光现象资源箱 型号：QWG1208   实验清单： 光在空气中直线传播实验 面镜成像观察实验         透镜成像观察实验 影子观察实验

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原理介绍： 光在与微粒的相互作用中，会将自身携带的动量传递给微粒，对微粒施加力的作用。在光镊中，处在激光中的粒子所受的力有两种：一部分是电磁场分布不均匀导致的梯度力，梯度力将微粒吸引向光阱的中心；一部分是光子与粒子相互作用导致的散射。针对不同大小的粒子，大致可以分为三类： 一、微粒的尺度远大于激光波长，可以采用几何光学近似模型，光线在微粒经过折射反射，将动量传递至微粒上； 二、微粒尺度跟激光波长相近，这种情况下可以通过电磁场麦克斯韦方程组求解； 三、微粒尺度远小于激光波长，微粒在光场中被激发为偶极子，受到偶极子与强聚焦光场的相互作用力； 相关内容： 动手调节光路，利用光镊捕捉并操控小球； 基于空间光调制器的光镊系统，通过研究不同算法从而得到加载在空间光调制器上的全息图、更加深入地研究特殊模式光束在光学微操纵中的应用、拓展光镊与其他学科交叉的应用前景以及对光场偏振态、相位、振幅的联合调制等等。 应用领域： 作为非侵入型的力学操控系统，光镊可以应用于细胞生物学、气溶胶科学、物理化学等交叉学科的基础研究，包括细胞微环境的改变、形变拉伸、微粒力学参数的测量等等。将全息光镊与图像识别结合，可以做到自动捕获粒子和分拣， 将全息光镊与光学显微镜相结合，可以量化细胞、分子的动力学特性，在细胞生物学中有巨大的研究空间； 方案介绍： 光路图：   上图为本方案全息光镊装置的光路示意图。首先激光经过扩束后，直径与空间光调制器有效区域的短边直径相等，扩束后的激光依次通过线偏振片、半波片和非偏振分光棱镜。用半波片旋转线偏光角度，使之工作在相位模式下，空间光调制器的入射角控制在在 5°以内。 经过空间光调制器反射的光经过由两个傅里叶透镜组成的缩束系统，该系统能改变光斑尺寸确保光束直径与显微物镜的入瞳直径匹配。对于外围光强较弱的高斯光束，利用此缩束系统将激光直径稍大于显微物镜入瞳直径。 经过缩束系统的激光经过 45°直角反射镜，二向色镜将激光透射进入显微物镜，同时让照明光源透过，从而使 CMOS 相机采集到样品像。空间光调制器位于第一个傅里叶透镜的焦距处，全息图与物镜入瞳是共轭像面，所以全息图经过显微物镜做傅里叶变换后在显微物镜焦平面即样品面上再现期望的光场分布。   特点： 此方案采用的开普勒式缩束系统透镜间的焦平面与样品面是共轭的，在透镜焦平面加入高通滤波器或在空间光调制器上叠加闪耀光栅后，后续光学元件按照一级像排列，从而移去零级光的影响。 加载全息图后 X-Y 位置可实时调整，快速叠加不同焦距菲涅尔相位图、闪耀光栅相位图等； 空间光调制器可供多种语言调用（labview、C、Python 等）；可编程实现不同数目、不同排列的光阱阵列；   配置标准：   序号 配置 规格 序号 配置 规格 1 激光光源 637nm 激光最大功率1w 4 显微物镜 PLN100× 油浸   NA 1.25 2 空间光调制器 1920*1080   2π 5 照明光源 波长470nm 功率760mw 3 CMOS相机 1280*1024 60FPS 6 相机筒镜 f=200mm 等系列其他配置

本实用新型公开了一种能够利用太阳能的地源热泵系统，包括地热单元和太阳能单元；该地热单元包括进水管、N个吸水管、抽水管和水箱，该进水管和N个吸水管均与水箱连通，N个吸水管均与抽水管连通。本实用新型中，能够利用地热资源对水箱内的介质进行加热，通过太阳能单元，利用太阳能对水箱内的介质进行加热，能够对地下热量进行补充，充分利用太阳能与地热资源；利用第一信号检测部件和第二信号检测部件实时的对系统中的温度、流量、压力等信息进行检测，以分析判断系统环路是否发生堵塞、漏水等问题；利用除杂单元对进水管内的杂质进行过滤

