湍流效应科学家成功拍摄到湍流效应照片(图)

发布网友发布时间：2024-08-20 04:20

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热心网友时间：2024-08-29 07:02

德国马克斯·普朗克综合技术系统动力学研究所、美国康奈尔大学、法国国家科研中心实验室以及丹麦里索国家实验室的科学家团队，通过一项创新的科研手段，成功地捕捉到了强湍流环境下粒子的运动轨迹，这一成果是借助专门研发的高速照相机系统完成的。

在他们公布的一张照片（图一）中，我们可以清晰地看到粒子在湍流中的移动路径。图片中，颜色代表了粒子的速度：蓝色表示粒子运动缓慢，红色象征着快速移动，绿色则代表中等速度。这为我们理解湍流中的复杂动态提供了一个直观的视觉线索。

另一张照片（图二）展示了大量聚苯乙烯小球（直径25微米）在湍流中的移动情况，这些小球在绿色激光的照射下，展现出涡流中的动态变化。这些观察结果与巴特切罗尔条件高度契合，巴特切罗尔条件广泛用于描述地球上大部分的湍流运动。

值得注意的是，实验结果显示，在涡流中，粒子从一个位置分离的过程，实际上比理论预测的要慢得多。这一发现揭示了湍流行为的微妙之处，对于深入理解湍流现象具有重要意义。

扩展资料

大气层中空气密度的无规则起伏称为大气湍流。湍流对光束传输的影响称为湍流效应。在地球表面，热空气上升，冷空气下沉，形成空气对流。这样，在大气中各点的温度和密度是无规则变化的，这种变化随高度和风速而不同，变化较为剧烈时形成湍流。而大气的折射率取决于密度，因此大气的折射率也随空间和时间作无规则的变化，从而形成了大气湍流效应。湍流效应主要表现为强度起伏；相位起伏（光束相位的不稳定，即相位的空间起伏和相位的时间起伏）和方向起伏（光束在大气中传输时，发生偏离某一固定方向的随机性波动）。