First pages:

تاثير المعاملة الحرارية على الخواص البصرية للخلائط البوليمرية (PVC/PS/PMMA) == Effect of Heat Treatment on Optical Properties of Polymer Blends (PVC/PS/PMMA)

Author name: محمد زورة حسن

Supervisor name: اسرار عبد المنعم سعيد

General topic: Physics

Specific topic: Solid State and Materials Physics

Degree: Master

University: Mustansiriyah University - College Of Science

Language: English

University location: Baghdad

First pages:

Abstract: العمل الحالي من البحث يهتم بدراسة تاثير نسبة الخلط على الخواص البصرية للنماذج البوليمرية مدار البحث PS, PMMA] [PVC, والخلائط الثنائية ] [PS/PMMA, PVC/PMMA, PVC/PS والخلائط الثلاثية [PVC/PS/PMMA] وبمختلف التراكيز. كذلك دراسة تاثير المعاملة الحرارية على الخواص البصريه للانظمة البوليمرية [PVC/PS/PMMA] والخلائط الثنائية بنسبة [50 %PS/50%PMMA, 50% PMMA/ 50% PVC / 50% PS /50% PVC] صبت العينات كاغشية من البوليمرات المذكورة اعلاه والخلائط الثنائية والثلاثية ولمختلف التراكيز . وفحصت النماذج البوليمرية المحضرة طيفيا لاختيار نماذج البوليمرات ذات افضل خواص بصرية وجد بان الخليط الثنائي ( 50% PMMA/ 50% PVC) يمتلك احسن خواص بصرية وقد وجدت فجوة الطاقة الخليط تساوي(4.8eV) .اخضعت البوليمرات النقية[PVC/PS/PMMA] , مع الخلائط الثنائية[50 %PS/50%PMMA, 50% PMMA/ 50% PVC 50% PS /50% PVC] الى المعاملة الحرارية ضمن المدى[50 - 175 ºC] ولمدة ساعتين لدراسة تاثير المعاملة الحرارية على الخواص البصرية .لوحظ بالنسبة للانظمة البوليمرية المعاملة حراريا تغير في اطياف الامتصاص وضمن مديات الطول الموجي والتي تعتمد على نوع البوليمر والخليط البوليمري. التحلل الحراري ادى الى زيادة في اطياف الامتصاص للنماذج المعرضة للحرارة.حيث تعتمد الزيادة على نوع البوليمر والخليط البوليمري خصوصا عند درجة الحرارة 175 ºC بالنسبه الى(PS (وجد تناقص في اطياف الامتصاصية في الحالات التي يتسبب فيها التفكك الحراري بتلف سطحي مثل التصدعات والتشققات . حسبت فجوة الطاقة وطاقة اورباخ قبل وبعد المعاملة الحرارية للنماذج البوليمرية مدار البحث .اظهرت النتائج السلوك اللاخطي لعلاقه الترابط ما بين الثوابت البصرية والنسب الوزنية للخليط البوليمري قد اعزيت الى كونها غيرمتوافقة الخلط .ان السلوك اللاخطي لعلاقة الترابط بين الثوابت البصرية ودرجة الحرارة للنماذج البوليمرية المعاملة حراريا يعود الى التفكك الحراري غير النظامي لنماذج البحث . ولقد تم الكشف عن التلف السطحي ] التصدعات والتشققات[ الناجم عن التفكك الحراري باستخدام الميكروسكوب وجهاز المجهر الالكتروني الماسح[SEM] وجد بان التفكك الحراري من السهولة ان يحدث تلف سطحي ميكانيكي. لتحديد الخواص الرئيسيه للحزم اجريت فحوصات [FTIR] للنماذج البوليمرية قبل وبعد المعاملة الحرارية لتمييز خواص الحزم الرئيسية وتفسير نتائجها. | The present work was concerned with study of the blending ratio effect on the optical properties of the polymer systems involved [Poly(vinyl chloride) (PVC), Polystyrene (PS), Polymethylmethacrylate (PMMA)], binary blends [PS/PMMA, PVC/PMMA, PVC/PS] and ternary blends [PVC/PS/PMMA] at different concentrations. Also this work was concerned with study the effect of heat treatment of optical properties of polymer system involved [PVC/PS/PMMA] and binary blend with ratios, [50 %PS/50%PMMA, 50% PMMA/ 50% PVC and 50% PS /50% PVC]. The samples were casted as films from the homopolymer stated above and the blends as a binary and ternary blend at different concentration. These prepared polymer systems were evaluated spectrophotometically for selection the polymer systems of the best optical properties. It was found that 50% PMMA/ 50% PVC binary blend has the best optical properties. The results showed that its energy gap was (4.8eV). The homopolymer [PVC/PS/PMMA] and the binary blend [50 %PS/50%PMMA, 50% PMMA/ 50% PVC and 50% PS /50% PVC] were subjected to heat treatment with range of [50 - 175 ºC] for (2hr) to study the effect of heat treatment on their optical properties. The absorption spectra of the heat polymer systems showed heating induced absorption changes in the wavelength range, which depends on the polymer type and polymer blend. The thermal degradation caused increment in the absorption of degraded samples. The increment depended on the polymer type and polymer blend especially at 175 ºC. For (PS) decreasing in absorption was also found for cases in which, thermal degradation caused surface damage i.e. cracks and crazes formation. Also the optical energy gap and urbach energy were calculated the absorption spectra before and after heat treatment to the polymer systems involved.The results showed nonlinear relationship between the optical constants and blend ratio, it was attributed to their immiscibility. The nonlinear relationship between the optical constant of the heat treatment polymer systems and polymer blend with the heating temperature was attributed to the unsystematic thermal degradation induced by heating. Morphological investigations for the surface damages [crazes and cracks] caused were performed by optical microscope and SEM. It was found that the thermal degradation lead to some mechanical surface damage. FTIR spectroscopy was carried out for polymer systems before and after heat treatment to identify the region of the main characteristic bands and its results was investigated.

