外电场中分子内电子转移速率常数的研究

电子转移在有机分子及生物体中有重要意义,是目前最活跃的研究领域之一.关于电子转移的速率理论,目前有Marcus的经典模型、对核运动作量子力学处理的量子力学模型,以及忽略核运动隧道效应而考虑非绝热电子态跃迁的半经典模型.在研究对称双势阱结构图1(a)的电子转移时,有适合于弱偶合的半经典动力学模型.而在外电场中,电子转移反应能垒降低,势能面结构不再是对称结构图1(b),这时,基元步骤为放热反应.当外电场达到某一阈值时,反应能垒完全崩溃,变为如图1(c)所示的无能垒结构.在外电场中考察反应的重组能(E_λ),电子转移矩阵元(V_(AB)),活化能及反应速率常数,对分子电子器件等的研究具有重要意义.本文在谐振模型近似下,建议外电场作用下双势阱结构的半经典模型,计算在外电场作用下共线电子转移O_2O_2~-→O_2~-O_2的透热势能面、过渡态结构参数及反应速率常数.     

无碰撞磁场重联中电子动力学的粒子模拟

采用二维全粒子模拟方法研究了存在初始引导场情况下的无碰撞磁场重联中电子的动力学特征, 在计算中采用的质子电子质量比为m_i/m_e=256. 结果表明, 初始强引导场的存在将会改变电子的流向, 在沿着分离线的电子入流区出现了电子密度空洞和平行于磁场的电场, 入流和密度空洞只出现在二、四象限内. 另外与采用较小的质子电子质量比的计算结果不同的是, 在X线附近的扩散区出现了新的结构特点: (1) 在此处同时出现了狭窄的电子密度增大区和空洞区; (2) 与X线附近电子密度的变化相对应, 在扩散区沿着一、三象限的方向出现了较强的平行电场, 而这部分电场对电子的加速和加热可能会比空洞区的电场作用更大一些.     

转动磁中子星的表面能级及其观测效应

在中子星表面有一层致密的金属壳层,它是一种由铁核构成的体心点阵晶态物质,密度约为10~4克/厘米~3,即约相当于普通金属的10~3倍.对于转动的有磁场的中子星,由于常常存在较差转动,金属壳层与磁场之间可能有相对运动.这样,转动的磁场就会在金属表面内感生电场.其场强E值可达10~8～10~9静电单位. 表面物理的研究已经表明,表面的强电场会造成电子的表面态,或表面能级.因为,指向表面内部的电场与表面势一起构成一个势     

基于真实地磁场的中低纬电离层电场理论模式

地磁场作为电离层电动力学过程的背景磁场, 对全球电离层发电机过程以及电离层电场、电流的分布有着决定性的影响. 在研究电离层电场经度结构等精细问题时, 以往模拟中经常采用的偶极场近似过于粗糙和理想化. 基于电离层发电机理论, 通过改进原有电离层电场模式, 在改良的APEX坐标系下发展了一个电离层发电机模式. 该模式较为灵活, 地磁场既可采用较为真实的国际地磁参考场(IGRF)也可采用理想的偶极场, 中性风场和电导率由经验模式的输出参数计算得出. 采用逐线法求解电势的偏微分方程得到中低纬电离层静电势、电场和电流的时空分布. 模式较好的再现了电离层电势、电场和赤道电集流的基本结构和形态, 可应用于中高层大气、电离层电动力学过程的相关研究.     

用热离子泡开展铯原子强电场特性研究

原子强电场效应的光谱研究大多利用原子束与脉冲激光开展,实验线宽一般为几至几十GHz.近年来随着连续波激光的应用,已有10MHz量级实验线宽的实验结果报道.在泡中开展高分辨电场效应研究也有几例报道,但均通过双光子激发,因而信号很弱,实验仅限干弱场下原子极化率的研究.最近我们将四极-偶极共振增强消Doppler光谱方法引入到     

旋转磁场强度和频率对Pb-Sn合金凝固组织的影响

研究了Pb-45%Sn亚共晶和Pb-85%Sn过共晶合金在旋转磁场作用下的凝固组织, 发现旋转磁场使得初生相的生长形貌由原来的枝晶形态变为椭球状, 具有碎断和细化作用. 碎断和细化的程度随磁场强度的增大而加强, 但是, 当磁场强度高达一定值时, 初生相的晶粒尺寸反而变大, 磁场强度在碎断和细化凝固组织时存在最佳值. 此外, 旋转频率的高低影响磁场在熔体中的作用距离, 进一步影响熔体温度场和溶质场的均匀化. 合适的旋转频率和磁场强度是凝固组织细化和均匀化的关键因素. 磁场的引入, 影响了液固体系的热力学函数, 导致临界晶胚的吉布斯自由能和原子的扩散激活能的降低, 提高了形核率.     

