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第一章 OOAD_UML

第一章 OOAD_UML
第一章 OOAD_UML

第一章OOAD与UML

本章介绍面向对象的分析和设计及统一模型语言。

首先提出一些软件开发过程中面临的复杂任务和问题,然后逐步解释软件生命周期(SDLC)的整个过程。此间涉及到三个软件计算机编程范型,着重强调分析与设计的重要性。然后,进一步地解释面向对象分析和设计的概念,及各种不同的模型及其组成。最后,重点阐述统一模型语言(UML)的基本概念。

1.1软件开发的复杂性

软件开发的复杂性是软件设计与开发者的体验。具体有:

?很难精确表述出用户需求

?开发过程中用户需求经常变化

?用户需求常以大量的文本的形式表现出来,难以理解并互相

冲突

?很难发现大型应用项目隐蔽着的复杂性

?人类本身处理复杂现象的能力有限

?很难预估最终输出的执行效果及其是否能满足用户的期望

?设计者遇到的最大挑战是为解决方案中的硬件挑选合适的

软件

除要克服上述复杂的问题,软件系统还应有最大的兼容性和扩展性。

?开发成功的软件不管从用户需求角度,还是从技术的角度都

应能经得住环境的变化,称为软件的兼容性。例如:为某个

银行开发的软件能够不加修改或者少许修改就能为另一家

银行所用。

?扩展性是指软件开始定制和设计时,强调在不对现存系统做

重大修改的前提下,软件能够很容易地不断发展。

1.2 软件生命周期

软件生命周期(SDLC)是指由分析人员、设计人员和用户为了开发并实现一个信息系统所进行的一系列行为,可分为几个不同的阶段。

?分析人员,研究顾客和用户的需求,并定义问题域。确定企

业怎样使用人员、管理方法及计算机技术才能实现商业发

展,然后对系统提出要求。

?设计者,从数据库结构、界面、表单和报告方面设计系统。

确定开发系统所需的软硬件配置。

?用户系统开发的最终用户。

1.3 SDLC开发阶段

整个软件生命周期可大致分为7个阶段,包括:

1.3.1 初步调查(可行性研究)

初步调查是系统开发的第一个阶段。这个阶段的主要目的是确

定用户现在工作环境的不足及其需求。该阶段调查的一个重要结果是确定系统开发是否可行。可行性由以下因素决定:

?开发者组织本身是否能为用户提供所需的技术资源或技术,

或者用户需求可通过市场来满足。

?系统在经济和财务上是否可行。

?一旦安装软件后,用户使用软件可能产生的效率。

初步调查最后产生的文档称为可行性研究报告。根据可行性研究,用户表示是否最终接受建议项目。如果用户接受,便可以开展项目的需求分析阶段。

1.3.2 需求分析

需求分析包括对当前商业系统的详尽分析,分析其工作现状和需修改之处。另外,它还包括对系统不同操作及其与系统内外的联系的详尽分析。整个阶段需要系统分析人员和用户密切合作。如此产生的每一个需求都是新系统的特点。

需求分析最后产生的详细文档称为需求说明书。

1.3.3 系统设计

系统分析完成之后,用户的需求变得十分明确。下一个阶段即针对新要求做具体设计。设计阶段规定需求说明书中己确定的需求的具体实现方法。

设计阶段的主要操作有:

?确定数据项目格式及数据元素

?确定新系统应输出的报告和结果

?粗略描绘系统完成阶段应显现的格式和布局。可通过使用

任何一种自动化的系统设计工具在纸上完成或者在计算

机屏幕上显示出来。

?确定创建数据库的数据元素及表。

?计算机处理方法,描述从数据输入到得到输出结果的全部

过程。

设计阶段最后产生的详细文档称为设计说明书。系统的细节设计给提交给程序员做商业软件开发。

1.3.4 软件构建

该阶段完成实质性的项目构建(编程)。程序使用测试或者虚拟数据逐个地测试。同时程序员也要准备程序说明,解释与每个操作相对应的特定程序段的编程方法和原因。软件构建阶段主要的操作有:构建真正的软件代码

单元测试:简称UT,是构建系统的程序员自己进行的一种测试。在此之前需做一个单元测试计划,其中应包括代码测试预计产生结果。根据测试的性质,系统开发的术语称之为白箱测试。

独立单元测试:在这个操作中,一组与此项编程无关的人员而不是程序员自己做测试。测试也根据程序员在上一个操作中提供的单元测试计划进行。

1.3.5 系统测试

每个程序单元做完单独的测试后,需要将系统作为一个整体测试。在系统整体测试阶段,所有软件模块集成为一个整体并进行测试确保能够成功执行。要求系统能对应需求说明书中的详细需求执行相应的功能,并产生用户预期的结果。将特殊的测试数据输入到系统中,分析处理后的结果是否与预期的结果有偏差。

1.3.6 安装启用

该阶段中,开发完毕的系统安装在用户场所使用。在系统正式使用之前,需要进行下述操作:

?培训用户使用系统的方法

?提供系统构建所需的数据文件

1.3.7 系统维护

由于环境不断变化,软件会过时,需要修改和增强提高使用效率。系统维护操作依据修改和增强的规模不同而变化。

1.4 典型SDLC过程工作量分布

对计算SDLC不同阶段的工作量有几个不同的学派和说法。然而在典型SDLC中,各阶段最终的工作量分布接近以下的比例。

分析与设计:40%

开发:40%

测试:20%

1.5 系统分析

系统分析是指通过对系统的综合研究,准确理解系统需求。该阶段有助于准确地掌握系统要实施的需求,从而正确地定义问题域。系统分析阶段中确定软件开发的具体内容。

充分正确的理解要解决的问题以后,可进入下一个阶段——设计阶段。

到目前为止,编程工作中最重要的阶段是准确理解系统。这个阶段由系统分析员完成。

在理解任何问题过程中都要问“要做的内容是什么?”。分析就是为了回答这个问题而要做的一系列工作。

分析是SDLC重要阶段,是所有开发的依据。然而,分析阶段的成果是什么?也即分析阶段的结束标准是什么?(结束标准(Exit Criteria)可理解为实现目标)

1.6 系统分析阶段的结束目标

分析结果应:

?确定要做的内容

?研究要做的内容,确定所有涉及的要素。

?从现实世界角度出发,为当前需解决问题建立相应的模型。

?将定义过的问题提交给应用领域专家

1.6.1 应用领域专家

理想情况下,任何开发工作都应寻求应用领域专家的配合。应用领域专家比较容易从深层次上剖析需解决问题,应用领域专家没有必要一定就是程序员,他们的任务是保证程序员能充分理解用户对系统的需求。

因此,在系统分析阶段结束后,对需要解决的问题的阐述应能达到让应用专家和用户理解。

1.7 构建范型(Architecture paradigms)

当前计算机科学领域中有三个公认的软件开发范型。其中包括:

?面向过程:是用计算机解决问题的最初方式,这个传统设计

方法以功能分解为基础。例如取钱过程可以分解为如下几个

步骤:填写取现凭条,交给出纳员,出纳员验证签名,如果

签名符合,出纳员需做必要的检验,例如帐户是否收支平衡,

等等…

较为流行的面向对象开发语言有COBOL、C和Basic。

?面向对象:面向对象范型的主要思想是将现实世界中对象映

射为问题域中的组成元素,再使用计算机来解决问题域中的

问题。所谓的OO方式是当今世界上提供计算机解决方案

的最佳途径,需要解决的问题被分解成若干从现实世界映射

而得的对象。例如上述的取款的例子,也可以用面向过程的

方法进行处理,在面向对象方法中,我们可以看到帐户、出

纳员、顾客以及其他与现实世界对象元素被一一确认,问题

的解决方案将围绕着这些现实世界的实体来展开。

表达面向对象范型的语言有:Simula、SmaIITalk、C++、

Java等.