وصف العازل الكهربائي لقدرة ايقاف الجسيمات المشحونة في المواد الصلبة == Dielectric Description of Stopping Power for charge particles in Solid Materials

Author name: محمد جاسم محمد علي الكندي

Supervisor name: خالد عبد الوهاب احمد

General topic: Physics

Specific topic: Physics

Degree: Master

University: Mustansiriyah University - College Of Science

Language: English

University location: Baghdad

First pages:

Abstract: تم في هذا البحث اجراء دراسة نظرية لموضوع دالة العازل (dielectric function)، فقد تمت مقارنة نوعين مهمين من دوال العازل وهي دالة العازل للباحث (Lindhard1954) ، ودالة العازل للباحث (Mermin 1970). وقد تضمنت الدراسة استخدام هذين الانموذجين في حساب كل من الجهد المحتث والمؤثر (Induce and Wake Potential) ، والقوى المؤثرة (القوة الموقفة Stopping force والقوة الجانبية Lateral force) بالاحداثيات الديكارتية (Cartizian coordintate) (x,z) والاحداثيات الاسطوانية (Cylindrical corrdinate) (ρ,z). وكذلك حساب قدرة الايقاف (Stopping power) والتطوح في الطاقة (Straggling of energy) للجسيمات المشحونة (البروتونات) الساقطة على اهداف صلبة (الالمنيوم Al، السيليكون Si، النحاس Cu، الفضة Ag، الذهب Au) والتي تتحرك بسرعة منتظمة ) υ (. استخدمت الطرائق الرياضية التقريبية للحساب، وبرمجة بعض المعادلات وفق برنامج كتب بلغة فورتران (Fortran - 90) ، للحصول على النتائج النظرية المطلوبة التي تم توضيحها كرسوم بيانية.وبالنتيجة استنتجنا ان الاختلاف بين الانموذجين لدالة العازل (Mermin 1970 and Lindhard 1954) يقع في منطقة السرع الواطئة والمتوسطة، ولوحظ هناك تطابقا" واضحا" عند السرع العالية، وان تاثير الجهد المؤثر (Wake potential) ، والقوة الموقفة (Stopping force) (التي تعرف على انها قدرة الايقاف) يكون باعلى قيمة له لحظة تفاعل البرتون مع الهدف اي عند النقطة المرجعية (Reference point =0, Z=0) على عكس القوة الجانبية (Lateral force) التي لا يوجد لها اي تاثير عند النقطة المرجعية. ومن المهم ايضا الاخذ بنظر الاعتبار الحالات الخاصة للسرعة التي يتحرك بها الجسيم المشحون ونوع الوسط العازل المستخدم. | In this research a theoretical study carried out on the subject of dielectric function, where the comparison between two important dielectric functions (which is the Lindhard 1954 dielectric function and Mermin 1970 dielectric function) has been performed. This investigation has dealt with using these two samples to calculate the Induce and wake potential, stopping force and lateral force in the cartizian coordinate (x,z) and cylindrical coordinate (z, ). And also to calculate the stopping power and straggling of energy for the charged particales (protons) falling on the solid targets (Aluminum [Al], Silicon [Si], Copper [Cu], Sliver [Ag], Gold [Au]). A mathematical approximative methods used in the calculation and some of equation where programmed by computer program (Fortran 90) to obtain the theoretical results which is shown in graphic. In the results we conclude that the difference between the two dielectric functions (Lindhard 1954 and Mermin 1970) is in the low and medium velocities and also seen that it is superposed in the high velocities and the effect of the wake potential and stopping force be in the maximum value the moment of intraction between protons and target i. e. (in the reference point  = 0, Z = 0) on the opposite of lateral force which has no effect on the Reference point. It is also important to take to consideration the special cases of velocity of the charged particles and the kind of dielectric medium used

ابطاء الضوء باستخدام الشفافية الكهرومغناطيسية المحتثة في انظمة InGaAs/InGaAsP شبه الموصلة النقطية الكمية == Slow Light Using Electromagnetic Induced Transparency in InGaAs/InGaAsP Semiconductor Quantum Dot Systems

Author name: محسن كاظم عبد الخيكاني

Supervisor name: امين حبيب حنون الخرسان | كاظم حسن حسين الموسوي

General topic: Physics

Specific topic: Optical Fiber

Degree: Master

University: Mustansiriyah University - College Of Science

Language: English

University location: Baghdad

First pages:

