Thesis (MScEng (Electrical and Electronic Engineering))--University of Stellenbosch, 2009. / ENGLISH ABSTRACT: The origin of chaff dates as far back as WWII, acting as a passive EM countermeasure it was used to confuse enemy radar systems and is still in use today. The purpose of this study is, firstly, to build up a knowledge base for determining chaff parameters and secondly, to calculate the theoretical Radar Cross Section (RCS) of a chaff cloud. Initially dipole resonant properties are investigated relative to dipole physical dimensions. This is extended to the wideband spatial average RCS of a dipole with application to chaff clouds. A model is developed for calculating the theoretical RCS of a cloud typically produced by a single, multiband chaff cartridge. This model is developed on the principles of sparse clouds with negligible coupling; the dipole density for which the model is valid is determined through the statistical simulation of chaff clouds. To determine the effectiveness of chaff clouds, the E-field behaviour through a chaff cloud is investigated numerically. From simulation results a model is developed for estimating the position and drop in E-field strength. It is concluded that though it would be possible to hide a target behind a chaff cloud given ideal circumstances, it is not practical in reality. Given the presented results, recommendations are made for future work. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die oorsprong van kaf dateer so ver terug as WOII. Dit was gebruik as ‘n passiewe EM teenmaatreël teen vyandelike radar stelsels en is steeds vandag in gebruik. Die doel van hierdie studie is eerstens, om ‘n kennisbasis op te bou vir die bepaling van kaf parameters en tweedens, om die teoretiese RDS van kafwolke te bereken. Aanvanklik word die dipool resonante eienskappe ondersoek relatief tot die dipool dimensies. Die studie word uitgebrei tot die wyeband ruimte gemiddelde RDS van ‘n dipool met toepassing op kafwolke. ‘n Model word ontwikkel om die teoretiese RDS te bereken vir ‘n tipiese kafwolk geproduseer deur ‘n enkele, multi-band kafpakkie. Die model is gegrond op die beginsels van lae digte kafwolke met weglaatbare koppeling; die dipool digtheid waarvoor die model geldig is, is bepaal deur statistiese simulasie van kafwolke. Om die effektiwiteit van kafwolke te bepaal, word die E-veld gedrag deur kafwolke numeries ondersoek. Vanaf simulasie resultate word ‘n model ontwikkel om die ligging van, en daling in E-veld sterkte af te skat. Daar word tot die gevolgtrekking gekom dat, alhoewel dit moontlik is om ‘n teiken agter ‘n kafwolk te versteek in ideale omstandighede, dit nie prakties is nie. Na aanleiding van die resultate verkry, is aanbevelings vir verdere werk gedoen.

Les spectres énergétiques (sections efficaces doublement différentielles) de production de protons, deutons, tritons et particules alpha induite par des neutrons rapides sur 209Bi et natU sont présentées pour plusieurs énergies de neutrons incidents comprises entre 25 et 65 MeV. Les spectres ont été obtenus à 9 angles laboratoire entre 20° et 160° et extrapolés et interpolés à 10 autres angles afin de couvrir le domaine angulaire de 0 à 180°. Le dispositif expérimental et les procédures d'analyse des données incluant les corrections et la normalisation sont présentées et discutées. Sur base des sections efficaces doublement différentielles obtenues, les sections efficaces différentielles en énergie et en angle ainsi que les sections efficaces totales de production et les coefficients KERMA partiels associés sont également déduits. La thèse présente également des comparaisons aux rares mesures existantes dans la littérature ainsi qu'aux calculs théoriques basés sur les codes de réactions nucléaires INCL3, GNASH et TALYS. Tandis que l'INCL3 se base sur la cascade intranucléaire, les deux autres codes intègrent le modèle optique et les modèles de réactions directes, de prééquilibre, de fission et de noyaux composés dans un unique schéma de calcul. Finalement, sur base de l'ensemble des résultats obtenus depuis une dizaine d'années par le groupe, une vue nouvelle des sections efficaces totales de production et des coefficients KERMA partiels en fonction de la masse de la cible est proposée.

