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基于自发瑞利-布里渊散射的氮气体黏滞系数的测量

吴涛 商景诚 何兴道 杨传音

基于自发瑞利-布里渊散射的氮气体黏滞系数的测量

吴涛, 商景诚, 何兴道, 杨传音
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-13
  • 修回日期:  2018-01-27
  • 刊出日期:  2018-04-05

基于自发瑞利-布里渊散射的氮气体黏滞系数的测量

  • 1. 南昌航空大学, 江西省光电检测技术工程实验室, 无损检测与光电传感技术及应用国家地方联合工程实验室, 南昌 330063
  • 通信作者: 吴涛, wutccnu@nchu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:41665001,61177096)、航空科学基金(批准号:2015ZC56006)和江西省研究生创新专项资金(批准号:YC2017-S337)资助的课题.

摘要: 体黏滞系数是从微观角度认识气体分子黏滞性的重要参数,传统的兆赫兹声频范围的声波吸收方法无法直接应用于声波弛豫效应在千兆赫兹范围的高频领域,而瑞利-布里渊散射则能实现对声波弛豫效应在千兆赫兹的气体体黏滞系数的测量.本文测量了532 nm激光激发的常温下压强分别为1–9 bar的氮气的自发瑞利-布里渊散射光谱,利用已知温度和压强的理论模型对测量光谱进行了比较,获得了准确的散射角.利用该散射角并结合χ2值最小原理反演得到不同压强(4–9 bar)下氮气的平均体黏滞系数为(1.46±0.14)×10-5kg·m-1·s-1,该结果与文献中利用自发瑞利-布里渊散射获得的结果和理论计算结果相近,但与相干瑞利-布里渊散射的测量结果相差明显.利用该平均体黏滞系数对氮气在不同压强下的温度进行了反演,得到各压强下的温度与实际温度的绝对误差小于2.50 K,反演温度的平均值与实际温度误差小于0.15 K,该结果证明了实验测量得到的氮气的体黏滞系数具有较高的准确性,同时也说明利用瑞利-布里渊散射反演气体参数具有较高的准确性和可靠性.

English Abstract

参考文献 (21)

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