舆论摘要：液体外表个性的光学可视化

光学本领是探测液体外表个性要害本领，经过接洽光在液体外表的衍射、干预、曲射和反射等局面，不妨探测液体外表个性。液体外表个性的光学可视化接洽分为两局部：一局部是动静液面包车型的士接洽，即激光衍射法探测毛细涉及液体外表个性。另一局部是静态液面包车型的士接洽，即激光边境曲射法和掠射法探测潮湿效力委曲液面及液体外表个性。正文环绕液体外表个性的光学可视化接洽，重要举行了以次几个上面的处事：（1）创造了斜入射情景下毛细波的激光衍射表面。当激光斜入射到几十至几百赫兹毛细波上，查看到宁静的、明显的衍射图样。应用傅立叶光学中正弦位相光栅衍射表面对试验局面举行了表面领会，完备了斜入射情景下毛细波的激光衍射表面，运用该表面领会了衍射图样的缺级局面和衍射光斑的场所不对称散布，并对斜入射情景下毛细波的衍射光场举行表面仿真，并与试验截止举行了比较领会，表面仿真与试验截止实足适合。（2）激光衍射法探测毛细波的射程、振幅和色散联系。经过丈量衍射光斑间距，从而及时、精确地丈量出各别频次毛细波的射程。经过测定衍射图样中各别级别衍射光斑的光强比，求出了毛细波振幅的巨细。探测了简单液体毛细波的色散联系，试验数据和表面弧线基础适合，并运用色散联系求得各别温度下液体的外表张力，试验所测外表张力与规范值基础符合。表面上创造了液体地膜毛细波的色散联系，辨别探测了地膜厚薄静止时，毛细波的角频次和波数的联系；毛细波的频次静止时，波数和地膜厚薄的联系，试验数据和表面弧线基础适合，提出了运用激光衍射法探测较小厚薄地膜的本领。（3）激光入射角与衍射光强的联系。运用傅立叶光学中正弦位相光栅表面领会了各别入射角的激光在毛细波上的衍射，给出了衍射光斑光强散布与入射角的领会联系。实行了各别入射角的激光在毛细波上衍射，创造跟着激光入射角的变革，衍射光斑的光强和间距随入射角的变革而变革，而且有缺级局面展示，激光入射角越大，衍射角的场所不对称性越鲜明，并将试验截止和表面领会加以比拟，二者基础符合。（4）激光衍射法测定外表张力、外表压和毛细波波速。运用激光衍射法测定了蒸馏水和火油的外表张力，同声考证了毛细波的色散联系。测定了各别温度下蒸馏水的外表张力，用最小二乘法对试验数据举行拟合，得出了外表张力和温度的领会联系，外表张力跟着温度的减少是减产的，并和温度呈好像线性联系。实行了不溶性单分子膜毛细波的激光衍射，测定了苯单分子膜的外表压。测定了各别频次下毛细波的相速率和群速率，接洽了毛细波波速与频次和射程之间的联系，毛细波波速跟着频次的增大而增大，跟着射程的增大而减小，呈非线性联系。结果，测定了各别温度下毛细波波速，用最小二乘法对试验数据举行拟合，给出了毛细波波速与温度的领会联系，毛细波波速跟着温度减少而减小，并和温度呈好像线性联系。（5）潮湿效力委曲液面包车型的士边境曲射及运用。鉴于激光在潮湿效力产生的委曲液面上边境曲射，接洽了委曲液面包车型的士个性。当平行激光束笔直入射到枯燥、细棒、双枯燥和圆柱形管潮湿效力产生的委曲液面时，委曲液面包车型的士边境曲射光跟着委曲液面包车型的士变革而变革，爆发特出地曲射图样。曲射图样中有明显的干预条纹，曲射图样的形势随边境入射光束宽窄的变革而赶快地变革，领会了曲射图样的形势与边境入射光束的宽窄联系，得出了枯燥和双枯燥潮湿效力委曲液面斜率和飞腾莫大的拟合弧线及其领会表白式，细棒和圆柱形管潮湿效力委曲液面斜率的拟合弧线及其领会表白式，进一步计划出委曲液面飞腾的最大莫大和液体的交战角。创造了一种运用委曲液面边境曲射来及时丈量液面个性的新本领。（6）光彩掠射法和斜板法测定交战角。当平行激光束掠入射到枯燥潮湿效力委曲液面时爆发特出的曲射图样，曲射图样的中央为暗场，两侧为亮场。领会了暗场宽窄和委曲液面包车型的士最大莫大联系，经过丈量曲射图样的暗场宽窄计划出委曲液面包车型的士最大莫大，从而计划出委曲液面包车型的士交战角。在斜板法测定交战角试验中，对保守斜板法做了较大矫正。平行激光束笔直映照到液体外表，当变换枯燥的插入观点，枯燥潮湿效力爆发的委曲液面形势也会跟着爆发变革，同样映照到委曲液面包车型的士曲射光也会爆发变革，经过察看曲射图样，可确定出何时委曲液面实足平整，从而经过测定枯燥转过观点计划出交战角。