知识和神经网络:过去的一个半世纪,人们一直在尝试,让计算机能象人类一样思维,即为人工智能(AI)。此范型收

集现实世界人类处理问题的方法,用计算机实现模拟人类思

维处理数据,并得出结论。实现这个范型的语言有RETE++

和CLPS。

SDLC所有阶段都可应用到上述的三个范型中,然而随着技术的发展,面向对象范型很快地表现出明显优于面向过程范型的趋势。

知识和神经网络还处在实验阶段,不适合商业和技术领域应用。所以,很明显当前产业发展重点应为面向对象范型。

1.8 从面向对象范型角度看SDLC的各个阶段

决定软件开发使用的范型之后,需着重考虑如何实现该范型下SDLC各阶段软件开发的设计与实现。然而,在一些不可避免的环境下,可有特例,例如某些系统模块与老的面向过程系统之间的接口。

1.8.1 面向对象分析(OOA)

定义:面向对象分析(OOA)是建立可为用户可理解的精确和简明映射模型的过程,该模型对真实世界对象实体和概念建立精确和简

明的映射。

在OOA中,要求构建与现实世界原型相对应的问题模型。此外,非编程人员也应能够理解系统的定义。换句话说,面向对象的分析着重强调从现实世界原型角度表述问题。

OOAD方法要求在设计中要映射现实世界中指定问题域中的对象和实体,例如:顾客、汽车和销售人员等。这就需要设计要尽可能地接近现实世界,即以最自然的方式表述实体。所以面向对象技术的优点即为能够构建与现实世界相对应的问题模型,并保持他们的结构、关系和行为为模式。

例如,在汽车交易的模型中,分析员需确定如下实体:

顾客、推销员、定单、汽车

分析员还要确定各实体之间的相关特点、交互操作和相互关系。

在许多情况下,需要将现实世界的对象与行为构建成一个系统在计算机上操作实施。例如下文中汽车交易所需的操作系统。系统要解决的问题是什么?首先应考虑交易过程和与之相应的不同操作。

?推销员带领顾客参观陈列室

?顾客选中一辆车

?顾客提供定单

?顾客购车付款

?汽车托运给顾客

另一个关于储蓄银行的例子,分析员应将实体定义成:

?帐目类型:ATM、存款、流动资金、固定资金等。

?银行顾客、出纳员

?计算机部

此分析可确定实体之间的相关特征,交互操作和相互关系。

?新顾客开一个储蓄帐户

?从现金帐户向定期帐户转钱

?将储蓄帐户中将现金转到ATM账户

这种建立现实世界与计算机之间映射的分析方法是面向对象分析的最大优势。

1.8.2 面向对象设计(OOD)

定义:面向对象设计(OOD)程序被组织成相互作用的对象实体集合的过程,每个对象实体代表类的一个实例,而所有的类都是一个类层次结构中的成员,所有成员通过继承关系组织在一起。

面向对象设计的主要目的要使得在分析阶段所得到的结果能够在非功能性需求(non-functional requirements)、实现环境(implementation environment)、性能要求等对系统的强制性制约下,得以成型。OOD可看作是面向对象分析(OOA)的细化。

它着重强调在保证所有需求得到满足的情况下优化解决方法。

在OOD阶段,设计人员要定义一个或几个类的责任,操作属性和相互关系,并对这些类进行调整,以适应开发环境的要求。同时还要设计数据库及应用标准化技术。

在OOD阶段结束时,应得到一些图。这些图可分为静态和动态两种。静态图表表达类和对象,而动态图表表达类之间的关系并确定它们的准确操作。在后续的开发阶段中这些类可以嵌入到较小的程序包中,或者应用程序的子单元中。

1.8.3 面向对象编程(OOP)

SDLC的构建阶段可通过面向对象编程(OOP)实现。换句话说,面向对象编程是使用一种支持面向对象方法的语言实现面向对象设计的过程。上面两个阶段共同提供了面向对象编程的框架。支持OOP的语言有C++、VB和Java。这个阶段的成果是一系列可执行代码,再经过各种不同的测验即可发布。

1.9 使用面向对象范型的优势

使用面向对象范型的优点有:

?面向对象方法从应用领域的术语和概念角度进行分析、设计

和实施,所以在实施内容和现实问题之间有密切联系。例如:

在汽车交易的案例中,系统分析、设计的各个阶段甚至在实

现阶段都有顾客,推销等人员的参与。

?在新应用实现过程中,面向对象方法可提供对象复用。这对

长期开发费用降低具有非常重要的意义。例如,某顾客进行

某项操作的行为建模之后,任何顾客的这种行为都可以使用

己创建的模型。

?由于可以复用对象,错误和维护可产生的问题即可大大减

少。因为,该对象已经试验和测试完成。

?对象的复用能减短软件设计和开发的时间。

?由于面向对象方法和人类思维方法一致,所以有助于保证人

类认知能力的工作。

?面向对象方法使用数据封装,可解决一些和数据相关的开发

和维护问题。数据封装技术,通过仅允许功能调用处理数据

集来保证数据不受错误代码操作影响,从而保证数据的有效

性。

?面向对象的分析和设计有助于处理软件开发的复杂性,帮助

生成具有良好适应性和弹性的软件系统。

1.10 软件模型

重新回顾系统分析阶段的结束标准,我们重申一定要建立要实现系统的完整模型。该模型必须有现实意义,并且可为用户理解。

模型用于确定用户对系统的真实需求,有助于确定系统的可行性。

很长时间以来,模型在所有工程学科中的重要性是显而易见的。建任何实体都要画出草图描述其外状和功能。例如,绘图即为一些实体的模型。模型是对实体的描述,实体分别处在不同阶段,例如:设计阶段、构建阶段、或者还仅仅是一个初步设计而已。设计者必须创建模型描述设计的各个不同部分。模型再进一步地分成不同的视图。

每一个视图表示设计或要构建系统的一个特定方面。模型分为几个不同的阶段,每个阶段加入相应细节。

模型经常采用可视化语言描述,也就意味着经常采用图形符号表述。图形符号具有理解简单,综合性强的特点。就像在其他工程领域中一样,具体实现软件之前要建立模型己成为必须的步骤。

模型是对现实世界的简化。建立模型是为了更好地理解要开发的系统。它有助于全面地理解复杂系统。系统建模有助于实现如下目的:

?建模有助于按系统本身或者按需求对系统进行可视化。

?建模有助于确定系统的结构和行为。

?建模为开发者构建系统提供模板。

?建模记录开发者为后期使用所做的决策。

1.11 模型演变(Model wars)

在80年代早期,仅有的面向对象语言为Simula,到80年代后期,Smalltalk和C++等其他面向对象语言逐渐实现,同时伴随而生的是对面向对象系统和软件建模的需求。以下所列为90年代早期教为流行的建模语言。

Grady Booch的Booch模型方法

James Rambaugh的面向对象技术,OMT

Ivar Jacobson的OOSE方法

Hewlett-Packard的Fusion方法

Coad和Yordon的OOA and OOD

每一个方法都有其独特的处理方法、过程和工具,都有其长处和短处,所以很难评价哪一个适合。有经验的开发者常常开始使用一种方法,在开发的过程中不断吸取其他方法的优点。事实上,不同方法之间的差异并不重要,因为随着时间的发展这些方法在逐渐地向同一个方向发展。当前模型专家们己决定要集合这些模型技术的优点。

1.12 UML诞生

人们越来越发现非常有必要建立对象模型构建的公用和标准方法。要求有一套标准的定义和图标能够清晰地表达设计决策。为了这个目标,James Rumbaugh,Grady Booch和Ivar Jacobson做了开创性的努力,并提供了一整套图形、图表表示法。

随之产生的是统一建模语言一UML。

UML是一种建模语言,是面向对象方法用来表述系统设计的图形表示法,是用来可视化表达、叙述、构建和记录复杂软件不同方面的语言。

UML用来建立用户。分析人员、设计者和软件开发人员之间的轻松对话。

当前参加和致力于UML开发的公司主要有:

?Hewlett-Packard

?Microsoft

?Oracle

?IBM

?Unisys

UML是整个计算机界共同参与的结果,它为面向对象开发设定了标准。

从上述参与的公司可以看出来,所有业内的软件和硬件巨擎都在为发展这个标准而努力。该标准正在逐渐的成型,然而还需要连续不断努力。在大型复杂系统建模的过程中己取得成功。引用一句OOAD和UML领域中的导言

"良好的(标准的)表达法可以通过减少不必要的脑力劳动,着重解决更高级或更有创造性的问题。(By relieving the brain of unnecessary work, a good (standard) notation sets it free to concentrate on more advanced and creative problems.)"