Abstract: اصبحت المقدرة على معالجة سرعة الضوء احد الموضوعات المثيرة حاليا في البصريات. هذه الاطروحة تتناول ابطاء الضوء في تراكيب اشباه الموصلات النقطية الكمية ذات البناء النانو اعتمادا" على خواصها التي تم التنبؤ بها. استخدمت انظمة InGaAs/In1 - xGaxAsyP1 - y/InP النقطية الكمية كموضوع للدراسة. ان هذا نتيجة لخواصها الطيفية حيث يصبح العمل ممكنا" عند الطول الموجي الخاص بالاتصالات البصرية (1550 نانوميتر). استخدمت الشفافية المحتثة كهرومغناطيسيا لابطاء الضوء في هذه الدراسة التي يمكن ان تقسم الى اقسام. في القسم الاول ، وبافتراض ان النقط الكمية تاخذ شكل قرص تمت دراسة انظمة InGaAs/In1 - xGaxAsyP1 - y/InP النقطية الكمية لنسب0.1=x ،0.2،0.39 وابعاد (14، 3.5)، (14، 6.5)، و(30،8) نانوميتر على التوالي لكل من (نصف القطر، الارتفاع) للقرص الكمي. استخدمت دوال بسل لوصف دوال الموجة. ومن ثم، تم حساب مستويات الطاقة في مستوي القرص وعند الارتفاع. تمت دراسة ابعاد مختلفة من (نصف القطر، الارتفاع) للنسبة 0.1=x. اعتمادا" على حساب مستويات الطاقة، تمت دراسة التاثيرية الخطية لهذه الانظمة النقطية الكمية ثلاثية المستويات في الجزء الثاني من هذه الدراسة. تمت دراسة تاثير معاملات مثل تركيب الطبقة الرطبة، قدرة الضخ، العرض المتجانس للخط، معدل الاسترخاء، تنغيم موجتي الاشارة والضخ على الامتصاص ومعامل الانكسار. وجد انه عند قدرة ضخ محددة يظهر شباك الشفافية. مع زيادة قدرة الضخ يتسع شباك الشفافية بينما يقل الامتصاص. نفس التصرف شوهد ايضا عند تناقص نسبة الانديوم في الطبقة الرطبة.كما شوهد تاثير قوي للعرض المتجانس للخط. في الجزء الثالث من الدراسة تمت دراسة ابطاء الضوء، حيث تمت دراسة المعاملات التي اثرت على الجزء الثاني من هذه الدراسة. لقد وجد انه عند قدرة محددة يمكن ابطاء الضوء باكبر قدر ممكن. من ثم تقل مقدرة ابطاء الضوء عند زيادة قدرة الضخ. لقد وجد ان العمل عند بعض قيم عرض الخط المتجانس مناسبة للتطبيقات البصرية كليا". لقد وجد ان تقليل نسبة الانديوم تقلل مقادير ابطاء الضوء. في الجزء الرابع تم اشتقاق التاثيرية اللاخطية للنظام النقطي الكمي ذي ثلاث مستويات، اعتمادا" على نظرية مصفوفة الكثافة. تم حساب الامتصاص الكلي (الخطي واللاخطي) للتراكيب موضوع الدراسة. لقد وجد ان الطاقة المطلوبة لكي تظهر الفجوة الطيفية تقل مع انخفاض نسبة الانديوم. | The ability to manipulate the speed of light has recently become one of the most exciting emergent topics in optics. This thesis presents the study of slow light in quantum dot (QD) semiconductor nanostructures depending on their predicted properties. InGaAs/In1 - xGaxAsyP1 - y/InP QD system is used as a subject of this study. This is due to their spectral characteristics, where one can work at (1.55µm) the wavelength of optical communications. Electromagnetically induced transparency is used to slow light in this study which can be divided into the following parts. In part one, assuming a disc shaped of the QDs, an InGaAs/In1 - xGaxAsyP1 - y/InP QD system is studied theoretically for mole fractions x = 0.1, 0.2 and 0.39 at (14, 3.5), (14, 6.5) and (30, 8) nm respectively, for (radius and height) of the quantum disc. Bessel functions are used to describe wave functions. Then, the energy levels are calculated in the disc - plane and height. Different sizes (radius and height) for x = 0.1 mole fraction are studied.Depending on the energy level calculations, the linear susceptibility of these three - level QD systems is studied theoretical calculated in part two. Effect of parameters like : Wetting Layer composition, pump power, homogeneous linewidth, dephasing rate, and signal (and pump) detuning on the absorption and refractive index are studied. It is found that at certain pump power the transparency window appears. With increasing pumping power the transparency window is widened while the absorption is reduced. This behavior is also seen with reducing In - mole fraction in the WL. Strong effect of homogeneous broadening is also seen. In part three, the slow light is studied, where the parameters affecting on part two is also studied here. It is found that at certain pump power the slow light gets maximum value 1.4x10 - 5 W/cm2. Then it is reduced with increasing power. Work at some homogenous linewidths is found to be adequate in all - optical applications. Reducing In - mole fraction is shown to reduce slow light values. While high values are gotten for structures with smaller size. Values of storage time are then deduced for structures under study. Parts two and three are included in chapter three of this thesis.In part four, the non - linear susceptibility for a three - level QD system is derived based on the density matrix theory. The total absorption (linear and non - linear) is then calculated for the structures under study. It is found that the power required to be the spectral - hole appear is reduced with decreasing In - mole fraction.

تحضير التراكيب النانوية المشوية وغير المشوبة لمركب ثنائي اوكسيد التيتانيوم وتطبيقاتها == Syntthesis off Doped and Undoped TiO2 Nanosttructtures and ttheiir Applliicattiions.

Author name: محسن عطية خضير الطائي

Supervisor name: رعد سعدون صبري | يوسف كاظم عبد الامير

General topic: Physics

Specific topic: Physics

Degree: Doctorate

University: Mustansiriyah University - College Of Science

Language: English

University location: Baghdad

First pages:

Abstract: TiO2 nanostructures were synthesized by two different techniques : sol - gel and electrospinning methods. Each technique gives us specified nanostructure; nanoparticles can be resulted from the sol - gel method, whereas nanofibers are resulted from electrospinning method.In sol - gel method, the effects of gelatinization time (1, 3, 5) days and calcination temperature (500, 700, 900) oC were studied on TiO2 nanoparticles. The effect of applied voltage (15, 18, 21) kV, flow rate (1, 5, 10) ml/h, and PVP concentration (7, 10, 13) % are studied in the case of TiO2 nanofibers. Also Different ratios of Ag doped TiO2 nanofibers (3, 6, and 9) % were synthesized using electrospinning method. The resulting nanomaterials being characterized using XRD, AFM, FESEM,UV - Vis analysis, and PL measurements. X - ray diffraction measurements show that TiO2 nanoparticles were polycrystalline with anatase phase and transform to rutile phase at 900 oC. TiO2 nanofibers have only anatase phase. The crystallite size and lattice constants (a and c) for both anatase and rutile phases are calculated. No noticeable peaks of silver metal were observed in the XRD when Ag is doped in titania.The roughness average for TiO2 nanoparticles, which is estimated from AFM images increases when the gelatinization time and the calcination temperature increased, but at 900 °C it decreases. This may be attributed to the change from anatase to rutile phase. In the case of TiO2 nanofibers, the roughness average increases with the increases of applied voltage and decreases of the flow rate. While the maximum roughness occurring at 10 % PVP concentration. In general, the roughness average increases with the doping ratio. The diameter size distribution of both TiO2 nanofibers and nanoparticles show the favorite Gaussian distribution.The FESEM images show that the fiber has a uniform distribution and looks like mats. The grain size of TiO2 nanoparticles increase from (58 - 89) nm with the gelatinization time increase from (1 - 5) days respectively, also it increases from (58 - 111) nm with the calcination temperature increase from (500 - 900) °C respectively. In the case of TiO2 nanofibers, the average fiber diameter decreases with increase the applied voltage, and decrease both the flow rate and PVP concentration. Increasing Ag doping ratio will decrease the average fiber diameter, and convert the smooth surface of the nanofibers to granular surface. Silver doped TiO2 nanofibers are very clear in both AFM and FESEM images. The allowed direct band gap of TiO2 nanoparticles slightly decreases from 3.45 to 3.35 eV when the gelatinization time increases from (1 - 5) days respectively. When the calcination temperature increases from (500 - 900) oC, the band gap gradually decreases from(3.45 - 3.30) eV. The band gap of TiO2 nanofibers increase from (3.35 - 3.45) eV due to the increase of the applied voltage from (15 - 21) kV respectively, and decrease from (3.45 - 3.4) eV with increase the flow rate from (1 - 10) ml/h respectively. The decrease of Eg is also observed with the increase of PVP concentration. Finally the band gap decreases from (3.45 - 3.20) eV when the Ag doping ratio increases from undoped to 9 % respectively.PL spectra of TiO2 both nanoparticles and nanofibers are recordedat room temperature and excitation wavelength of 260 nm. Two groupsof peaks were observed, the first peaks lie in the UV region, which can be attributed to the emission of band gap transition related to the anatase structure of TiO2 nanofibers, whereas the second emission band lies in the visible region and originated from the charge recombination at the shallow - trap surface state.Photocatalytic properties in different concentrations (2, 10, and 20) mg/50 ml of both TiO2 nanoparticles and nanofibers were evaluated by photocatalytic degradation of methylene blue (MB) in water under UV light irradiation (λ= 365 nm). The outcomes indicate that Ag doped TiO2 nanofibers exhibited most efficient photocatalytic activity of up to 96 % after 160 min as shown by the degradation of the MB aqueous solution, followed in terms of efficiency the undoped nanofibers, and then nanoparticles respectively. These results make Ag doped TiO2 nanofiberis the most efficient material in water treatment field.