<p align="justify">L'étude des phénomènes physico-chimiques de l'atmosphère nécessite la connaissance préalable des caractéristiques de chacun de ses constituants, ainsi que de leurs distributions spatiales et temporelles. Les méthodes spectroscopiques permettent la détection simultanée de nombreux constituants atmosphériques par la mesure quantitative de leurs absorptions. Dans le domaine UV-visible, ces techniques se basent sur la loi de Beer-Lambert, dont l'application nécessite la connaissance d'un spectre de référence exempt d'absorption. Il est impossible d'obtenir un tel spectre dans le cas des mesures atmosphériques. On a alors recourt à la technique dite de spectroscopie d'absorption différentielle (Differential Optical Absorption Spectroscopy) qui analyse les composantes des absorptions variant rapidement en fonction de la longueur d'onde.</p> <p align="justify">Trois instruments ont été développés dans le cadre de ce travail pour la mesure par spectroscopie d'absorption différentielle dans le domaine UV-visible. Le premier utilise un spectromètre par transformée de Fourier, les deux autres des spectromètres à réseau associés soit à une barrette de photodiodes soit à un détecteur de type CCD. Ces instruments ont été conçus dans le but de fournir des mesures de divers constituants (03, SO2, NO2, HNO2, H2CO, toluène, benzène) de manière automatique et en utilisant des trajets d'absorption courts ( < 1 km). Les performances de chacun de ces instruments ont été évaluées au cours de différentes campagnes de mesure. Le spectromètre par transformée de Fourier s'avère être un outil performant pour de telles mesures, son principal avantage étant de posséder une calibration en longueur d'onde interne, précise et reproductible. Les instruments utilisant un spectromètre à réseau associé à un détecteur multi-éléments présentent un certain nombre d'inconvénients rendant peu aisées les mesures troposphériques sur de courtes distances. Ces inconvénients sont liés soit au spectromètre ( calibration en longueur d'onde externe, modification de celle-ci au cours du temps) ou aux détecteurs ( gains différents pour chacun des éléments sensibles du détecteur, phénomènes d'interférence au niveau des fenêtres de protection). Ces problèmes augmentent la complexité de l'analyse des spectres atmosphériques.</p> <p align="justify">Un paramètre d'importance primordiale pour la détection d'un polluant, est sa section efficace d'absorption. Nous avons mesuré la section efficace de trois molécules d'intérêt atmosphérique, SO2, CS2 et NO2. Ces spectres ont été obtenus à l'aide d'un spectromètre par transformée de Fourier, aux résolutions de 2 et 16 cm-1. La dépendance vis-à-vis de la température a été confirmée dans le cas du NO2. Pour cette molécule, un effet de pression a en outre été observé pour la première fois dans le domaine spectral 12000 20000 cm-1 (500-830 nm). Cet effet est important et peut engendrer des variations de 45% de l'intensité de la section efficace lorsque la pression partielle de NO2 varie de 0.02 à 1.0 torr. L'influence du choix des sections efficaces sur les mesures stratosphériques de NO2 a également été mise en évidence. L'utilisation de sections efficaces obtenue à basse température (220 K) implique une diminution de 20% de la quantité de NO2 mesurée mais également une diminution de l'erreur sur cette mesure. Ceci indique la nécessité de tenir compte de la dépendance des sections efficaces de NO2 à la température lors de l'analyse de spectres stratosphériques.</p>

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Measurements of the differential cross sections for backward (pi)('+)p and (pi)('-)p elastic scattering have been made for incident pion momenta between 30 and 90 GeV/c in the angular range 0 ) p(pi)('-), the (DELTA)(,(delta)) and N(,(alpha)) for (pi)('+)p (--->) p(pi)('+). As is given by this model, the momentum dependence of the differential cross-section, d(sigma)/du for fixed u, may be parameterized with the form (DIAGRAM, TABLE OR GRAPHIC OMITTED...PLEASE SEE DAI) The values n('+) = 2.31 (+OR-) 0.07 and n('-) = 2.08 (+OR-) 0.06 are obtained for n at u = 0 for (pi)('+) and (pi)('-) scattering respectively.