1.1

2.1 在面向对象范型中使用UML

UML用于为许多不同系统建模。在软件开发的不同阶段都可使用UML,从需求说明阶段到软件实施和维护阶段。UML的最终目标即是能使用面向对象图描述任何类型系统。软件开发有以下几种类型:

信息系统:有数据库相关的系统

技术系统:处理和控制技术设备

内嵌系统:控制诸如移动电话,家用电器等设备

分布系统:使用CORBA或者其他类似的面向对象机制的分布式数据库系统

系统软件:用于操作系统和开发系统驱动程序

商业系统: 与工作流程相关的系统

1.1

2.2 UML与SDLC各阶段的对应关系

回顾SDLC周期,可看到UML在系统开发的不同阶段中的应用。

初步调查:UML使用用例描述顾客的需求。每一个用例使用文档详细描述用户的具体需求。UML使用用例图描述与系统的相互关系和通讯。

分析阶段:在此阶段中,主要要对问题域进行抽象,理解其内部的运行机制。类表达现实世界的对象,并描述它们的存在和相互关系。分析过程中只考虑存在于问题域中的类。

设计阶段:在设计阶段,对分析阶段的成果提出技术上的解决方案。对类进行细化建模,并提出技术框架,例如,用户界面、面向对象数据库的永久性对象和系统接口等。该阶段最后为系统实施阶段产生详细说明文档。

开发:该阶段中把设计模型转换为真正的代码。程序员使用在设计阶段生成的不同的UML图理解和开发代码。

测试:UML有许多不同的图可用于软件测试,单元测试使用类图和类的定义文档。集成测试使用协作图,而系统测试使用用例图,

用例图可以用于证实客户所期望的系统行为。

1.13 UML概述

本部分主要是UML概述。简要介绍UML不同组成部分,说明其范围和结构。

总的来说,UML不同组成部分有

?视图(Views)

?图(diagrams)

?模型元素(Model elements)

?通用机制(general Mechanisms)。

1.13.1 UML视图

“To view”意味着“观察”和“检查”。不同的人,例如用户,系统开发者,中立的观察者可以从不同的角度看系统。例如:用户从数据输入到输出的过程来观察系统;

系统开发者从系统结构和其数据流角度看系统。中立的评论者既不是系统的用户也和系统开发无关,所以它只是没有任何重点的观察系统。

系统开发者使用UML图表达他对部分系统的看法。软件系统通常可以从很多不同角度描述,例如:功能性的,非功能性的和组织的等。为描述这些信息需使用许多视图。系统有动态和静态两个方面。因此,也有两种类型的视图:动态和静态。当从系统静态角度看时,

视图称为为静态视图;从动态角度看时,视图称为动态系统。组成动态视图的图表描述了系统的行为。

1.13.2 UML图

如果要理解UML中的图,首先要理解UML中模型的概念。

UML将模型定义为从特定角度对系统的全面描述。每一个系统模型通常有几种图表类型。图是特定视图的一部分,画出之后便归类于某一图。

根据内容不同一些图表可以几种不同视图的组成部分。UML中的图可看做两个视图系列。上文提到视图可分为两类:动态和静态。所以图表可类于任何一种视图。

大气物理学

大气物理学在线考试复习资料 一、单选题() 1.冬季沿海地区经常形成的逆温是( D ) A辐射逆温 B下沉逆温 C地形逆温 D平流逆温 4.台风属于( B )系统。 A大尺度 B中尺度 C小尺度 D微尺度 5.夏季的台风属于( B ) A暖高压B暖低压C冷高压D冷低压 7.白贝罗的风压定律是关于在北半球,背风而立,高压在( D )A上 B下 C左 D右 8.根据测量结果,碘化银成冰阈温大致为,浸润冻结为( B )A-20~-19℃ B-9~-8℃ C-16~-13℃ D-5~-3℃ 1.大雨滴对可见光的散射属于(C ) A 瑞利散射 B 米散射 C 几何光学散射 D 大粒子散射 2.云滴对可见光的散射属于( B) A瑞利散射 B 米散射 C 几何光学散射 D 大粒子散射

3.夏季对我国东部沿海地区影响很大的副热带高压属于( A)A暖高压 B冷高压 C暖低压 D冷低压 4.无机冰核以(D )代表。 A二氧化碳 B 氮气 C 丙烷 D 碘化银 5.在晴朗无云的夜间,容易形成的逆温是(A ) A 辐射逆温 B 下沉逆温 C 地形逆温 D 平流逆温 6.气体分子对可见光的散射属于(A ) A 瑞利散射 B米散射 C几何光学散射 D 大粒子散射 7.温带气旋属于(C )系统。 A 大尺度

B 中尺度 C 小尺度 D 微尺度 8.单位时间内通过某一平面的辐射能称为( D) A 辐亮度 B 辐射率 C 辐射通量密度 D 辐射通量 9.地转平衡条件下的水平风称为(A ) A 地转风 B 热成风 C 梯度风 D 旋衡风 10.雨滴的形成增长主要是( C) A湍流碰并 B 布朗碰并 C 重力碰并 D 气压梯度力碰并 10.根据测量结果,碘化银成冰阈温大致为,接触冻结为(B)(4分)A -20~-19℃B -9~-8℃C

化学反应工程第四章答案

4-1 在定态操作反应器的进口物料中脉冲注入示踪物料。出口处示踪物浓度随时间变化的情况如下。假设在该过程中物料的密度不发生变化,试求物料的平均停留时间与时间t/s 0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 示踪物浓度 / )/(3cm g 0 0 0 t/min 2 4 6 8 10 12 14 16 18 3/cm g c i 0 0 0 min /1)(i t E 0 0 0 i i t E t )( 0 0 0 min )(2i i t E t 0 2 5 0 0 ])(2)(4[3109753864210c c c c c c c c c c t dt c i +++++++++?=?∞ ]0)5.20.1025.1(2)0.10.55.125.6(40[3 2++++++++= =100 min)/1(100) ()(0 ti i c dt c t c t E ==? ∞

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物理光学第一章答案

第一章 波动光学通论 作业 1、已知波函数为:?? ? ???-?=-t x t x E 157 105.11022cos 10),(π,试确定其速率、波长和频率。 2、有一张0=t 时波的照片,表示其波形的数学表达式为 ?? ? ??=25sin 5)0,(x x E π。如果这列波沿负 x 方向以2m/s 速率运动, 试写出s t 4=时的扰动的表达式。 3、一列正弦波当0=t 时在0=x 处具有最大值,问其初位相为多少? 4、确定平面波:?? ? ??-+ + =t z k y k x k A t z y x E ω14314 214 sin ),,,(的传播方向。 5、在空间的任一给定点,正弦波的相位随时间的变化率为 s rad /101214?π,而在任一给定时刻,相位随距离 x 的变化是 m rad /1046?π。若初位相是 3 π ,振幅是10且波沿正x 方向前进, 写出波函数的表达式。它的速率是多少? 6、两个振动面相同且沿正x 方向传播的单色波可表示为: )](sin[1x x k t a E ?+-=ω,]sin[2kx t a E -=ω,试证明合成波的表达式可 写为?? ??? ???? ? ??+-?? ? ???=2sin 2cos 2x x k t x k a E ω。 7、已知光驻波的电场为t kzcoa a t z E x ωsin 2),(=,试导出磁场),(t z B 的表达式,并汇出该驻波的示意图。