دراسة تحليلية لزيوغ العدسة المغناطيسية المسقطية == Analytical Investigation of Magnetic Lens Aberrations

Author name: محسن صلبوخ ارهيف العمشاني

Supervisor name: حسن نوري عبد الوهاب العبيدي | كاظم جواد كاظم الشجيري

General topic: Physics

Specific topic: Physics

Degree: Doctorate

University: Mustansiriyah University - College Of Science

Language: English

University location: Baghdad

First pages:

Abstract: في هذا البحث تم اجراء دراسة نظرية - حاسوبية لدراسة امكانية طريقة التوليف في الحصول على عدسات مغناطيسية عديمة الدوران والتشويه. حيث تم وضع دالة هدف جديدة لتمثيل توزيع كثافة الفيض المغناطيسي المحوري للعدسات المغناطيسية الثنائية والاحادية الفجوة. تم دراسة تاثير متغيرات الامثلية التي تفرضها دالة الهدف، على الخواص المسقطية والاقطاب المعاد بناؤها المنتجة بواسطة مجالات التصوير. حيث شملت هذه الدراسة كل من مجالات التصوير المغناطيسية الاحادية والثنائية الفجوة.في الحقيقة، تعطي دالة الهدف المستخدمة اثنان من متغيرات الامثلية الهندسية هما سمك الفجوة S وقطر الفتحة D ومتغير امثلية فيزياوي واحد هو تهيج المجال التصويري NI . اظهرت النتائج بان المتغير NI يمكن ان يحذف من اجراء الامثلية لانه لا يؤثر على الخواص البصرية وكذلك الاقطاب المعاد بناؤها. بينما S وD لها اهمية معتبرة في تصميم العدسات المغناطيسية الثنائية الفجوة. اضافة الى ذلك اوضحت النتائج، ان الطريقة الحالية يمكن ان تستخدم بشكل واسع لدراسة وتصميم العدسات المغناطيسية الاحادية والثنائية الفجوة.حيث امكن الحصول على صور عديمة الدوران والتشويه باختيار مناسب لقيم النسب بين فجوات وفتحات العدسة الاولى والعدسة الثانية. | A theoretical - computational investigation for studying the synthesis for possibility to produce a rotation and distortion free magnetic lenses have been carried out. Where, a new target function put forward to approximating the axial magnetic fields of a double and single - gap magnetic lenses. The influence of the optimation parameters araises from the proposed target function on the projector properties and the reconstructed polepeices of the produced imaging fields have been investigate. This investigation were covered both the single and double - gap imaging magnetic fields.In fact, the introduced target function gives two geometrical parameters namely the gap width S and bore diameter D and only one physical parameter which is the field excitation NI. The results have revealed that the parameter NI can be released from the optimition procedure since it gives no effect on the optical properties and hence the reconstructed polepieces. While the parameters S and D have a considerable important in designing double and single gap magnetic lenses. In addition, the results have clearly shown that, present technique can be widely used to design and investigate single and double gap magnetic lenses .Where, a rotation and distortion free images have been obtain by a suitable choice of the values of first lens to second lens gap and bore ratios

اعتماد معامل التصادم على فقدان طاقة الايونات العنقوديه السريعه == Impact Parameter Dependence of Energy Loss of Fast Cluster Ions

Author name: مثنى محمد محمود

Supervisor name: خالد عبد الوهاب احمد | رياض خليل احمد

General topic: Physics

Specific topic: Physics

Degree: Doctorate

University: Mustansiriyah University - College Of Science

Language: English

University location: Baghdad

First pages:

Abstract: Electronic of molecule and ionic clusters study are useful tools in both fundamental research of both material science and plasma physics. The effect of a cluster shown clearly deviatesin the sum of individual effects of each cluster component. Electronic energy loss and channelling of molecular clusters as a function of impact parameter are not so well understood which is according to the mono - atomic ions phenomena. The cluster stopping power can be theoretically treated by the united - atom model, which describes the cluster as an equivalent single atom, with atomic number and mass being the sum of atomic number and mass of each component. This model is limited to the very beginning of the interaction between cluster and the target.The present work describes the calculation of the impact parameter dependent energy loss for bar ions at high velocities, which reproduces full first order calculations for all impact parameters without large scale calculation. The physical inputs which be used the electronic density and the oscillator strength. Atomic units are used throughoutthe present work.This work describes an extension of the perturbative convolution approximation (PCA) model, based on the impact parameter method, for molecules and clusters namely MPCA (Molecular PerturbativeConvolution Approximation). MPCA gives the energy loss as a function of impact parameter taking in the consideration close and distant collisions.In the present work a simple formula for the electronic energy loss of bare ions, screened projectile and molecular cluster ions as function of impact parameter is described. Starting from first order perturbation theory and proposed three programs written in FORTRAN - 90. Using the physical inputs are the electron density and oscillators strengths of the atom. Good approximation has been done to avoid going in a complex numerical calculations and we obtained good agreement with previous works.An extension to the convolution approximation for the ionization probability, energy loss and energy loss straggling as a function of impact parameter for swift ions leads to write a program for the numerical calculations and then apply it on C - target to study the effects of sub - shell on the variation of impact parameter. , and sub - shells have a different effects on the energy loss and energy loss straggling.

