带电粒子螺旋运动电磁场设计

电子在电场中受电场力的作用,如果同时又磁场的影响,电子会受到洛伦兹力,两个力的作用使得电子的运动形态较为复杂,研究电子在场力作用下的运动,首先要用电场和磁场的基本性质,结合运动学方程,可以推导出电子的运动轨迹,在此基础上人们设计了回旋加速器,本文首先分析电子在其中一种场中的运动情况,然后讨论设计一种复合场,使电子在场力中做螺旋上升运动。     

关于物质抗磁性的起源

目前一些教科书中对物质抗磁性的起源都是这样认为的:抗磁质的分子中各电子磁矩的矢量和为零,整个分子不具有固有磁矩。当外磁场B加在抗磁质上以后,分子中各电子将受到一洛仑兹力作用（图一）。电子在洛仑兹力的作用下,有的环绕核运动的速度加快（图一a）,有的变慢（图一b）。因在磁场不太强的情况下,洛仑兹力小于小于库仑力,其运动半径不变,故其运动的速度大小发生变化,分子中各电子的磁矩之矢量和不再为零。并证明了各电子由于速度的变化产生的附加磁矩△m总是和外加磁场B的方向相反,由此产生了抗磁效应。     

从磁场力的相对性讨论电磁场的统一

通过一电荷电通电直导线产生的磁场中运动发生偏转这一现象，说明磁场力是相对的，电场和磁场是一种物质性质的两个侧面，只是描述形式不同，通过本文的简单论证，可以看出电磁场的统一性。     

运动电荷间的作用力和反作用力

本文不从一般的电磁场中存在张力张量的分布来讨论运动电荷间的相互作用,而是只考虑匀速运动电荷间的电场力和磁场力及运动电荷产生的电磁场动量的变化率来分析,得出牛顿第三定律不仅是实物的运动规律,同时也代表着电磁场的运动规律。     

对洛仑兹力公式中速度的认识

本运用狭义相对论，通过对电磁场量进行洛仑兹变换，说明了洛仑兹力公式中的V^→既不是运动电荷相对于磁场的速度，也不是运动电荷相对于导体的速度，公式中的V^→只能是运动电荷相对于观察的速度。     

靶点位置可调的270°偏转磁铁系统的模拟计算

为满足放射性治疗仪粒子束精确打靶的要求,设计了中、高能医用加速器中采用的由三块90°磁铁组成的270°偏转系统。用三维电磁场粒子程序M AF IA计算了该偏转系统的磁场分布,采用R unge-K u tta法求解了电磁场中的电子运动,模拟计算了电子运动轨迹。计算表明,未加屏蔽时,磁极边缘场的影响使得电子在到达靶点位置时,将相对靶中心产生偏移。然后在最佳屏蔽方案下,中间磁铁附加小线圈,通过对磁场进行微调,跟踪电子运动轨迹。结果表明电子打靶位置偏移与微调线圈电流变化之间呈线性关系。因此,该系统实现了靶点位置的自动调节,满足精确打靶的要求。     

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。     

关于洛仑兹力中v的讨论

本文利用力的坐标变换关系和电磁场的坐标变换关系,对洛仑兹力公式中的v进行了专门讨论.说明速度是运动电荷相对观察者之速度,而不是运动电荷相对磁场之速度.     

磁性材料在正弦电磁场中振动的数学模型

将电磁场理论与弹性力学理论相结合，建立了描述正弦变电磁场中磁性材料振动的数学模型。首先，介绍电磁场理论中基于虚功原理导出的磁场力的一般数学表达式；随后基于电力设备中磁性材料的物理和几何特点给出其力学模型，基于电力设备磁路的对称性给出其磁场力简化数学模型；将上述两种模型相结合导出描述正弦交变电磁场诱发磁性材料振动的数学模型。这些数学模型的建立为定性和定量分析大型电力变压器铁心及其他电力设备磁路由于磁性材料中存在涡流而产生的振动和噪声奠定了基础。     