8、有一束沿z 方向传播的椭圆偏振光可以表示为 )4 cos()cos(),(00π ωω--+-=kz t A y kz t A x t z E 试求出偏椭圆的取向 和它的长半轴与短半轴的大小。 9、一束自然光在30o 角下入射到空气—玻璃界面,玻璃的折射率n=,试求出反射光的偏振度。 10、过一理想偏振片观察部分偏振光,当偏振片从最大光强方位转过300时,光强变为原来的5/8,求 (1)此部分偏振光中线偏振光与自然光强度之比; (2)入射光的偏振度; (3)旋转偏振片时最小透射光强与最大透射光强之比; (4)当偏振片从最大光强方位转过300时的透射光强与最大光强之比. 11、一个线偏振光束其E 场的垂直于入射面,此光束在空气中以45o 照射到空气玻璃分界面上。假设n g =,试确定反射系数和透射系数。 12、电矢量振动方向与入射面成45o 的线偏振光入射到两种介质得分界面上,介质的折射率分别为n 1=1和n 2=。(1)若入射角为50o ,问反射光中电矢量与入射面所成的角度为多少?(2)若入射角为60o ,反射光电矢量与入射面所成的角度为多少? 13、一光学系统由两片分离的透镜组成,两片透镜的折射率分别为和,求此系统的反射光能损失。如透镜表面镀上增透

化工反应工程答案第四章

4管式反应器 4.1在常压及800r 等温下在活塞流反应器中进行下列气相均相反应: C 6H 5CH 3 H 2 C 6H 6 CH 4 在反应条件下该反应的速率方程为: r 1.5C T c H .5,mol /l .s 式中G 及G 分别为甲苯及氢的浓度,mol/l ,原料处理量为2kmol/h ,其中甲苯 与氢的摩尔比等于1。若反应器的直径为 50mm 试计算甲苯最终转化率为 95% 时的反应器长度。 解:根据题意可知甲苯加氢反应为恒容过程, 原料甲苯与氢的摩尔比等于1, 即: C T0 C H 0,则有: C T C H C T0(1 示中下标T 和H 分别代表甲苯与氢,其中: P T0 0.5 1.013 105 RT 8.314 Q °C T 0 2/ 2 所以,所需反应器体积为: X T V r Q 0C T0 0 X T ) C T0 103 1073 5.68 1kmol /h 0.278 10 3kmol / m 3 10 3kmol /s 3 0.278 10 dX T 1.5C T C H .5 0.95 Q 0 C T0 dX T X T dX T 0 1.5C T .5 c 3 15 15 0.4329 0 1.5(5.68 10 3 ) (1 X T ) 3.006 d 2 1531.1m 所以,反应器的长度为:0.05 3.14/4 (1 T 1 3.006m 3 1.5 1 4.2根据习题3.2所规定的条件和给定数据,改用活塞流反应器生产乙二醇, 试计算所需的反应体积,并与间歇釜式反应器进行比较。 解:题给条件说明该反应为液相反应,可视为恒容过程,在习题 3.2中已 算出: Q 0 27 5.8l /h 所以,所需反应器体积: X A C A0 1.231mol / I V r Q 0C A0 0 dX A kC A0(1 X A )(C B0 C A 0X A ) 275?8 O.95 818.6l X kC A0 1 X A 5.2 1.231 1 0.95 由计算结果可知,活塞流反应器的反应体积小,间歇釜式反应器的反应体积大, 这是由于间歇式反应器有辅助时间造成的。 Q 0 X A 4.3 1.013 x 105Pa 及20C 下在反应体积为0.5m 3的活塞流反应器进行一氧 化氮氧 化反应:

第一章 直流电路及其分析方法

《电工与电子技术基础》自测题 第1章直流电路及其分析方法 判断题 1.1 电路的基本概念 1.电路中各物理量的正方向不能任意选取。 [ ] 答案:X 2.电路中各物理量的正方向不能任意选取。 [ ] 答案:X 3.某电路图中,已知电流I=-3A,则说明图中电流实际方向与所标电流方向相同。 答案:X 4.某电路图中,已知电流I=-3A,则说明图中电流实际方向与所标电流方向相反。 答案:V 5.电路中各物理量的正方向都可以任意选取。 [ ] 答案:V 6.某电路图中,已知电压U=-30V,则说明图中电压实际方向与所标电压方向相反。 答案:V 7.组成电路的最基本部件是:电源、负载和中间环节 [ ] 答案:V 8.电源就是将其它形式的能量转换成电能的装置。 [ ] 答案:V 9.如果电流的大小和方向均不随时间变化,就称为直流。 [ ] 答案:V 10.电场力是使正电荷从高电位移向低电位。 [ ] 答案:V 11.电场力是使正电荷从低电位移向高电位。 [ ] 答案:X 1.2 电路基础知识 1.所求电路中的电流(或电压)为+。说明元件的电流(或电压)的实际方向与参考方向一致;若为-,则实际方向与参考方向相反。[ ] 答案:V 2.阻值不同的几个电阻相并联,阻值小的电阻消耗功率小。[ ] 答案:X

答案:X 4.电路就是电流通过的路径。 [ ] 答案:V 5.电路中选取各物理量的正方向,应尽量选择它的实际方向。 [ ] 答案:V 6.电路中电流的实际方向总是和任意选取的正方向相同。 [ ] 答案:X 7.电阻是用来表示电流通过导体时所受到阻碍作用大小的物理量。[ ] 答案:V 8.导体的电阻不仅与其材料有关,还与其尺寸有关。 [ ] 答案:V 9.导体的电阻只与其材料有关,而与其尺寸无关。 [ ] 答案:X 10.导体的电阻与其材料无关,而只与其尺寸有关。 [ ] 答案:X 11.电阻中电流I的大小与加在电阻两端的电压U成正比,与其电阻值成反比。[ ] 答案:V 12.电阻中电流I的大小与加在电阻两端的电压U成反比,与其电阻值成正比。[ ] 答案:X 13.如果电源的端电压随着电流的增大而下降很少,则说明电源具有较差的外特性。 [ ]答案:X 14.如果电源的端电压随着电流的增大而下降很少,则说明电源具有较好的外特性。 [ ]答案:V 15.欧姆定律是分析计算简单电路的基本定律。 [ ] 答案:V 16.平时我们常说负载增大,其含义是指电路取用的功率增大。 [ ] 答案:V 17.平时我们常说负载减小,其含义是指电路取用的功率减小。 [ ] 答案:V 18.平时我们常说负载增大,其含义是指电路取用的功率减小。 [ ] 答案:X 19.平时我们常说负载减小,其含义是指电路取用的功率增大。 [ ] 答案:X 20.在串联电路中,电阻越大,分得的电压越大。 [ ] 答案:V 21.在串联电路中,电阻越小,分得的电压越大。 [ ] 答案:X 22.在串联电路中,电阻越大,分得的电压越小。 [ ] 答案:X 23.在串联电路中,电阻越小,分得的电压越小。 [ ] 答案:V 24.在并联电路中,电阻越小,通过的电流越大。 [ ] 答案:V 25.在并联电路中,电阻越大,通过的电流越大。 [ ]