دراسة المؤثرات على الاتصالات الليزرية تحت الماء == Study of the Effects on Underwater Laser Communications

Author name: مازن علي عبد علي

Supervisor name: محمد تقي حسين | كاظم حسن حسين الموسوي

General topic: Physics

Specific topic: Laser Physics and Electro-optics

Degree: Doctorate

University: Mustansiriyah University - College Of Science

Language: English

University location: Baghdad

First pages:

Abstract: تم تصميم وبناء منظومة ليزر للاتصالات تحت الماء. هذه المنظومة استخدم الدايود الليزري ذو الطول الموجي (532nm), هذه المنظومة تعمل على تحميل موجة صوتية على ضوء الليزر وارسالها من نقطة الى اخرى. حيث يتم ادخال الموجة الصوتية عن طريق اللاقطة التي تحولها الى اشارة كهربائية ثم تكبيرها وتضمينها. ثم يجهز التيار الى الثنائي الليزري ذي القدرة (50mw)عن طريق الترانزستور(MJ3055), ثم يتم ارسال الحزمة الليزرية خلال الماء واستلامها من الجهة الاخرى. استخدم انبوب من الزجاج نوع بايركس مغلق من الطرفين بواسطة نافذتين من الكوارتز. ان دائرة الاستقبال تعمل على تحويل الاشارة الليزرية الى اشارة كهربائية ضعيفة بواسطة الكاشف. هذه الاشارة تكبر ثم يتم فتح التضمين للحصول على الاشارة الصوتية التي تكبر باستخدام ال( (I.C 386 ويتم ارسالها عن طريق السماعة. في هذا العمل استعمل ثلاثة انواع من الاوساط المائية كاوساط ماصة للاشارة, تم تحقيق اتصال صوتي تحت الماء لمسافة (1m) ولثلاثة حالات : الاولى : في درجة حرارة الغرفة وكانت نسبة الاشارة الى الضوضاء (13.9dB) للماء المقطر, الثانية : باستخدام موشور نيكول حيث كانت نسبة الاشارة الى الضوضاء (dB12) للمستقبلة الاولى بينما كانت (11.4dB) للمستقبلة الثانية في الماء المقطر. الثالثة : في درجات حرارة مختلفة حيث كانت نسبة الاشارة الى الضوضاء (6.9dB) عند درجة حرارة (307K) بينما كانت (14.5dB) عند درجة الحرارة (333K). تم حساب معامل التوهين الحاصل لليزر المار خلال الماء (مقطر, حنفية, نهر). تم استخدام برنامج (MATLAB) لتحليل الحزمة الليزرية المرسلة والمنعكسة وملاحظة توزيع الشدة في ظروف مختلفة.وكذلك تم استخدام برنامج (ZEMAX - 7) الخاص بالتصاميم البصرية, لتصميم منظومة لمرور الشعاع الليزري خلال الماء ومنها تم حساب دالة الانتقال البصري, ومخطط البقعة الليزرية, والطاقة المتجمعة, وعدم التضليل في الشعاع | A design and construct underwater laser communication system have been studied. This system used diode laser of wavelength 532nm. It works by modulating sound wave on the laser beam and sending it away from point to another. The sound wave passed in a microphone and then converts into an electrical signal; this signal will be amplified and modulated. The resultant current is supplied to a laser diode (50mW) output through the transistor (MJ3055) and the laser beam allows passing through water and received from the other side. A tube of pyrex glass of length (1m) is used to contains two quartz windows. The laser power in receiver circuit is converted to a weak electrical signal using silicon detector. This signal is amplified and the audio frequency is separated from carrier frequency and then amplified using (I.C 386) a whole speakers. In this work three types of water medium have been used with different absorption signal. To satisfy a high quality sound communication link underwater for a distance about (1m) using the three following cases : • At room temperature : the signal to noise ratio S/N is (13.9) dB for distilled water, while (9.5) dB for tap water and (6) dB for river water. • Nicol Prism is used and the signal to noise ratio of (12) dB for first receiver while (11.4) dB for the second receiver in distilled water.• At different temperature : the signal to noise ratio S/N increase with increasing temperature is measured (6.9) dB in (307) K while (14.5) dB for river water at (333) K. The attenuation factor of laser beam which passing through three types of water (distilled, tap and river) have been measured. The intensity distribution of the incident laser beam and the reflected beam is computed and analyzed with matlab code, the changes in distribution of intensity of the transmitter pulse are compared with various conditions.Finally zemax 7 code is used, to design the optical system for the laser beam through the water, and calculate optical transfer function (OTF), spot diagram, encircled energy, and unvignetting rays

تـمـيـيز الـبلازما في مـعـجـل سـكـة كهـرومغـناطـيسي مـسـتمر == Characterization of Plasma in D.C. Electromagnetic Rail Accelerator

Author name: لطـفي مـجـيد مـحـمد صالـح

Supervisor name: مهدي هادي جاسم | صباح توفــيـق احــمــد

General topic: Physics

Specific topic: Plasma Physics

Degree: Master

University: Mustansiriyah University - College Of Science

Language: English

University location: Baghdad

First pages:

Abstract: فـي هـــذا البـحـث تـم اسـتـخــدام معـجـــل ســـكـة كـهــرومغــــناطـيـــسي بابـعاد (10x10 mm2 ) ، ذو تجـويـف مربـع وبطـول ( 2 m ) ومجـهز بطاقـة ( 60 kJ ) عـبـر مجامـيع متـسـعات ذات سـعة كـلـية (mF 133) ، وتعـمل ضـمـن جـهـد (750 - 1000 V ) والتـيار النـبـضي الخارج بحــدود (kA 70 ) ، اسـتـخدمت هـذه المـعـلـمات لحـساب ممـيزات البـلازما كـدالــة لكـتـلـتـها داخــل مـعـجـل الـســكة .افـترض ان تـكــون التـوصـيلـية مـنـتـظـمة للـبلازما وان تـكــون الـبلازما مـتايـنــة كـلـيا ، عـنـد حـدوث عـمـلــية فـصل الشـحــنات في حافات الـبلازما فان القـذيـفــة الـمـوجـــودة فـي مــقـدمــــة الـبلازما تــتـعـجــل بـفــعـل قــوة لـورنـز (Lorentz Force ) ( ) ، حـيــث انـه هـنالـك جــزء مـن مـتــجـه الـتـيار مـواز لاتـجاه الـتــعـجــيل . تـم تـحـديــد خـصائـص الـبلازما من خــلال حـلـول انـية لمـعادلات حـفـظ الكــتـلة وحـفـظ الطاقــة وحـفـظ الـزخــم ، بالاضافــة الى حـلـول مـعادلــة ساها ( Saha Equation ) ، وبـذلـك لـوحـظ عـلاقــة تـغـيرها مـع كـتـلــة الـبلازما ، وان الحالــة المـتـعادلــة تـحـدث عـنـدما تـتـساوى الطاقــة المـتـبـددة في الـبلازما بـشـكل حـرارة اومـيــة ( I2RP ) بالطاقة الحـــراريـة المـفــقـــودة مــن الـبــلازما فــي درجــــة حــرارة ( 16500 oK ) ، وان نـــســــبة ( 62% ) من الـبلازما قــد تايـنـت ، لـذلـك فان افـتـراض الـتايـن الاحادي للـبلازما قــد تـحـقــق . تــم قــياس الـســرعـــة الـنـهائـيـــة لـقــذيـــفــــة تــزن ( 1 g ) فوجــدت مـــساويـة لـ ( 1070 m/sec ) تـقـريـبا ، والـتي هـي اقــل مـن الحـساب النـظـري ( 1101 m/sec ) في زمـن قـــدره ( 1.9 msec ) . تـمـت المـقارنــة مـع تجارب الاخــريـن والـتـي تـتــضـمـن ضـعـف قـيــمة الـتــيار والـطاقـــة الـتـي اسـتـخــدمـت فـي البـحــث وذلــك لـعـــدم تــوفــر ابـحاث مــنـشــورة بـطاقــة مـقاربـة للـمـقارنـــة . | In the present work an EM. Railgun is considered the dimension of (10x10 mm2) with square bore of length two meters, powered of (60 kJ) by capacitor banks (133 mF) and operated at (750 - 1000) volt. The output pulse current measured is about (70 kA), used to evaluate the plasma characteristics as a function of plasma mass inside the Railgun. The plasma conductivity is assumed to be uniform and to be fully ionized; when charge separation occurs at the edges of plasma, the projectile is located ahead of plasma armature which is accelerated by Lorentz force ( x ), indicating that there is a small component of current parallel to the direction of acceleration. The plasma parameters are determined by a simultaneous solution of the conservation of mass, momentum and energy equation together with Saha equation, so that the relationship with the plasma mass are satisfied, and the equilibrium condition occurs when the energy dissipated in the plasma by ohmic heating (I2RP) balanced by the heat loose from the plasma at a temperature of (16500 oK) and (62%) of the plasma ionized, therefore, the assumption of singly ionized plasma is justified. The muzzle velocity of (1 g) projectile is measured approximately to be (1070 m/sec) which is less than the theoretical calculation (1101 m/sec) at (1.9 msec). The comparison with other experiments have been described where the current and the energy powered are two times the present work and more; because of unlucky findings, interested energy being published to be compared with present work

دراسة تاثير التركيزعلى الكفاءة الكمية لصبغة الفثالوسيانين - نحاس CuPc == Study of the effect of concentration on the quantum efficiency of copper - Phthalocyanine dye (CuPc

Author name: كاترين كاظم شنشل

Supervisor name: محمد تقي حسين | صبري جاسم لفتة

General topic: Physics

Specific topic: Physics

Degree: Master

University: Mustansiriyah University - College Of Science

Language: English

University location: Baghdad

First pages:

Abstract: لقد تمت دراسة اطياف الامتصاص والفلورة للصبغة العضوية نوع الفثالوسيانين - نحاس(CuPc) في المذيب الدايوكسان, وتحت ظروف طبيعية عن(درجة حرارة الغرفة) وللتراكيز الثلاثة (5x10 - 5 , 1x10 - 4 , 2x10 - 4) مولاري. ان الشدة النسبية لطيفي الامتصاص والفلورة تزداد مع زيادة التركيز وهذا ينطبق مع قانون بير - لامبرت. ان جزيئة الفثالوسيانين((CuPc تمتلك حزمتي امتصاص في المنطقة المرئية وفوق البنفسجية من الطيف,حزمة الطاقة العالية تقع عند حوالي 350 نانومتر,وتعرف عموما باسم حزمة - B.بينما حزمة الطاقة الواطئة فتقع عند حوالي 650 نانومتر,وتعرف عموما باسم حزمة - Q.وقد بينت النتائج تاثير نقصان التركيز في ازاحة اطياف الامتصاص والفلورة الى الاطوال الموجية القصيرة .(Blue Shift) كانت كفاءة الكمية لـ (CuPc) عند التركيز الاول (2x10 - 4) مولاري في منطقة UV/visible 52%) و59%) على التوالي, وزمن العمر الاشعاعي (2.5071 و3.1802) نانوثانية وزمن عمر الفلورة (1.3036و 8763.1) نانوثانية على التوالي, وكانت كفاءة الكمية عند التركيز الثاني (1x10 - 4) مولاري 73%) و65%) وزمن العمر الاشعاعي (5.1426 و5.9717) نانوثانية وزمن عمر الفلورة (7540. 3 3.8816) نانوثانية وعلى التوالي, وكانت كفاءة الكمية عند التركيز الثالث (5x10 - 5) مولاري 83%) و74%) وزمن العمر الاشعاعي (6.2593 و7.6244) نانوثانية وزمن عمر الفلورة (5.1952 و5.6420) نانوثانية وعلى التوالي. دلت الدراسة لاطياف الامتصاص والفلورة للصبغة العضوية (CuPc) بان علاقة الكفاءة الكمية تتناسب عكسيا مع زيادة التركيز | The Absorption and Fluorescence spectra have been studied for organic dye Copper - phthalocyanine (CuPc) in solvent Dioxane separately under normal circumstances at (room temperature) for three concentration (2x10 - 4, 1x10 - 4, 5x10 - 5) M. The intensities of the absorption and fluorescence spectra are increasing with the increase of the concentration which agrees with Beer - Lambert Law. Phthalocyanine molecules (CuPc) have two absorption bands in the visible and ultraviolet region of the spectrum. The higher energy band, occurring at around 350 nm, is generally known as the B - band. The lower energy band, occurring at around 650nm, is generally known as the Q - band. The measurement shows that the Absorption and Fluorescence spectrum have shifted to short wavelengths (Blue Shift). The quantum efficiency of (CuPc) at (2x10 - 4 M) in UV/visible region is (qFM = 52% & 59%) respectively. While the radiative life time is (tFM = 2.5071 ns & 3.1802 ns) and the fluorescence life time is (tF = 1.3036 ns & 1.8763 ns) respectively. For the second concentration (1x10 - 4 M) is (qFM = 73% & 65%), (tFM = 5.1426 ns & 5.9717 ns) and (tF = 3.7540 ns & 3.8816 ns). For the third concentration (5x10 - 5 M) is (qFM = 83% & 74%) (tFM = 6.2593 ns & 7.6244 ns) and (tF = 5.1952 ns & 5.6420 ns).The quantum efficiency results appear to be increase with decreasing concentration.

