带电粒子在成任意夹角的电场和磁场中的闭合轨道及其分叉现象研究

从哈密顿正则方程出发,推导出了带电粒子在电场和磁场成任意夹角时的运动方程.根据运动方程讨论了带电粒子的运动轨迹形成闭合轨道所满足的条件,借助于计算机编程对带电粒子的闭合轨道进行了模拟.计算结果表明：在交叉的电场和磁场中,带电粒子的闭合轨道是三维的.随着带电粒子能量的不断增大,闭合轨道的条数不断增多.当能量增加到某一边界能量时,一条新的闭合轨道出现,当能量大于此边界能量时,这条新的闭合轨道发生分叉,由一条分为两条.对应第j个边界能量,共有2j条闭合轨道出现,当能量在第j个和第j＋1个边界能量之间变化时,共有2j＋1条闭合轨道存在.     

带电粒子在垂直电场和磁场中的闭合轨道及其分叉现象研究

从哈密顿正则方程出发,推导出了带电粒子在相互垂直的电场和磁场中的运动方程,根据运动方程讨论了带电粒子的运动轨迹形成闭合轨道所满足的条件.计算结果表明:随着带电粒子能量的不断增大,带电粒子运动轨迹中闭合轨道的条数不断增多.当能量增加到某一边界能量时,一条新的闭合轨道出现;当能量大于此边界能量时,这条新的闭合轨道发生分叉,由一条分为两条.     

磁场对电场和金属面附近氢负离子光剥离的影响

利用闭合轨道理论,研究了负离子在电场和金属面附近光剥离的磁场效应.结果表明磁场对负离子在金属面附近的光剥离可以产生很重要的影响.除了杜孟利等人在研究电场和金属面附近负离子的光剥离中发现的闭合轨道以外,还存在由于磁场的影响而产生的更多的闭合轨道.当给定负离子到金属面的距离和电场强度之后,光剥离截面随着磁场强度的变化非常敏感.磁场强度很小时,其影响可以忽略.但是随着磁场强度的增大,产生的闭合轨道数目增多,导致光剥离截面中的振荡结构变得非常复杂.因此,可以通过改变磁场的强度来调控负离子的光剥离截面.该理论结果对于将来实验研究负离子体系在表面和外电场存在时的光剥离问题提供一定的参考.     

均匀电磁场中带电粒子的运动学特性

通过对不同电磁场环境中的带电粒子受力情况研究带电粒子的运动规律。带电粒子只受电场或只受磁场作用时,其运动轨迹分别是抛物线或螺旋线。当带电粒子受电磁场作用时(带电粒子初速度、电场与磁场两两相互垂直或磁场垂直于初速度与电场构成的平面且初速度与电场成任意角度),得出带电粒子的运动方程。     

氢负离子在外强场及表面附近光剥离的研究

随着光剥离显微技术和表面物理的发展,原子或负离子体系在外场和表面附近光剥离的研究引起了人们的广泛关注.本文利用闭合轨道理论研究了平行电场和磁场以及金属面附近氢负离子的光剥离问题.保持负离子到金属面的距离和磁场强度大小不变,我们主要研究了电场对光剥离截面的影响.结果发现:光剥离截面不仅与电场强度大小有关而且与电场方向有关.当电场方向沿+z轴时,不论电场强度大小如何都对光剥离截面有影响.当电场方向沿-z轴时,情况更加复杂,此时既可以形成向上的闭合轨道,还可以形成向下的闭合轨道,截面中的振荡也变得更复杂.此研究不仅有助于理解负离子在外场和表面附近的光剥离问题,也为将来进一步开发光剥离显微镜提供一定的参考,同时对丰富和发展该理论本身意义重大.在等离子体物理、表面科学、核聚变、激光分离同位素等高科技领域中也有重要的应用前景.     

He原子在平行电磁场中的回归谱研究

利用包括实散射的闭合轨道理论和分区自洽的计算方法，计算标度能量ε=-0．13，标度电场F=0．01，n=40，m=0时三重态He原子在平行电磁场中的闭合轨道和回归谱，并与同种情况下的氢原子谱做了比较，进一步证实了离子实对光吸收过程的重要作用。     

在均匀电磁场中带电粒子的相对论运动分析

对带电粒子在电场、磁场以及电磁场中的运动进行分析并在四维闵可夫斯基空间，对带电粒子在电磁场中的相对论运动进行求解。     

高速带电粒子在正交电磁场中的运动规律

讨论了在相对论下,带电粒子在相互垂直的电场和磁场中的运动规律.     

宇宙中高能带电粒子的加速

宇宙中高能粒子的起源问题是高能太阳和天体物理的核心问题之一.在剧烈变化的天体物理环境下,背景等离子体中的带电粒子可以被其中的电场加速到很高的能量.根据背景电场和带电粒子相互作用的特征,带电粒子的加速机制可以分为:等离子波和粒子共振相互作用、沿磁力线方向的平行电场加速和磁场不均匀性有关的磁场曲率与梯度加速等.根据粒子加速过程对应的宏观能量释放机制,人们发展了随机粒子加速理论、扩散激波粒子加速理论以及磁重联粒子加速理论等.这些理论都有其各自的假设和特征,在不同的天体物理环境有其相应的应用.与高能天体物理观测的不断进步相结合,通过对高能粒子辐射特征和加速过程的分析,人们可以更好地认识剧烈变化天体物理环境下发生的各种物理过程.     