光学第一章习题及答案解析

物理与机电工程学院2011级应用物理班 姓名:罗勇学号:20114052016 第一章习题 一、填空题: 1001.光得相干条件为两波频率相等、相位差始终不变与传播方向不相互垂直。1015、迈克尔逊干涉仪得反射镜M2移动0、25mm时,瞧到条纹移动得数目为1000个,若光为垂直入射,则所用得光源得波长为_500nm。 1039,光在媒介中通过一段几何路程相应得光程等于折射率与__路程_得乘积。 1089、振幅分别为A1与A2得两相干光同时传播到p点,两振动得相位差为ΔΦ。则p点得光强I= 1090、强度分别为与得两相干光波迭加后得最大光强=。 1091、强度分别为I1与I2得两相干光波迭加后得最小光强=。 1092、振幅分别为A1与A2得两相干光波迭加后得最大光强=。 1093、振幅分别为A1与A2得两相干光波迭加后得最小光强=。 1094、两束相干光叠加时,光程差为λ/2时,相位差=。 1095、两相干光波在考察点产生相消干涉得条件就是光程差为半波长得倍,相位差为π得倍。 1096、两相干光波在考察点产生相长干涉得条件就是光程差为波长得倍,相位差为π得倍。 1097、两相干光得振幅分别为A1与A2,则干涉条纹得可见度v=。 1098、两相干光得强度分别为I1与I2,则干涉条纹得可见度v=。 1099、两相干光得振幅分别为A1与A2,当它们得振幅都增大一倍时,干涉条纹得可见度为不变。 1100、两相干光得强度分别为I1与I2,当它们得强度都增大一倍时,干涉条纹得可见度不变。 1101、振幅比为1/2得相干光波,它们所产生得干涉条纹得可见度V=。 1102、光强比为1/2得相干光波,它们所产生得干涉条纹得可见度V=。 1103、在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d,缝屏距为D,屏上任意一点p到屏中心p点得距离为y,则从双缝所发光波到达p点得光程差为。 1104、在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d,缝屏距为D,波长为λ,屏上任意一点p到屏中心p0点得距离为y,则从双缝所发光波到达p点得相位差为 1105、在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d,缝屏距为D,波长为λ,屏上任意一点p到对称轴与光屏得交点p0得距离为y,设通过每个缝得光强就是I0,则屏上任一点得光强I=。 1106、在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d,缝屏距为D,入射光得强度为I0,波长为λ,则观察屏上相邻明条纹得距离为。 1107、波长为600nm得红光透射于间距为0、02cm得双缝上,在距离1m处得光屏上形成干涉条纹,则相邻明条纹得间距为__3_mm。 1108、在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d,缝屏距为D,屏上干涉条纹得间距为Δy。现将缝距减小一半,则干涉条纹得间距为。 1109、在杨氏双缝干涉实验中,用一薄云母片盖住实验装置得上缝,则屏上得干涉条纹要向_上移_____移动,干涉条纹得间距不变_____。 1110、在杨氏双缝干涉实验中,得到干涉条纹得得间距为Δy,现将该装置移入水中,(n=3/4),则此时干涉条纹得焦距为。 1111、用波长为500 nm得单色光照射杨氏双缝,入用折射率为1、5得透明薄片覆盖下缝,发现原来第五条移至中央零级处,则该透明片得厚度为_______________。 1112、增透膜就是用氟化镁(n=1、38)镀在玻璃表面形成得,当波长为λ得单色光从空气垂

化学反应工程第四章习题doc

第四章非理想流动 1. 停留时间分布的密度函数在t < 0时,E (t) = 。 2. 停留时间分布的密度函数在t > 0时,E (t) _ _ 。 3. 当t=0时,停留时间分布函数F (t) =_ 。 4. 当t= a时,停留时间分布函数 F (t ) = ______ 。 5?停留时间分布的密度函数E ( 9 ) = _______ E (t ) _ 2 _ 2 6. 表示停留时间分布的分散程度的量▽日= ______ 坊七。 7. 反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的,根据示踪剂的输入方式不同分为 。 8. 平推流管式反应器t 时,E (t ) = ______________ 。 9. 平推流管式反应器t式£时,E (t ) = ___________ 。 10. 平推流管式反应器t At时,F (t) = ___________ 。 11. 平推流管式反应器t V t时,F (t) = ___________ 。 2 12. 平推流管式反应器其E ( 9 )曲线的方差▽日= ____________ 。 _ 2 13. 平推流管式反应器其E (t )曲线的方差▽t = _____________ 。 14. 全混流反应器t=0时E (t ) = ________ 。 _ 2 _ 15. 全混流反应器其E ( 9 )曲线的方差日二_____________ 。 _ 2 _ 16. 全混流反应器其E (t )曲线的方差=_________________ 。 _ 2 17. 偏离全混流、平推流这两种理想流动的非理想流动, E ( 9 )曲线的方差日为____________ 。 C A 18. 脉冲示踪法测定停留时间分布C0对应曲线为___________ 。 C A 19. 阶跃示踪法测定停留时间分布C0对应曲线为__ _ 。 20. 非理想流动不一定是由__= _______ 造成的。 21. 非理想流动不一定是由返混造成的,但返混造成了______________ 。 22. 为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果,可借助这种轴向返混与扩散过程的相似性,在__ _____ 的基础上 叠加上轴向返混扩散相来加以修正,并认为的假定该轴向返混过程可以用费克定律加以定量描述,所以,该模型称 为_ _ _ 。 23. 在轴向分散模型中,模型的唯一参数彼克莱准数P e = __。 24. 在轴向分散模型中,模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就________ 。 25. 轴向分散模型的偏微分方程的初始条件和边界条件取决于采用示踪剂的__________ 、 __________ 、_______ 的 情况。 26. 轴向分散模型的四种边界条件为___ ________ 、 _____________ 、 ____________ 、_ 。 27. 若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合,这种流体称为_ —。

大气物理学主要知识点

主要知识点 ?理想气体状态方程 ?绝热过程与位温 ?饱和水汽压、冰面饱和水汽压 ?饱和绝热与假绝热 ?抬升凝结高度、自由对流高度、浮力能量、对流凝结高度 ?均质核化、异质核化 ?曲率效应、溶质效应 ?临界过饱和度/临界半径 ?Kohler曲线、霾的形成 ?云滴碰并增长、末速度 ?冰云核化、贝吉隆Bergeron过程 ?气溶胶、凝结核、云凝结核 ?气溶胶分类、源、汇、寿命、分布 ?气溶胶吸湿参数 ?气溶胶对云和降水的影响 ?气溶胶直接效应、间接效应 ?短波辐射、长波辐射、温室效应与温室气体 ?大气吸收谱与大气窗区 ?云对地球辐射的影响 ?Chapman机制、催化损耗循环、南极臭氧损耗机制、北极何时出现臭氧洞 ?边界层、地表能量平衡、地表水平衡 ?静力稳定度、动力不稳定 ?边界层日变化 ?海陆风、山谷风、城市热岛效应 ?Rayleigh散射、米散射 ?对流层顶定义、对流层顶分布特征 ?热带对流层顶层 第二讲 大气科学研究手段 ?探测设备研制——研制少、技术落后、水平低 ?野外观测——试验少、国外仪器、手段单调(促进国外改进设备) ?遥感反演(卫星、飞机、地基、移动)——国外观测、反演理论与方法少、验证工作多?资料同化(同化方案、资料库)——国外模式、理论研究多、无国产品 ?诊断分析——国外资料、国外卫星资料、国外模式资料、工作众多(促进国外完善资料)?数值模拟(模式研制、运行者)——国外模式、研制改进少、运行者众多(促进国外完善模式) 关于探测的一些注意事项 1.视事未必是事实 2.精确测量未必就是测量精确 大气物理学范畴 ?大气物理学寻求从物理原理来解释大气中发生的各种时间与空间尺度的现象。大气物理学可以广泛地认为包括所有大气现象。流体力学、热力学、电磁学 ?大气科学领域传统上把大气物理学与大尺度动力学(中尺度、天气尺度、行星尺度)

大气物理学与大气环境(学科代码070602)

