匀强电场中电势的应用

以匀强电场为研究对象,从匀强电场场强与电势的关系出发,推导出匀强电场中同一直线上任意三点电势之间的定量关系,其形式类似于解析几何中的定比分点坐标公式.该方法可使类似问题由定性分析转化为定量计算,提高了解题的准确性.     

对导体球外电势和场强分布的研究

对置于匀强电场中导体球周围空间的电势和场强分布给出了定量描述,其电势分布为在原匀强场基础上叠加了一个感应偶极子的电势;利用场强与电势的关系式,导出了电场强度的数学表达式,并在径向和切向对其分布进行了详细讨论.     

对导体球外电势和场强分布的研究

对置于匀强电场中导体球周围空间的电势和场强分布给出了定量描述,其电势分布为在原匀强场基础上叠加了一个感应偶极子的电势;利用场强与电势的关系式,导出了电场强度的数学表达式,并在径向和切向对其分布进行了详细讨论。     

为什么自由电子不能通过Stern-Gerlach实验极化?

众所周知，一束处于Ｓ态的氢原子通过Ｓｔｅｒｎ－Ｇｅｒｌａｃｈ实验中的不均匀磁场后分裂成两束．这两束氢原子中电子的自旋Ｓ在磁场方向上的分量分别为ｈ／２与一ｈ／２，即氢原子中的电子被完全极化了．但是，如果改用电子束重复上述实验，则电子束不能分裂成两束．尽管人们曾作过许多努力，自由电子通过Ｓｔｅｒｎ－Ｇｅｒｌａｃｈ实验极化的目的却始终不能实现．为什么？这是在量子力学教学中必须回答的问题．本文参考有关文献［１］作如下讨论．１电子束的宽度总是远大于它的德布洛意波长如图１所示，由Ｏ发射在ｙ方向加速并准直的一…     

匀强电场的电势参考点分析

讨论在匀强电场中未放入导体球前选择球心处的电势ψ0,并给出了确定ψ0的具体方法.     

在激光尾场加速中电子密度和初始动量对其自注入及加速的影响

利用哈密顿理论给出了等离子体电子在尾场中捕获及其加速与激光、等离子体参量的关系表达式.讨论了等离子体电子密度和初始动量对电子自注入和加速的影响机制.研究结果表明:静止电子不能被尾场捕获并加速,而具有一定初始动量的电子容易自注入至激光尾场中并得到加速.等离子体密度越小,激光尾场场强越强,电子将获得更大的能量.2维粒子模拟结果与理论结论一致.所得结果对超强超短脉冲激光尾场加速电子的方案具有理论指导意义.     

对平行场中导体椭球外电势分布的求解

采用椭球坐标系和分离变量相结合的方法求解拉普拉斯方程，对置于匀强电场中的导体椭球外的电势分布给出了定量描述。     

介质球面上极化电荷及空间电场分布规律

文章对置于匀强电场中的均匀介质球内和球外的电势和电场分布进行了定量的研究,同时讨论了ε1/ε2→0和ε1/ε2→∞时,介质球表面上极化电荷的分布规律及电势、电场分布。     

论粒子和波包的关系

1924年,德布洛衣提出波和粒子的统一理论后,许多物理学家(包括德布洛衣本人)都曾企图把粒子归结为波包,但由于和电子或其它具有静止质量的粒子相对应的德布洛衣波群在真空中有色散,因而波包不可能稳定,所以粒子即波包的说法就再没有人提了.粒子波包说目前虽然遭到绝大多数物理学家的反对,但这一学说的影响还远远没有肃清.例如:几乎所有量子力学书,目前都还给波包一定的地位,说什么德布洛衣波的群速度就是粒子速度.有的书还利用波包推导测不准关系等等. 本文对德布洛衣波群的相速度、群速度、和粒子速度作了进一步分析、发现粒子的速度和群速度不存在必然的联系.德布洛衣波是一种平面波,德布洛衣波群中根本不存在什么稳定波包,因此粒子和波包更不存在必然联系,用波包推导测不准关系是没有物理意义的.     

建筑电气设计中电气设备的投资与运行

讨论了在建筑电气设计中电气设备的初期投资与运行费用如何达到经济合理的问题,重点就建筑电气设计中强电部分和弱电部分进行了阐述。     

外电场对碳原子线激发态特性的影响

利用含时密度泛函(Time-Dependent Density Functional Theory,TDDFT)方法在6-311++g**基组水平上研究了外电场对碳原子线前十个激发态特性和能级分布的影响.结果表明不同大小、不同方向的电场对碳原子线激发态和能级分布影响各不相同.其中沿分子轴方向较高的电场对碳原子线能级影响较为明显,影响了电子在分子中的输运,从而对碳原子线伏安特性产生一定的影响.     