水在电场、磁场作用下物理性质变化的研究现状及展望

电场、磁场处理水的研究和应用已有几十年的历史。国内外许多学者对电场、磁场处理水的物理性质做过反复的对比实验，取得了大量有价值的数据和结论。目前世界上很多国家都感到了水资源的宝贵和环境保护的重要。在新的世纪开始的时候，总结并进一步纵深开展这项研究工作，对于保护环境及充分和科学地利用水资源是非常必要的。     

磁场下K_4[Fe(CN)_6]·3H_2O的穆斯堡尔谱

用~57Co/Pd单线放射源,在室温下测得了K_4[Fe-(CN)_6]·3H_2O在外磁场中的M(?)ssbauer谱。实验中吸收体K_4[Fe(CN)_6]·3H_2O(A. R. 级)被置于磁场方向与r射线垂直的外磁场中。 K_4[Fe(CN)_6]·3H_2O中的Fe~(2 )处于O_h对称性的配体场中,其电子构型为t_(2g)~6e_g~0因而晶体场和价电子对电场梯度的贡献均为零,在没有外加磁场的情况下,其M(?)ssbauer谱呈单线吸收。     

电场调控铁电/铁磁异质结构的磁性

随着大数据时代的到来,具有非易失性、高读写速度、高存储密度、低功耗和微型化的存储器成为了未来信息存储发展的主要趋势.尽管有多种信息存储方式,利用磁性材料磁化翻转的磁存储依然是当下信息存储的主体.在磁信息存储的过程中,相比于磁场和电流驱动的磁化翻转,在铁电/铁磁异质结构中利用电场调控铁磁性材料的磁化翻转具有高存储密度、低能耗、局域化和高效率等优点.铁电/铁磁异质结构磁性的电场调控也因此成为了当前研究的热点之一.本文系统地回顾了兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室在铁电/铁磁异质结构的磁电耦合效应研究方向的进展:实现了电场作用下铁磁层材料磁矩的挥发性或非挥发性翻转,多态高密度存储,外延单晶铁磁层薄膜磁性的多场调控,磁化动力学性能以及自旋波(磁子)的电场效应,并讨论了未来多场可控自旋电子学的发展趋势.     

静磁场对骨组织的影响及其分子机制探讨

静磁场是磁场强度和方向恒定的磁场,其作为一种非侵入性的物理因子,在骨生物学领域已有多年的基础和临床研究历史.大量动物实验和临床研究显示,静磁场对骨质疏松、骨折不愈合、骨植入体的骨不连以及骨关节炎等骨科疾病均有良好的作用效果.静磁场对这些骨骼疾病的作用与其对骨组织细胞增殖及分化的调节相关.在体外,静磁场可促进骨髓间充质干细胞及成骨细胞的分化和矿化,而抑制骨髓单核细胞及破骨细胞的分化和骨吸收活力.静磁场对骨组织细胞调控的可能机制是静磁场影响了细胞生长因子、信号分子、细胞骨架、细胞膜、细胞内钙离子及铁代谢等.本文从动物及临床实验研究和细胞生物学研究两方面综述了静磁场对骨组织的影响,同时对可能的分子机制进行了探讨,在此基础上还介绍了该研究中需进一步探讨的问题.     

掌握原子的"语言"

物理学家们已经能够让超冷原子在先进的磁或光势阱中进行量子特技表演 ,而一种能够把原子陷获在微芯片上的方法又给这方面的发展带来了新的希望     

以E为广义坐标的电磁场的拉氏泛函

电磁场的拉格朗日函数通常是采用标势■和矢势A作为广义坐标的.但由于出现在麦克斯韦方程组中的场量不是(?)和A,而是电场E和磁场B,因而也可以考虑直接采用电磁场矢量来构造电磁场的拉格朗日函数.这里我们给出一个以电场E 为广义坐标、E 为广义速度的无源电磁场的拉格朗日泛函.从这个泛函定义     

电磁场对细胞的作用

对经过电场、磁场及电磁场处理过的各种细胞组织的探测,发现了许多令人惊奇的现象,电磁场对细胞活性的影响已越来越引起人们的兴趣和重视,同时在生物科学中已得到了新的应用.本文仅就电场、磁场及电磁场对细胞的作用及可能的机理作些介绍和分析.     