大气物理学与大气环境 (学科代码:070602) 一、培养目标 本学科培养德、智、体全面发展的,具有坚实的大气物理、大气环境、天气和气候动力理论基础和系统的专业知识,了解大气科学发展前沿和动态,具备从事大 气物理和大气环境、天气和气候动力研究或大学教育的高层次人才。 二、研究方向 1.天气动力学、数值模式及模拟分析、2.气候动力学及气候变化和预测、3.热带天气学、海—气相互作用和季风、4.中小尺度天气学和暴雨研究、5. 云雾物理学及气溶胶、6.卫星遥感学及其应用、7.大气光学探测及应用、8.大气边界层物理学及下垫面过程、9.污染气象学、10.雷电物理学和雷电探 测、11.中层大气物理和化学 三、学制及学分 按照研究生院有关规定。 四、课程设置 英语、政治等公共必修课和必修环节按研究生院统一要求。

学科基础课和专业课如下所列 基础课: AE15201★高等大气动力学★(4) AE15202★高等天气学★(4) AE15203★高等大气物理学★(4) AE15204★大气遥感方法★(4) EN05211 大气化学(2) 专业课: AE15210 大气统计方法(3) AE15211 空气污染气象学(3) AE15212 全球气候变化(2) AE15213 大气科学中的数值模拟方法(4)ME25202 计算流体力学(4) AE06101 大气科学进展(2) AE16201 气溶胶、云和降水卫星遥感(3)AE16202 中层大气研究(3) AE16203 大气电学研究(3) AE16204 大气下垫面过程与边界层气象学(2) 备注:带★号课程为博士生资格考试科目。 五、科研能力要求 按照研究生院有关规定。 六、学位论文要求 按照研究生院有关规定。

光学教程答案(第一章)

1. 波长为nm 500的绿光投射在间距d 为cm 02 2.0的双缝上,在距离cm 180处 的光屏上形成干涉条纹,求两个亮条纹之间的距离.若改用波长为nm 700的红光投射到此双缝上,两个亮条纹之间的距离又为多少?算出这两种光第2级亮纹位置的距离. 解:由条纹间距公式 λ d r y y y j j 0 1= -=?+ 得 cm 328.0818.0146.1cm 146.1573.02cm 818.0409.02cm 573.010700022.0180cm 409.010500022.018021222202221022172027101=-=-=?=?===?===??==?=??== ?--y y y d r j y d r j y d r y d r y j λλλλ 2.在杨氏实验装置中,光源波长为nm 640,两狭缝间距为mm 4.0,光屏离狭缝的距离为 cm 50.试求:(1)光屏上第1亮条纹和中央亮条纹之间的距离;(2)若p 点离中央亮条纹为mm 1.0,问两束光在p 点的相位差是多少?(3)求p 点的光强度和中央点的强度之比. 解:(1)由公式 λd r y 0 = ? 得 λd r y 0= ? =cm 100.8104.64.05025--?=?? (2)由课本第20页图1-2的几何关系可知 52100.01 sin tan 0.040.810cm 50 y r r d d d r θθ--≈≈===?

5 21522()0.8106.4104 r r π ππ?λ --?= -= ??= ? (3) 由公式 22 22 121212cos 4cos 2I A A A A A ? ??=++?= 得 8536.04 2224cos 18cos 0cos 421cos 2 cos 42cos 42220 2212 212020=+=+= =??=??= =π ππ??A A A A I I p p 3. 把折射率为1.5的玻璃片插入杨氏实验的一束光路中,光屏上原来第5级亮条纹所 在的位置为中央亮条纹,试求插入的玻璃片的厚度.已知光波长为6×10-7 m . 解:未加玻璃片时,1S 、2S 到P 点的光程差,由公式2r ?π λ??= 可知为 Δr =215252r r λ πλπ-= ??= 现在 1S 发出的光束途中插入玻璃片时,P 点的光程差为 ()210022r r h nh λλ ?ππ'--+= ?=?=???? 所以玻璃片的厚度为 421510610cm 10.5r r h n λ λ--= ===?- 4. 波长为500nm 的单色平行光射在间距为0.2mm 的双狭缝上.通过其中一个缝的能量为另一个的2倍,在离狭缝50cm 的光屏上形成干涉图样.求干涉条纹间距和条纹的可见度. 解: 6050050010 1.250.2r y d λ-?= =??=m m

第一章 直流电路

第一章 直流电路 第一节 直流电路的基本概念 [1001]不论电路如何复杂,总可归纳为由电源、______、中间环节三部分组成。 A .电阻 B .电容 C .电感 D .负载 [1002]下列关于电路的论述,错误的是哪一项? A .电路是电流的通路 B .实现电能的传输和转换是电路的一种作用 C .传递和处理信号是电路的另一种作用 D .不论电路如何复杂,总可归纳为电流、负载、中间环节三个部分 [1003]0.05 mA=______A=______μA 。 A .50/5?10-5 B .5?10-5 /5 C .5?10-3/50 D .5?10-5/50 [1004]500 μV =______mV =______V 。 A .5×105/0.5 B .0.5/5×10-4 C .0.5/5×10-6 D .5/5×10 -5 [1005]1000pF= = 。 A .1μF/10-3F B .1000μF/10-3F C .1×10-3μF/1×10-9F D .1×10-3μF /1×10-6F [1006] 描述单位时间内通过导体某横截面的电荷多少之物理量及其国际标准单位分别是______。 A .电量,库仑 B .电流,安培 C .电量,安培 D .电压,伏特 [1007] 电流的实际方向与产生这一电流的电子运动方向______。 B A .相同 B .相反 C .超前90° D .在直流电制中,相反;在交流电制中,相同 [1008] 请判断下列各说法,正确答案是______。 (1)人们习惯以正电荷的运动方向作为电流的参考方向;(2)人们习惯以负电荷的运动方向作为电流的参考方向;(3)人们习惯以正电荷的运动方向作为电流的实际方向。 A .(1)错,(2)、(3)对 B .(1)、(2)错,(3)对 C .(1)对,(2)、(3)错 D .(1)、(2)对,(3)错 [1009]电源是将_____的装置。 A .电能转换为热能 B .电能转换为磁场能 C .非电能转换为电能 D .能量互换 [1010] 300 μV =______mV =______V 。 A .3×105/0.3 B .0.3/3×10-4 C .0.3/3×10-6 D .3/3×10-5 1011] 1 V=______。 A .s 1C 1 B .A 11Ω C .1C J 1 D .Ω1A 1 [1012] 1 A=______。 A .1C s 1 B .1V W 1 C .1V J 1 D .1W V 1 [1013]电源是将其它形式的能转换为电能的装置,其中_____不能称其为电源。 A .发电机 B .信号发生器 C .蓄电池 D .干电池 [1014] 1 V=______。