世界能源和环境问题的日益严峻使人类对可再生能源和清洁能源的利用空前关注，太阳能的热利用便是可再生能源利用的良好途径。传统的太阳能热利用以家庭方式为主，存在诸多发展限制，因而发展规模化的太阳能热利用技术是未来太阳能利用的趋势。太阳能规模化热利用的最大障碍是其获取受制于气候因素，不能全天候稳定供热，因而必须寻求可靠、经济、环保的辅助能源，以实现热量的稳定供给。燃煤、燃油、燃气、电热等辅助供热方式均存在经济性、环保等限制因素，难以较好地满足使用要求。本项目以高效、环保的空气源热泵技术作为太阳能系统的辅助热源，开发出了『模块化太阳能热泵中央热水系统』成套产品，有效解决了传统太阳能规模化热利用的不稳定及经济性双重瓶颈问题，实现了全天候稳定供热。本产品是一种综合利用太阳能和空气热能，生产和供应50～60℃生活及生产用热水的集中供热成套装置，主要用于宾馆、酒店、健身房、营业性洗浴场所、厂矿和学校集体宿舍、住宅小区等的24小时生活热水集中供应，以及食品、医药、轻纺、化工等生产过程的产品预热或包装洗涤等热水供给。该装置的能量来源约为太阳辐射70％、空气热能20％，电能10％，年综合能效比高达8～12。 本项目的主要技术创新性和领先性在于：①综合经济指标先进，年均综合能效比达8～12，工程规模越大投资的经济性优势越明显。②环境保护方面的优势，本产品90％的能量来源于太阳能和空气能，仅消耗约10％的电能，没有任何环境危害，且初级能源利用率很高。③气候适应能力方面的优势，普通热泵一般难以较好胜任5℃以下的环境温度，本项目产品可胜任-15℃的环境温度并在此温度下保持较高的效率。④技术含量方面的优势，本项目产品采用模块化设计，可根据工程需要随意组合，整个“中央热水系统”只需采用一个控制仪就可实现系统中全部机组和设备控制，实现无人职守自动工作，并具有机组保护、故障诊断、远程监控等功能，用户使用极为简单、方便。 随着我国城市化建设进程的加快及人民生活水平的提高，中央热水工程的发展极为迅速，市场需求急剧增长。太阳能热泵中央热水系统以其远超过其他热水生产方式的经济性优势近年来受到了市场的高度瞩目，我国建设部及许多城市已经颁布了在新建建筑物中使用太阳能的鼓励性政策，江苏、广东等地还通过立法强制推行，这都是本项目发展的有力背景，该项目已经受到了众多厂家的关注。该产品以工程成套的方式销售和安装，市场售价约为每吨产水2～3万元，毛利率约为30％，年产量5000吨，连通工程安装及附属设备产值总计约1～1.5亿，产品可覆盖约4～6个省份，并带动经销商层面利润约500～800万元，目前产品市场需求处于迅速攀升阶段，具有良好发展前景。

过程工业工艺过程是能源利用高度密集和CO2排放的系统。由于工艺系统能源消费的密集性和复杂性，系统中工艺过程、换热网络和蒸汽动力系统的节能一直备受重视。随着人们对CO2减排问题认识的逐渐深入，针对过程工艺系统能量利用中CO2减排与控制的问题也日益显现。如何在提高能源利用效率的同时减少CO2的排放以及如何在提高能源利用效率的节能技术方案中进一步选优成为亟待解决的关键问题。 本项目将采用夹点技术和数学规划技术相结合的方法。夹点技术已成功地在世界范围内取得了显著的节能效果。采用这种技术对新设计而言，比传统方法可节能30-50%，节省投资10%左右；对旧系统改造而言,通常可节能20-35%，改造投资的回收年限一般只有0.5-3年。由于夹点技术能取得明显的节能和降低成本的效果。 本项目的目的在于为过程工业系统提供系统分析和优化集成的方案。对过程工艺系统的能量利用进行夹点分析，找出能量利用不合理的环节和原因；对各装置提出节能改造的初步方案；对公用工程系统进行分析，找出能量利用不合理的环节和原因；提出解决方案并进行调优；从而提出全能量系统优化和CO2排放最小的改造方案。

本发明公开了一种用于多相流沼气池的太阳能增温系统，由太阳能集热器1、蓄热水箱2、热水换热器3、滗水筛5、压榨机6、沼液箱7、过滤机8、加热盘管9、蓄热循环泵10、换热器热水循环泵11、给水泵12、沼液泵13和排液泵14构成太阳能增温支路和余热增温支路两个增温支路。本发明利用蓄热水箱减少了天气对太阳能集热系统的影响，装置结构简单，易于维护，故障点少，故障率低，运行成本低。