度为零。 在使用Comsol进行研究的过程中，科学家首先定义合适的物理场和边界条件，并根据材料特性设定相应的折射率参数。通过这些步骤可以计算光线的传播路径以及观察不同条件下产生的光学模式变化情况。此类仿真有助于分析涡旋光生成的过程及异常折射的具体表现形式。 这项工作不仅加深了对光与物质相互作用的基本理论的理解，还为相关技术应用提供了支持。例如，在光纤通信、激光技术和信息处理等领域中，具有特殊性质的涡旋光展示了潜在的应用价值。通过模拟研究可以更有效地设计用于产生特定类型涡旋光的光学元件。 此外，深入理解异常折射现象有助于开发新型光学材料和器件，可用于操控光线路径以提高设备性能。例如，在无损检测、成像技术和集成光学系统中有着广阔应用前景的技术创新可以通过改变介质中的折射率分布来实现更精确地控制光束传播方式。 Comsol软件作为多功能仿真工具平台提供了强大的支持能力，其电磁波模块能够模拟包括异常折射和涡旋光生成在内的各种光学现象。研究者通过调整模型参数可以观察不同条件下光线的传输特性，并进一步加深对这些物理规律的理解。 借助于精确的仿真实验分析，研究人员可以在理论与实验之间建立更紧密联系的同时推动整个领域向更高层次发展并为相关技术的发展提供坚实的科学依据和指导方向。