第一章 光学基础1

第一章光学基础 第一节光与介质 光是能量的一种,它的单位叫光量子。光是电磁波中的一部分,它和宇宙射线、X射线、无线电波及电视电波等都属电磁能(图1-1)。本章所讲的是电磁波中的可见光。光用波长表示,旧制用埃(A=10-10m=0.1nm),亦可用纳米(1 nm=10-9 m)。可见光的范围在400~750 nm之间。短于400 nm为紫外线,长于750 nm者为红外线。自然界的可见光是白的,用三棱镜分光后可把白光分解为红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种颜色。 所有本身能发光的物体,称为发光体或光源。自然界中大多数物体不发光。光遇到不发光物体时,根据物体性质和表面特征不同程度地将光反射回来,眼睛借着物体表面的乱反射来辨别宇宙中的物体。光在宇宙中是直线进行的,在进行过程中遇到物体时,则依照物体的透光程度、密度大小、表面曲度和表面光洁程度发生反射、吸收和折射。 光遇到透明物质,如水和玻璃时可以穿过,因而可以通过这些物质观察物体,这些物质称为透明体或光学介质。只有部分光可以通过的物质,称为半透明物,如毛玻璃或薄的纸。光不能通过的物体称不透明物。光在完全透明的介质中行进时,由于没有光反射到我们的眼睛,因而看不到光的存在,但没有一种介质能允许所有的投射光完全通过,也没有一种物质能将所有的光完全吸收或者反射。透明体的厚度愈增加,透过的光愈减少;反之,物体愈薄,透过的光愈多。例如,水是透明介质,少量时允许大部分的光通过。看起来它是透明的,但只有极微弱的光能透过极深的海底,所以海底是一个黑暗世界。任何薄到一定程度的物质都可变为透明或半透明,因此透明和不透明是相对的。 某些透明体吸收光谱中可见光的一部分或大部分,只允许其它一部分光谱通过。例如,黄玻璃只允许黄光通过,红玻璃只允许红光通过,其它的光谱全部被吸收。因此,我们通过这种玻璃只看到黄的或红的物体。某些不透明物体能够吸收光谱中的一部分而将其余部分反射回来。因而我们能辨别它的颜色。例如,红布吸收了可见光中所有的短波光,只将长波的红光反射回来,所以我们看到它是红色。 第二节光的折射(屈光) 光在同一均匀透明的介质中沿直线方向行进。若光由一介质射入另一密度不同的介质时,在两介质的交界处,除一部分被反射回到第一介质中外,另一部分透入第二介质中,并在两介质的分界处突然改变其行进方向。这种现象称光的反射或屈光。

气象气候学第一章作业一

第一章引论 第一节气象学与气候学概述 第二节气候系统概述 第三节气象要素与状态方程 【主要内容】本章概述了气象气候学的研究对象、任务、内容;简述了气象气候学的,发展历史、取得的成果;论述了气候系统的组成和各部分的作用;介绍了主要的气象要素和状态方程。 【名词解释】气象、天气、气候;气象学、气候学、大气物理学、天气学;大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈、生物圈;下垫面;气候状态、气候系统;世界气候计划;干洁大气、大气气溶胶粒子;大气的上界(大气的物理上界)、气温直减率(气温垂直梯度)、气温、气压、水气压、饱和水气压、相对湿度、绝对湿度、比湿、露点、降水、风(风速与风向)与风压、云量、能见度、虚温 【填空】 1、盖特斯把气候状态定义为该地气候系统的全部成分在任一特定时段内的平均统计特征。 2、气象气候学的发展经历了萌芽时期、发展初期、发展时期等三个阶段。 3、1593年意大利学者伽利略发明了温度表;1643年意大利学者托里拆利发明了气压表。 4、挪威学者贝坚克尼父子创立了气旋形成的锋面学说;瑞典学者罗斯贝创立了气 长波理论;20世纪30年代贝吉龙-芬德生提出了降雨学说。 5、1992年4月在巴西里约热内卢召开了“世界环境与发展大会”,提出了《世界气候框 架公约》。 6、我国现代气象学与气候学的奠基人是竺可桢。他的主要代表作是《地学通论》 《物候学》。 7、气候系统由大气圈,水圈,陆地表面,冰雪圈和生物圈组成,其中 是气候系统中最易变化的部分。气候系统的能源是太阳辐射。 8 、标准状况下大气的密度为1293g/m3 ;干洁空气的分子量是28.97 。 9、大气中臭氧含量最大的高度是20-30km 。 10、大气中出现高度最高的现象是极光,其高度约为1200 千米。 11、大气的物理上界约为1200 千米。 12、平均而言,在对流层中高度每增加1 千米,气温则下降0.65 。 13、在20千米以上的高度,有时早晚可观测到贝母云。在高纬度 75-90千米的高度,有时可观测到夜光云。 14、气温表示空气的冷热程度,其实质是气体分子运动的平均量 度。 15、大气温度的测量一般以百叶箱中的干球温度表示。 16、一般情况下,气压的测量用水银气压表进行。 17、当选顶温度为0℃,纬度为45°时,海平面的气压值为1013.25 hPa。 18、干空气的状态方程可表示为P=pRdT ;湿空气的状态方程可表 示为P=pRTv 。 【问答】 1、天气和气候有何联系与区别? 联系:天气是气候的基础,气候是大量天气过程的综合,天气和气候存在着统计联系,从时间上反映微观与宏观的关系。 区别:天气是单一的大气活动,过程简单,而且天气是大气中的短暂过程。气候是多个

大气物理学复习资料

大气物理学复习资料 第一部分名词解释 第一章大气概述 1、干洁大气:通常把除水汽以外的纯净大气称为干结大气,也称干空气。 2、气溶胶:大气中悬浮着的各种固体和液体粒子。 3、气团:水平方向上物理属性比较均匀的巨大空气块。 4、气团变性:当气团移到新的下垫面时,它的性质会逐渐发生变化,在新的物理过程中获 得新的性质。 5、锋:冷暖性质不同的两种气团相对运动时,在其交界面处出现一个气象要素(温度、湿 度、风向、风速等)发生剧烈改变的过渡带称为锋。 6、冷锋:锋面在移动过程中,冷气团起主导作用,推动锋面向暖气团一侧移动。 7、暖锋:锋面在移动过程中,暖气团起主导作用,推动锋面向冷气团一侧移动。 8、准静止锋:冷暖气团势力相当,锋面很少移动,有时冷气团占主导地位,有时暖气团占 主导地位,使锋面处于来回摆动状态。 9、锢囚锋:当三种冷暖性质不同的气团(如暖气团、较冷气团、更冷气团)相遇时,可以 产生两个锋面,前面是暖锋,后面是冷锋,如果冷锋移动速度快,追上前方的暖锋,或两条冷锋迎面相遇,并逐渐合并起来,使地面完全被冷气团所占据,原来的暖气团被迫抬离地面,锢囚到高空,这种由两条锋相遇合并所形成的锋称为锢囚锋。 10、气温垂直递减率:在垂直方向上每变化100米,气温的变化值,并以温度随高度的升 高而降低为正值。 11、气温T:表示空气冷热程度的物理量。 12、混合比r:一定体积空气中,所含水汽质量和干空气质量之比。r=m v/m d 13、比湿q:一定体积空气中,所含水汽质量与湿空气质量之比。q=m v/(m v+m d) 14、水汽压e:大气中水汽的分压强称为水气压。 15、饱和水汽压e s:某一温度下,空气中的水汽达到饱和时所具有的水汽压。 16、水汽密度(即绝对湿度)ρv:单位体积湿空气中含有的水汽质量。 17、相对湿度U w:在一定的温度和压强下,水汽和饱和水汽的摩尔分数之比称为水面的相

高等光学第一章课后答案

1.4 在光学中场量()t r E , 和()t r H , 的表达方法有许多种,分别推倒采用以下三种 表达方式时平均光强的计算公式。 (1)设场量表示为()()t j e r E t r E ω-= 0,,()()t j e r H t r H ω-= 0, (2)设场量表示为()()..21,0c c e r E t r E t j +=-ω ,()()..2 1,0c c e r H t r H t j +=-ω (3)设场量表示为()()..,0c c e r E t r E t j +=-ω ,()()..,0c c e r H t r H t j +=-ω 解: (1)电场强度和磁场强度乘积的大小为: ()()()() () 00002200000000011R e ,R e ,22 1 =4 1 =R e 2j t j t j t j t j t j t E r t H r t E e E e H e H e E H e E H E H E H e E ωωωωωω-*-*-****-????=+?+????+++ ()() 2000R e j t H e E H ω-*?? +? ? S E H =? 在上式中出现了两个场量相乘的情况,所以 ()00 1R e 2 I S E H * == ? (2)(),E r t 和(),H r t 均以实数表示,有 ()() ()()()()()() 000020000 ,,1111 222211 R e R e 22 j t j t j t j t j t S E r t H r t E r e E r e H r e H r e E H e E H ωωωωω-*-*-*=?????=+?+???? ???? =?+? 取时间平均值得 ()00 1R e 2 I S E H * == ? (3)(),E r t 和(),H r t 均以实数表示,有 ()() ()()()()()() 000020000 ,, 2R e 2R e j t j t j t j t j t S E r t H r t E r e E r e H r e H r e E H e E H ωωωωω-*-*-* =?????=+?+???? =?+? 取时间平均值得