世界上最强的磁场

日本东北大学的一个研究小组已成功地得到了世界上最强的磁场。据信这对原子聚变装置中超导材料的开发非常有用。这个大学中正从事超导材料研究的金属材料研究所的仪器测定结果,与美国麻省理工学院的测定结果相符,这个磁场的磁束密度为30.4特斯拉。据这所大学的研究人员透露,他们曾一度成功地把这个磁场的磁束密度提高到30.7特斯拉,他们相信这已达到规则型“强”磁场的最高等级。日本用于原子聚变的托卡马克装置中,在强磁场中获得等离子体的操作是必不可少的。日本原子     

QED真空的稳定性和相变

对带电粒子在电磁场中运动稳定性的研究,已有很长的历史。大家知道,当一点状核的电荷数Z>137,Dirac方程的类氢原子解变为不稳定;1940年,发现当非奇性势的势阱深度和宽度超过一定限度,Klein-Gordon方程的解也将变为不稳定。近几年,规范场的稳定性问题,引起了很大的兴趣,1976年,Mandula首先指出,当外源的强度超过某一临界值,杨-     

纳米科学技术的发展和未来

纳米科学技术是指在纳米尺度 (约在1～100纳米之间)上研究物质的特性和相互作用(包括原子、分子的操纵),以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术.这一技术使人类认识和改造物质世界的能力延伸到了原子和分子水平,是当今最重要的新兴科学技术之一,已经引起了科学界和产业界的极大关注.     

磁场与血管生成研究进展

血管生成参与了多种生理和病理过程,是器官生长和修复的关键,在外科中起着至关重要的作用.目前已有大量关于磁场对血管生成影响的研究报道.本文对现有数据进行总结、分析和比较,包括不同磁场类型、磁场参数、处理方式、处理对象和磁场处理导致的血管生成变化等.由于针对不同磁场参数的系统性研究相对缺乏,目前细胞水平上的研究结果尚无确切的规律.然而动物水平上的研究结果显示,肿瘤组织的血管生成可以被多种磁场所抑制,而长时间或者较高磁场强度的稳态磁场处理非肿瘤组织似乎有促进血管生成的趋势,对此人们还需要进行更系统的研究来进一步确认.此外,本文还讨论了磁场与化疗等其他治疗方法联合使用对血管生成的影响,并总结分析磁场影响血管生成的潜在机制.这不仅有助于人们进一步了解磁场生物学效应,为磁外科技术的安全应用提供实验基础,而且可能为未来将磁场在医学领域的其他潜在应用奠定基础.     

鸽子有磁铁

许多家鸽有识家认路的能力,以往只知道它能感知地磁场,至于鸽子是怎样感觉出地磁场的,则仍不清楚.推测生物体检测磁场的方向,可能有三种方法.第一种是测量导体在一个磁场中运动产生的电场,第二种可能是使用永久磁铁,也许是测量当它们扭转到与地磁场方向一致时产生的转矩,如蜜蜂及许多泥土中细菌确实有这种微小的单位磁铁;第三种方式是感觉顺磁场的作用,这是由许多物质当与外界磁场不一致时,它们的不成对电子自旋暂时产生的.     

利用改进的方势阱集团模型研究偶偶核的α衰变

方势阱集团模型是研究原子核α衰变的一个理论模型,具有形式简洁、计算方便等优点,可以较好地解释一些偶偶核的α衰变实验数据.方势阱集团模型假设不同的偶偶核具有相同的势阱深度,这只是真实α-子核相互作用的粗糙近似.我们改进了方势阱集团模型,在保留其优点的同时,进一步合理计入势阱深度对原子核质量数和质子数的依赖.利用改进的方势阱集团模型,研究了中等质量区、重核区和超重核区115个偶偶核的α衰变性质.结果显示,改进的方势阱集团模型给出的偶偶核α衰变半衰期理论值与实验值均方根偏差值为0.2223,相比方势阱集团模型下降了36%,尤其对于中等质量区N=Z=50附近的核素,由改进的方势阱集团模型计算的结果与实验值符合很好,说明改进的方势阱集团模型可以更好地解释α衰变半衰期实验数据.此外,我们还利用改进的方势阱集团模型预言了重核区与超重核区一些未知核素的α衰变半衰期,相关理论结果对偶偶核α衰变的实验和理论研究具有一定的参考价值.     

磁场-渗流场耦合作用下的铁磁流体多孔介质流动数值模拟

铁磁流体作为一种新型功能材料,由于同时具备磁性及流体性质被广泛应用于各个技术领域.本文从数值模拟理论上研究了利用磁场控制的铁磁流体驱油问题:针对外磁场作用下的铁磁流体多孔介质流动物理过程,将磁力项引入铁磁流体相运动方程从而耦合磁场-渗流场给出其流动方程,并采用全隐式有限体积法形成相应数值离散格式;通过二维均质填砂平板流动实验验证了模型和算法的正确性,在此基础上,对比了平面及纵向非均质多孔介质中注水及注铁磁流体的驱油效果,计算结果表明通过控制铁磁流体的驱替路径可以提高驱替波及范围继而提高采收率,为提高原油采收率提供了新的思路和方法.