带电粒子在喇叭形磁场中的运动分析

将带电粒子在非均匀磁场中的运动看成是在均匀磁场中的回旋。进而描述磁场的非均匀性,具体的分析了仅有散度项、曲率项、梯度项不等于零的磁场。介绍一种常见的喇叭形非均匀磁场,讨论了带电粒子在喇叭形磁场中的螺旋轨道半径、纵向速度分量以及运动的角度与磁场的关系和磁约束原理。目的是加深带电粒子在非均匀磁场中运动的理解。     

带电粒子在时变电磁场下的运动

基于经典洛伦兹力方程,对带电粒子在正交时变电/磁场及平面波电磁场作用下的运动规律进行了研究;通过方程的解,分析了带电粒子在静场、时谐电场、时谐磁场、正交时谐电/磁场及平面电磁场等几种典型情况下的运动特性;结果表明:粒子在不同的条件下有不同的运动规律,除少数情况外,在电场方向都存在周期运动,但静场与时变场的周期不同;沿波矢方向的速度与电场方向的速度满足圆方程关系;在平面波时,粒子电场方向的速度满足波动方程;在高频场中,粒子主要受初值条件的影响;结合数值仿真,模拟了带电粒子运动的一般轨迹并讨论了经典洛伦兹力方程的适用性。     

稳恒磁场对带电粒子运动的影响

本文在求解稳恒磁场中带电粒子的定态方程的基础上,得到磁场对带电粒子的两种效应——轨道磁矩的磁耦合效应和提供谐振子势效应,并就这两种效应对自由带电粒子和束缚带电粒子运动的影响进行讨论,说明自由带电粒子的逆磁性以及物质顺磁性,逆磁性的根源。     

电磁式静电除尘空气净化机理的研究

提出了电磁式静电除尘空气净化法。从带电粒子的电漂移理论出发，阐明了加平行磁场较加垂直磁场能得到更高的净化效率的理论依据。在更深一步的试验研究基础上，提出粒子初速存在着一个提高净化效率的最佳值，并应用带电粒子电漂移理论解释了一定的集尘板间距内加垂直磁场后，净化效率低于不加磁场情况下的净化效率这一特殊现象，完善了这一新技术。     

在均匀电磁场中带电粒子的相对论运动分析

该文对带电子在电场、磁场以及电磁场中的运动进行分析并在四维闵可夫斯基空间，对带电粒子在电磁场中的相对论运动进行求解．     

均匀磁场中带电粒子几率密度的经典极限

从均匀磁场中带电子粒子的经典轨道运动出发,分别在朗道规范和对称规范下对经典轨道的初始参数求平均,得到均匀系综的密度分布。这分布与经典极限下带电粒子的量子力学几率密度相同。由此得出均匀磁场中带电粒子波函数在经典极限下不是描述单个粒子而是描述一个系综的结论。     

带电粒子在典型非均匀磁场中的运动

从带电粒子在喇叭形磁场中的运动动能不变出发,采用近似求解法,讨论了带电粒子在典型非均匀磁场中的运动特点,结果表明:螺旋半径r随着B的增加而减小,其运动轨迹为一条会聚螺旋线,运动过程中带电粒子的轨道磁通量始终保持不变,呈现出横向约束;带电粒子的纵向速度分量随着B的增加而逐渐减小,当纵向速度等于零时,带电粒子将掉头反转,呈现出纵向约束。这一结果也说明:在微小不均匀磁场中,带电粒子的运动可以认为是在均匀磁场中的回旋与作为微扰而存在的磁场不均匀性所引起的漂移的叠加。最后简单介绍了上述运动特点在等离子体磁约束中的应用。     

氢负离子在非均匀电场中的光剥离

在闭合轨道理论的基础上对氢负离子在非均匀电场中的光剥离进行了研究,推导给出了体系的光剥离截面的计算公式,并且对体系的光剥离截面进行了计算和分析.研究表明,除了氢负离子在均匀电场中的闭合轨道外,在非均匀电场中会产生一些额外的闭合轨道.与氢负离子在均匀电场中的光剥离截面相比较,体系中的光剥离截面的振荡情况更加复杂,表现出一个多周期振荡结构.为了清晰的表明这个系统中氢负离子的光剥离截面振荡和剥离电子的闭合轨道的关系,对这个体系的光剥离截面做了傅里叶变换.经过傅里叶变换,得到了一系列峰,其中每一个峰都对应着一个闭合轨道.     

考虑重力作用下带电粒子在变化电场中的运动规律

简要分析了在考虑重力作用的情形下,带电粒子在恒定磁场和振荡电场中的运动状态,求得了其运动方程,并就拉莫频率和振荡频率的关系进行了讨论.     

多功能静电学实验装置设计及其在教学中的应用

实验装置通过一对带电平行金属板形成匀强电场,由可控带电液滴装置提供带电粒子,整个装置封闭在一个外壳中.该装置可以演示带电粒子在匀强电场中的加速、偏转现象,探究带电粒子在匀强电场中偏转运动的偏转量与哪些因素有关,探究平行板电容器的电容与哪些因素有关等.阐述了装置的原理,分析了装置的构成及其在教学中的应用方法.     

带电粒子在均匀电磁场中的运动

带电粒子在纯电场、纯磁场中运动时,其运动轨迹分别是抛物线和螺旋线.当电磁场并存时,根据相对论基本原理,带电粒子的运动并不是两种情况的简单叠加,运动轨迹与场的大小、方向有关.