不同盐离子对水折射率影响研究

摘要

自上个世纪激光器出现以来，激光以其传输速率快，抗干扰能力强、具有较好的方向性、亮度强、单色性好等优点，广泛用于机械制造，测量范围，全息图像，医疗设备，水下激光通信，海洋环境监测等领域。海水是一个相对透明的介质，由于海水成分相当复杂，含有可溶性有机物，悬浮物，浮游生物等这些物质对海水的光学特性有一定的影响。海水的光学特性有很多种，包括吸收、散射、反射、折射等，同时这些特性也受外界条件的变化而变化，而且许多国内外学者专家也曾对海水的光学性质，进行了研究，得出海水折射率与许多因素有关。海水的成分比我们想象的要复杂的多，但是，在海水中，溶解的物质主要是无机盐，如氯化钠、硫酸镁、氯化钾、碳酸氢钠和氯化镁等。并且海水的不均匀性，这使得海水有很多光学特性，在研究激光水下探测和通信方面困难重重，所以研究海水的折射率有着非常重要的意义。
　　本文从海水的主要成分和光学性质出发，研究了海水中的不同盐分对水折射率的影响研究的影响。人工海水配方中主要的盐分有NaCl、KCl、MgSO4、 MgCl2、 NaHCO3等这些无机盐。本文根据前人的理论，对海水中的不同盐分对水折射率的研究进行了归纳和总结。通过比较在研究激光水下衰减特性时的常用的方法:分析法、实验法和蒙特卡罗数值模拟方法，本着理论联系实践的原则，选择了的实验法。通过搭建实验平台，配比无机盐溶液来模拟海水，分别测量了海水的主要盐分、海水主要盐分的浓度、激光的波长及海水温度对激光折射率的影响，并对测量的数据进行了数据整理和比较分析并得出结论。这些数据和结论为以后激光水下折射特性的研究提供了一定的理论和实验依据。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 文章主要研究内容及结构安排

第二章 海水的相关特性

2．1 海水中的成分

2．1．1 海水中的元素及离子组成

2．1．2 海水的人工配比

2．2 海水的光学性质

2．3 本章小结

第三章 激光水下的折射特性

3．1 激光的发展和应用

3．1．1 激光的产生

3．1．2 激光的特性

3．1．3 激光的发展状况

3．1．4 激光的应用

3．2 激光对海水折射率的影响

3．2．1 电磁波的水中传播

3．2．2 溶液浓度与海水折射率的关系

3．3 海水电导

3．4 海水的介电常数

3．5 本章小结

第四章 实验方法和主要设备

4．1 实验方法和装置

4．2 实验的溶液的配置

4．3 实验主要设备

4．3．1 激光器

4．3．2 WT603CH电子天平

4．3．3 DDS-11A电导率仪

4．3．4 阿贝折射仪

4．3．5 Agilent 4294A阻抗分析仪

4．4 本章小结

第五章 实验结果的处理和分析

5．1 同一波长各物质的不同盐度对激光折射特性的影响

5．1．1 实验结果

5．1．2 实验结果分析

5．2 不同波长各物质的盐度对激光折射率的影响

5．2．1 实验结果

5．2．2 实验结果分析

5．3 不同温度下各物质的盐度对激光折射率的影响

5．3．1 实验结果

5．3．2 实验结果分析

5．4 海水的不同盐分对电导率的影响

5．4．1 实验结果

5．4．2 实验结果分析

5．5 相同温度下不同浓度的介电常数

5．5．1 实验结果

5．5．2 实验结果分析

5．6 相同浓度下不同温度的介电常数

5．6．1 实验结果

5．6．2 实验结果分析

5．7 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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