大气物理学(复习版)

大气物理学(大三) 第六章 大气热力学基础 一、热力学基本规律 1、空气状态的变化和大气中所进行的各种热力过程都遵循热力学的一般规律,所以热力学方法及结果被广泛地用来研究大气,称为大气热力学。 2、开放系和封闭系 (1) 开放系:一个与外界交换质量的系统 (2) 封闭系:和外界互不交换质量的系统 (3) 独立系:与外界隔绝的系统,即不交换质量也不交换能量的系统。 3、准静态过程和准静力条件 (1)准静态过程: 系统在变态过程中的每一步都处于平衡状态 (2) 准静力条件:P ≡Pe 系统内部压强p 全等于外界压强Pe 4、气块(微团)模型 气块(微团)模型是指宏观上足够小而微观上含有大量分子的空气团,其内部可包含水汽、液态水或固态水。 气块(微团)模型就是从大气中取一体微小的空气块,作为对实际空气块的近似。 5、气象上常用的热力学第一定律形式 【比定压热容cp 和比定容热容cv 的关系cp= cv+R ,(R 比气体常数)】 6、热力学第二定律讨论的是过程的自然方向和热力平衡的简明判据,它是通过态函数来完成的。 7、理解熵、焓(从平衡态x0开始而终止于另一个平衡态x 的过程,将朝着使系统与外界的总熵增加的方向进行;等焓过程: 绝热和等压;物理意义:在等压过程中,系统焓的增加值等于它所吸收的热量) 8、大气能量的基本形式:(1)内能;(2)势能;(3)动能;(4)潜热能 9、大气能量的组合形式(1)显热能:单位质量空气的显热能就是比焓。(2)温湿能:单位质量空气的温湿能是显热能和潜热能之和。(3)静力能: 对单位质量的干(湿)空气,干(湿)静力能:(4)全势能: 势能和内能之和称全势能 10、大气总能量 干空气的总能量: 湿空气的总能量: 二、大气中的干绝热过程 1、系统(如一气块)与外界无热量交换(δQ=0)的过程,称为绝热过程。(对未饱和湿空气κ= κd=R/Cp=0.286计算大气的干绝热过程)286.00 00)()(p p p p T T d ==κ例:如干空气的初态为p=1000hpa ,T0=300K ,当它绝热膨胀,气压分别降到900hpa 和800hpa 时温度分别为多少? 2、干绝热减温率 定义:未饱和湿空气块温度随高度的变化率的负值为干绝热减温率γv ,单位°/100m dp ρ 1-dT c =αdp -dT c =δQ p p 2p k d V 21+gz +T c =E +Φ+U =E Lq +V 2 1+gz +T c =Lq +E +Φ+U =E 2p k m m C m k km K c g o pd d 100/1100/98.0/8.9≈===γ

光学第一章习题及答案教学教材

物理与机电工程学院 2011级 应用物理班 姓名:罗勇 学号:20114052016 第一章 习题 一、填空题: 1001.光的相干条件为 两波频率相等 、相位差始终不变和 传播方向不相互垂直。 1015.迈克尔逊干涉仪的反射镜M 2移动0.25mm 时,看到条纹移动的数目为1000个,若光为垂直入射,则所用的光源的波长为_500nm 。 1039,光在媒介中通过一段几何路程相应的光程等于折射率和__路程_的乘积 。 1089. 振幅分别为A 1和A 2的两相干光同时传播到p 点,两振动的相位差为ΔΦ。则p 点的 光强I =22 12122cos A A A A ?++? 1090. 强度分别为1I 和2I 的两相干光波迭加后的最大光强max I =12+I I 。 1091. 强度分别为I 1和I 2的两相干光波迭加后的最小光强min I =。12I I - 1092. 振幅分别为A 1和A 2的两相干光波迭加后的最大光强max I =12122A A A A ++。 1093. 振幅分别为A 1和A 2的两相干光波迭加后的最小光强min I =12122A A A A +-。 1094. 两束相干光叠加时,光程差为λ/2时,相位差?Φ=π。 1095. 两相干光波在考察点产生相消干涉的条件是光程差为半波长的()2j+1倍,相位差为π的()2j+1倍。 1096. 两相干光波在考察点产生相长干涉的条件是光程差为波长的2j 倍,相位差为π的 2j 倍。 1097. 两相干光的振幅分别为A 1和A 2,则干涉条纹的可见度v=1221221A A A A ?? ?????+ ??? 。 1098. 两相干光的强度分别为I 1和I 2,则干涉条纹的可见度v= 1212 I I I I -+。 1099.两相干光的振幅分别为A 1和A 2,当它们的振幅都增大一倍时,干涉条纹的可见度为 不变。 1100. 两相干光的强度分别为I 1和I 2,当它们的强度都增大一倍时,干涉条纹的可见度 不变。 1101. 振幅比为1/2的相干光波,它们所产生的干涉条纹的可见度V=45。 1102. 光强比为1/2的相干光波,它们所产生的干涉条纹的可见度V=13 。 1103. 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d ,缝屏距为D ,屏上任意一点p 到屏中心p 点的距离为y ,则从双缝所发光波到达p 点的光程差 为 1104. 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d ,缝屏距为D ,波长为λ,屏上任意一点p 到屏中心p 0点的距离为y ,则从双缝所发光波到达p 点的相位差为

第一章 直流电路

第一章直流电路 第一节电路的基本结构【教学目标】 1.了解电路的基本组成 2.会识读基本的电气符号和简单的电路图 【教学重点】 1.电路的基本组成 2.电气符号和简单的电路图 【教学难点】 会识读基本的电气符号和简单的电路图 【一、复习】 只有构成通路,电路中才有电流。开关是构成电路通路的重要条件。【二、引入新课】 通过实例(如手电筒或家庭照明电路)分析,引入电路的组成。【三、讲授新课】 1.电路:一个基本的电流回路。电路如图1.1所示。 图1.1 手电筒的结构与电路图

2.电路组成:电源、负载、导线和开关。 (1)电源:是将非电能形态的能量转换成电能的供电设备,例如,发电机、电池等。 (2)负载:是将电能转换成非电能形态能量的用电设备,例如,电动机、照明灯等。 (3)连接导线:传送信号、传输电能。 (4)辅助设备:保证电路安全、可靠地工作(例如控制电路通、断的开关及保障安全用电的熔断器),而且使电路自动完成某些特定工作成为可能。 3..电路的三种状态 (1)通路 通路是指正常工作状态下的闭合电路。此时,开关闭合,电路中有电流流过,负载能正常工作。 (2)开路 开路,又叫断路,是指电源与负载之间未接成闭合电路,即电路中有一处或多处是断开的。此时,电路中没有电流通过。开关处于断开状态时,电路是正常开路;但开关处于闭合状态时,电路仍然开路则表明电路已出故障,则需要检测维修了。 (3)短路 短路是指电源不经负载直接被导线相连。此时,电源提供的电流比正常通路时的电流大许多倍,严重时会烧毁电源和电气设备。因此在电路中不允许无故短路,特别不允许电源短路。电路短路的保护装置是熔断器或自动跳路开关。 4. 电路图 任何电路都可用电路图来表示。为了方便起见,用国家标准统一规定的图形符号来代替实物,以此表示电路的各个组成部分。 【四、小结】 1.电路定理图不考虑电气元件的实际安装位置和实际连线情况,只是把各元件按接线顺序用符号展开在平面图上,用直线将各元件连接起来。 2.电流流过的路径叫电路;电路由电源、负载(即:用电器)和中间环节3部分组成。 3.电路有三种状态:通路、断路和短路。 【五、习题】一、是非题:1,2,3

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