旋转磁场作用下电弧螺旋不稳定性的数值研究

讨论了大气压、轴向磁场作用下电弧螺旋不稳定性。在给定电子温度分布情况下，采用双层准通道模型，通过数值求解电磁场方程以及质量守恒、动量守恒、能量守恒方程等，分别给出了短波和长波扰动下的色散关系。数值结果表明，粘滞力、轴向磁场约束对螺旋不稳定性具有抑制作用。     

磁体中的力场的再认识

在真空中．磁场力是用Lorentz力的定律来定义的。但在实体介质中，场通常是用Maxwell方程来定义的。在实验观测中，所接触的场均为力场。如果认为宏观电磁场是微观电磁场的统计平均．则可证明这种微观场的统计平均值即宏观场将依赖于微观偶极子的性质。     

铁磁质在磁场中所受磁场力的数学模型

介绍了电磁场理论中基于虚功原理导出的磁场力的一般数学表达式以及从不同角度描述铁磁质磁致伸缩现象的几种方法、引入弹性力学理论中的应变能密度概念，从能量守恒和功能转换的角度描述了表征磁致伸缩现象的磁场力．进而给出了磁准静态场和正弦交变电磁场条件下铁磁质所受磁场力的数学模型．这些数学模型的建立为分析大型电力变压器铁芯及其他电力设备磁路的振动和噪声奠定了基础．     

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。     

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．     

电荷运动产生磁场的狭义相对论解释

利用电磁场的相对论变换关系，说明电磁场的统一性和电荷运动产生磁场的本质。     

自由电子不能通过史特恩——盖拉赫实验极化原因的分析

自由电子不能通过Stern-Gerlach实验极化的原因是，电子在磁场中受到的洛伦兹力（对中性原子，此力不出现）及测不准原理使得Sz=h/2与Sz=-h/2的电子无法分离。     

用示波器演示洛伦兹力的方法

我们知道在磁场中运动的电荷受到洛伦兹力可以用矢量积的形式写出它的表达式: (?)=Q(?)×(?) 式中(?)为电荷受到的洛伦兹力,Q为电荷的电量,(?)为运动电荷的速度,(?)为空间磁感强度。 演示这一现象使学生接触到真实的世界,在那里洛伦兹力是明显的改变着电子的运动轨迹,而不仅仅是一个符号,所以很有必要作演示。但演示这一现象的仪器,一般书上介绍用电子射线管,如南京工学院等七所工科院校编的物理学及云南省高中试用课本物理第三册上均介绍用此方法,另外一些书介绍用阴极射线管,如伯克利物理学教程第二卷中所介绍的方法。除了一般书上介绍用电子射线管的方法外,还可用示波器演示。     

量子理论中电磁场矢势的物理图象

计算出电磁场矢势Ａ对电子在外磁场中干涉图样位置移动的影响；分析了ＡＢ效应的物理实质；求解了电子在外磁场中的散射问题，给出了散射出现极大和极小值的条件；在量子理论的范围内讨论了关势Ａ的物理意义．     

推导包括磁荷的麦氏方程组的新方法

利用狭义相对论，把由毕奥－萨伐尔定律得到的静磁学场方程推广到四维时空中，利用对称性原则，得到了包括磁荷的麦克斯韦方程组；把由牛顿第２定律得到的静磁场中带电粒子的运动方程推广到四维时空中，利用对称性原则，得到了电磁场与带电荷和磁荷粒子的能量转化定律和洛仑兹力公式。     

判断同步辐射偏振方向的一种方法

电子在磁场中作加速运动时所发出的辐射一般为椭圆偏振波，本文将同步辐射的偏振特性与电子运动的回转方向和视轨迹形状联系起来，得到了由观察者的位矢与磁场方向的夹角θ和电子运动方向与磁场方向之间的夹角α之间的关系来确定同步辐射的偏振特性的方法。