Measurements of the differential cross-section for elastic scattering of positive and negative kaons off of a proton target are given in this dissertation. The beam momenta were 100 GeV/c and 200 GeV/c. The range of t, the four momentum transfer squared, measured was 0.4 < -t < 3.0. The experiment was performed at Fermilab. The data is consistent with previous experiments. Because of the much greater statistical accuracy of this experiment, it is now clear that the apparent equality of the pion and kaon cross-sections at larger t was due to poor statistical accuracy. The experimental results are not predicted by any theory. Furthermore, the difference between the pion and kaon differential cross-sections is not explained by geometrical scaling, as it was in the past.

The objective of this thesis is to describe the development, construction and use of a new tool for optical coherent transient spectroscopy. The new tool is a frequency-switched CO₂ laser. A highly stable laser design was modified to include an intra cavity electro-optic modulator, which al lows the output of the laser to be frequency-switched. The frequency modulated output is used in spectroscopic experiments whose goals are the determination of decay rates for infrared moIecuIar transitions. The use of a frequency-switched laser is the most prom i sing means of making such measurements on nonpoIar molecules. The use of an electro-optic crystal inside a laser cavity introduces a number of fundamental problems which must be overcome before the instrument can be used to make useful spectroscopic measurements. These problems are brought about by the need for a stable laser amplitude and frequency output. The development of a novel stabilization technique to overcome these problems is documented in this thesis. Also included in this thesis is a description of the microcomputer and associated electronics necessary to integrate the laser into an experimental apparatus capable of performing signal averaging and background subtraction on raw time resolved data. The final chapters of this work describe experiments and results of measurements of the scattering cross sect ions of a nonpolar molecule with rare gas perturbers. The nonpolar molecule is SF₆ and the rare gas collision partners are Helium, Argon, and Xenon. The results indicate that the scattering cross section for state changing collisions displays a mass dependance predicted by classical collision theory. However, the measured cross sections for elastic velocity-changing collisions appears to be mass independent, which is at variance with theory.

The hypothesis of horizontal gene transfer of a hybrid gene from bacteria to the filamentous Ascomycota was tested using constrained phylogenetic analyses and tests of topological congruence. Results suggest that the hybrid gene was acquired from bacteria by a single transfer before the radiation of the Leotiomyceta. The phylogenetic relationship among Nimbya and Embellisia was investigated using both morphological and molecular data. Examination of conidia morphology revealed that Nimbya and Embellisia comprise two and four distinct morphological groups, respectively. Molecular analyses support all morphological groups of Nimbya and Embellisia and reveal that both genera are polyphyletic. Results suggest the circumscription of these genera is based upon convergent morphological characters. To further understand the evolutionary relationship among Alternaria and closely related genera, ten protein-coding genes were sequenced across 176 species. Three genes possessed significant substitution saturation and two other genes did not possess sufficient phylogenetic signal to assess relationships among the asexual Alternaria. The remaining five loci revealed strong support for asexual Alternaria and the order of divergence among eight asexual Alternaria species-groups. The current polyphyly of Alternaria was resolved using morphological and molecular data. Morphological examination revealed that most members of the infectoria clade (sexual Alternaria) produce diagnostic colony characters on dichloran rose bengal yeast extract sucrose agar (DRYES) and weak potato dextrose agar (WPDA) that are fundamentally different as compared to other small-spored Alternaria species. These data also revealed that all members of the infectoria clade produce arachnoid vegetative hyphae with multiple primary conidiophores, whereas other small-spored Alternaria species do not. Phylogenetic analyses revealed that the sexual infectoria clade clusters with other sexual genera phylogenetically distant to the asexual Alternaria. Lastly, the validity of taxonomy and the phylogenetic relationship among three small-spored Alternaria species was examined. Total ortholog comparisons and whole-genome comparisons revealed that the DNA sequence of A. alternata ATCC 11680 has a higher percent similarity to A. tenuissima EGS 34-015 than to A. alternata EGS 34-016. This suggests that these two isolates share a more recent common ancestor and A. alternata EGS 34-016 is more distantly related.

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