落塔微重力水平的激光干涉测量方法研究

论文摘要

在微重力环境下,物质有不同于正常重力环境下的运动规律,这为基础物理学、流体科学、材料科学和生物科学等诸多自然科学领域的研究和发展提供了新的方向。在地面实验中,微重力环境通常是通过落塔来获得的,因而落塔微重力水平的测量是一个十分重要的研究课题。目前,在德国和日本等国家,落塔的微重力水平是用高精度加速度计进行测量的,而高精度加速度计对我们国家属于禁运产品,这就使得我们国家的国家微重力实验室落塔微重力水平的测量问题至今未能得到很好的解决。本文提出了落塔微重力水平的激光干涉测量方法,可望解决这一难题。这种方法的基本原理是让一个参考落体在落舱中下落,落舱由于受到舱外空气阻力的作用将与自由落体运动略有差异,而舱内的参考落体则更接近理想的自由落体运动,这就使得落舱与参考落体之间存在着加速度差,这种加速度差便反映了落舱的微重力水平。落舱与参考落体之间因这种加速度差异而产生的相对运动可通过激光干涉的方法测量出来。本篇论文详细讨论了这一方案,并且给出了初步的模拟实验结果,从而在实验上验证了该方案的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 微重力及其应用
• 1.2 微重力测量的意义和现状
• 1.3 本人所做的工作
• 2 微重力测量原理与设计
• 2.1 激光干涉测量概述
• 2.2 微重力测量原理与实验设计
• 2.3 系统误差分析
• 3 模拟实验测量结果
• 3.1 模拟实验原理与设计
• 3.2 实验结果及其分析
• 4 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 硕士期间发表论文