المقاطع العرضية للانوية المركبة المتكونة من تفاعلات (n,p) و(p,n)

Author name: فردوس سامي حسين الياسري

Supervisor name: ايمان طارق العلوي

General topic: Physics

Specific topic: Physics

Degree: Master

University: Mustansiriyah University - College Of Science

Language: English

University location: Baghdad

First pages:

Abstract: The cross sections for (p,n) and (n,p) reactions were calculated according to the available International Atomic Energy Agency (IAEA) libraries and other experimental published data. The well known international libraries like EXFOR, ENDF, JENDL, JEF, JEFF, BROND, CENDL, contain some cross sections measured during the period from the middle of the last century up to several years ago.This study is concerned with the nuclear reactions used in the production of the protons or neutrons, which are important in shielding calculations, accelerators and proton therapy.The analyzing of a complete energy range has been done starting from threshold energy for each reaction. The cross sections are reproduced in fine steps of incident proton or neutron energy in 0.01 MeV intervals with their corresponding errors. The adopted cross sections for all available experimental data have been calculated for all the considered reactions. A mathematical representative equation for all these reactions is formulated. These equations represent the variation of the cross section with energy, which could be used to predict the values of uncalculated cross sections.The cross sections of light elements like Tritium , Helium , Lithium isotopes ,Berlium , Boron isotopes , Carbon , Nitrogen , Oxigen , Alaminum , Silinum isotopes , , , and Phosfor in specific reactions were considered. The calculation of the adopted values for (p,n) and (n,p) reactions have been done and compared with international libraries which give good agreements.The (n,p) reactions cross sections values are derived from the data of (p,n) reactions and visa versa as a function of neutron or proton energy, respectively, by using the reciprocity theory and the principle of reverse reactions for the ground state.The stopping power according to Zeigler formulae was used in order to obtain the neutron yield for each reaction. Q - value, threshold energy, binding energy, compound nucleus cross sections, transmitted wavelength and the probability of occurrence of the reaction have been also calculated.The programmes of adopt.m, reverse.m, stop.m, yield.m, and cnpw.m have been built for the first time in the present work using Matlab 7.0 to calculate the results of the present work, as well as SRIM (2003) program.The evalutated (p,n) and (n,p) cross sections which are used for the first time, in spite of the numerous data available, a limited number of studies concerning the light elements with very small half life are still very important in nuclear technology. They prove that our calculated values are in good agreement with the published data.

دراسة التغير النهاري للاشعاع الشمسي على مدينة بغداد == A Study of Diurnal Variation of Solar Radiation Over Baghdad City

Author name: فاتن عزت محي الدين علي العبيدي

Supervisor name: امال محمد الحلو | علي عبد داود الزكي

General topic: Physics

Specific topic: Solar Energy Physics

Degree: Doctorate

University: Mustansiriyah University - College Of Science

Language: English

University location: Baghdad

First pages:

Abstract: يعتمد مظهر اي مشهد مضاء بواسطة الاشعاع الشمسي المباشر وغير المباشر على مجموعة من العوامل. توزعت هذه العوامل بين هندسية الرؤيا، انعكاسية تركيب المشهد، الاضائية والظروف الجوية. وبمرور الوقت فان هذه العوامل تتغير وبالتالي تؤثر على كيفية ظهور المشهد. تعتبر مجموعة صور المشهد الملتقطة والتي يتم جمعها بمرور الزمن ذات قيمة في دراسة تغاير مظهر المشهد والذي يمكن ان يقود الى تطبيقات جديدة ويساعد على تحسين النظريات والاساليب القائمة والتي تقود الى اضاءة اوساط يمكن السيطرة عليها. يوفر تحليل مجموعة الصور على فهم التاثير الذي يمكن ان تسببه الاضاءة على اداء النظام البصري. تم تقديم الدراسة الحالية كدراسة تحليلية احصائية مركزة لمجموعة الصور الملتقطة تحت اضاءة الاشعاع الشمسي المباشر وغير المباشر لمشهد ما بداخل منظومة بصرية مائلة باتجاه خط الاستواء. تم اجراء التحليل من خلال دراسة تغاير بضعة عوامل احصائية كدالة للزمن فضلا"عن مساحة فتحة نافذة الضوء المستخدمة، اختبار افضل القياسات الكمية لمحاكاة تغاير الشدة اليومي مع الزمن وبالتالي دراسة تاثير الاضائية على تباين الصورة. تم تحقيق الاهداف السابقة من خلال تحليل الصور عبر التغاير اليومي للحزم الحمراء - الخضراء والزرقاء والمركبةL. تم اعتماد ثلاث خوارزميات بالاستناد على الخواص الاحصائية لمؤثر سوبل لكشف الحواف، الخط ومنطقة الصورة المستقطعين. في الخوارزمية الاولى والمستندة على الخواص الاحصائية للحافة تم ملاحظة وجود حالة مستقرة للتباين مع الزمن بين اوقات شروق وغروب الشمس مع وجود حالات استثناء اثرت بفاعلية على قيمة التباين تمثلت بوجود الهباء الجوي في الساعات الضبابية والاضاءة الداخلية العالية. للخوارزمية اعلاه وتحت تاثيرمستقر لحالة الطقس وباستخدام زاوية خط العرض كزاوية ميل تم ملاحظة سلوك متميز قوي للتغاير اليومي للقياسات الاحصائية مع مساحة الفتحة المستخدمة في الاعتدالين. اكدت الخوارزمية المعتمدة الانحراف الشمسي الحاصل في الاعتدالين وفتحت حقل جديد للتعاون بين علم الفلك، جمع البيانات، التقنية البصرية وتحليل الصورة لفهم العالم الذي نعيش فيه.تم استخدام نتائج الخوارزمية الثانية والمستندة على الخواص الاحصائية للخط المستقطع لفحص الصورة. اظهرت قياسات الشدة وباستخدام هذه الخوارزمية معلومات حيوية عن انواع مختلفة من الاستطارة للضوء قيد الدراسة ومن ثم الطبيعة الفيزيائية للضوء. اظهرت نتائج القياسات لشدة الخط المستقطع الدور المتميز لاستطارة رايلي وماي والتي تعمل وبصورة منفردة ولفترات زمنية محددة على توزيع قيم شدة الخط المستقطع للحزم الحمراء - الخضراء والزرقاء والمركبة L. ان موقع الخط المستقطع على الصورة الملتقطة يحدد نوع العامل الاحصائي والذي يمكن استخدامه في علاقته مع الزمن ومساحة فتحة نافذة الضوء في تمثيل التغاير اليومي لبعض الظواهر الفيزياوية. تم ملاحظة دور العامل الاحصائي SNR في علاقته مع الزمن والمساحة كعامل محسن لحالة التشوه الحاصل في الصورة لحالة الخط المستقطع والمار بمنطقة متجانسة بيضاء، في حين لم يتحقق التحسين السابق لخط اخر يمر بمناطق لونية مختلفة. بينت النتائج ان افضل عامل احصائي لتمثيل تغاير الشدة اليومي مع الزمن وتغاير الانحراف الشمسي لمنحنيات الشروق/الغروب في علاقات تغاير مركباتها المختلفة للتباين مع المساحة هو المعدل وmx+mn. تم استخدام الخوارزمية الثالثة بالاستناد على الخواص الاحصائية للمناطق المستقطعة من الصورة. بينت النتائج ان مساحة فتحة نافذة الضوء المستخدمة تؤثر وبقوة على توزيع شدة الاطوال الموجية المهيمنة للرؤية النهارية (470، 535 و610 ) نانومتر، حيث حصل انفصال واضح لمنحنيات الشروق والغروب في كل ايام العمل بحالة شدة ثابتة وواطئة عن باقي الفترات لحالة مساحة فتحة نافذة الضوء الصغيرة (10 ×10) سم2 وغير ذلك للمساحة الكبيرة (40 ×40)سم2 | The appearance of a scene illuminated by direct and indirect solar radiation depends on a variety of factors. Among these factors are the viewing geometry, scene structure reflectance, illumination and atmospheric conditions. As time elapses, these factors change altering the appearance of the scene. Sequence images of a scene collected over time are valuable in studying the scene appearance variation. This can lead to novel applications and help in enhancing the existing methods that are leading to environments which can be controlled. So, a focused statistical analysis study to the sequence captured images is introduced. This has been done by utilizing sunlight/skylight as a source to illuminate a scene inside a tilted optical system facing the equator.Analysis of such sequence provides an understanding to the effects that the illumination may cause on system performance. This is achieved by studying the variation of some statistical estimators as a function of time as well as window's aperture area, testing the best quantitative measurements to simulate the diurnal intensity variation with time and hence investigating an illuminance effect upon image's contrast. These aims have been achieved by analyzing such images through the diurnal variation of RGB bands and L - Component. Based on Sobel edge detector's, extracted line's and block's statistical properties, three algorithms have been executed. For an algorithm based on an edge statistical properties and between sunrise and sunset times, a steady state for the diurnal variation of contrast value with time had been obtained. However, there are some exceptional cases. Aerosols in hazy hours and high interior illuminance affect attractively upon contrast's value. In this algorithm, under steady weather condition, using site's latitude as a tilted angle, a significant behavior of the diurnal statistical estimators variation with area of window's aperture strongly noticed in the case of the two equinoxes. The adopted algorithm emphasizes the sun declination at equinoxes and opens a new field of cooperation between astronomy science, data acquisition, optical technique and image analysis to understand our world. A second algorithm, based on the extracted line statistical properties, has been used for image examination. Using this algorithm, the intensity measurements provide vital information on the different types of scattering light under study and hence on the physical nature of the light. Rayleigh and Mie scattering are the dominant effects. Each one, individually, works at certain intervals upon the extracted line intensity values of RGB bands and L - Component. Line's location upon captured image specifies the type of statistical estimator, which can be used in its relationships with time and area of window's aperture to represent the diurnal variation of some physical phenomena. An enhanced statistical estimator for the distortion case has been signified in SNR relationships with time and window's aperture area. This is true for the extracted line that passes through homogeneous white region, while it isn't the case for another one passes through different color regions. Mean and mx+mn estimators are found to be the best statistical estimators to represent the diurnal intensity variation with time and sunrise/sunset sun declination variation curves in their corresponding different contrast parameters variation with area. Based on extracted block statistical properties, the third algorithm has been used. The results show that the area of window's aperture strongly affects the intensity distribution of the dominant wavelengths for human photopic vision (470, 535 and 610)nm. For all dates, the sunrise and sunset curves split with a steady and lowest intensity states from other periods of times for the case of lowest area (10x10)cm2, while it isn't the case for biggest area of window's aperture (40x40)cm2.