高能电子与磁场波纹共振作用的研究

托卡马克装置中逃逸电子的产生伴有很高能量的释放,有损装置第一壁材料的性能和寿命。在高能电子和磁场波纹发生共振的作用下,可发现在弱的电场下逃逸电子可以和高阶谐波发生共振从而将逃逸电子的能量极限限制在一定的低能量安全范围内。     

Electron dynamics in collisionless magnetic reconnection

Magnetic reconnection provides a physical mechanism for fast energy conversion from magnetic energy to plasma kinetic energy. It is closely associated with many explosive phenomena in space plasma, usually collisionless in character. For this reason, researchers have become more interested in collisionless magnetic reconnection. In this paper, the various roles of electron dynamics in collisionless magnetic reconnection are reviewed. First, at the ion inertial length scale, ions and electrons are decoupled. The resulting Hall effect determines the reconnection electric field. Moreover, electron motions determine the current system inside the reconnection plane and the electron density cavity along the separatrices. The current system in this plane produces an out-of-plane magnetic field. Second, at the electron inertial length scale, the anisotropy of electron pressure determines the magnitude of the reconnection electric field in this region. The production of energetic electrons, which is an important characteristic during magnetic reconnection, is accelerated by the reconnection electric field. In addition, the different topologies, temporal evolution and spatial distribution of the magnetic field affect the accelerating process of electrons and determine the final energy of the accelerated electrons. Third, we discuss results from simulations and spacecraft observations on the secondary magnetic islands produced due to secondary instabilities around the X point, and the associated energetic electrons. Furthermore, progress in laboratory plasma studies is also discussed in regard to electron dynamics during magnetic reconnection. Finally, some unresolved problems are presented.     

低气压高频氩放电中电子能量分布的研究

由数值求解均匀的波尔兹曼方程，计算出在高频均匀的电场下氩放电中电子的能 量分布。计算适合于从低电子密度到足够高电子密度的广大区域。电场与气体密度的 比值在范围 １０~(－１６)Ｖcm＜Ｅ／Ｎ＜１０~(－１５)Ｖcm2．研究了在不同频率的高频电场下,电 子－电子碰撞对电子能量分布的影响。     

微波等离子体电子回旋共振放电粒子模拟分析

电子回旋共振放电产生的等离子体在微电子工业中材料加工、空间电推进方面有着广泛的应用。为了研究微波等离子体电子回旋共振的放电特性,使电子回旋共振放电产生的等离子体密度和能量转换效率更高,建立了微波等离子体电子回旋共振放电的1D3V模型,描述了带电粒子在外加静磁场、微波场共同作用下的微观运动。结果表明:微波频率为2.45 GHz时,随着静磁场磁感应强度的增加,平均电子能量先持续增大达到峰值,随后又不断地减小,且在0.087 5 T时电子加速效果最明显,结果符合电子的回旋频率公式,验证了该模型的正确性;共振区域内,发现在0.087 5 T磁感应强度下,微波频率为2.45 GHz下拟合的电子速度分布才与微波电场分布趋势相似,说明微波电场推动了电子运动。这为进一步研究微波等离子体放电的粒子模拟-蒙特卡罗碰撞模拟奠定了基础,也为进一步研究微波等离子体源中粒子产生效率及微波等离子体源的物理性质提供了重要参考。     

哈密顿正则方程与稳恒电流电路

用完整系哈密顿正则方程研究了稳恒电路中的能量转换问题,认为在多种保守力作用的体系中研究质点的能态问题,必须将研究对象分别与其有一种保守力作用的物体划分在一个系统内,以构成不同的系统;计算研究对象在一个系统中的能量,必须将其他系统对研究对象作用的保守力视为广义力,考察广义力对研究对象做功的结果,分析研究对象在该系统中的能态变化,即哈密顿正则方程仅适用于一种保守力场中研究对象能态的研究。分析了外电场对晶格势场的作用,认为电流的磁场力和霍尔电场力是稳恒电路中的广义力,霍尔电势是载流子在晶格势场中电势能的增量,因此,在通电时,载流子在晶格势场中的电势能增加,能态升高。同时分析了载流子对比热贡献的物理机制和超导二级相变的发生机理,认为载流子将吸收的热量转变成其在晶格势场中的本征能量而能态升高;在二级相变点附近,比热跃变说明价电子在晶格势场中的电势能发生了跃变,价电子在晶格势场中的受力发生了跃变。同时给出了本征能态的物理意义说明,本征能态是指价电子在晶格势场中的电势能与动能相对应的能态,不同的价电子在实空间中的不同位置只要处于同样的能态,则其在晶格势场中的电势能和动能有相同的数值。     

电热效应机理分析

分析了电热产生的机理,认为,绝缘体材料中的电热是由于外电场作用使价电子能态升高,改变了构成材料的价电子空间位置,使得晶格势场分布发生了变化,价电子系统处于高能状态.价电子系统由高能状态向低能状态转变的过程,对应于导体由热学非平衡态向平衡态——热学最可几状态转变,此时以热的形式放出多余能量,即表现为电热.导体载流时,载流子在作宏观定向运动,当其靠近原子实时,由于在晶格势场中的能态降低,故以热的形式放出多余能量,这就是通常所说的电流热效应.其实,电热与载流子宏观定向运动无关,例如,处于超导载流态的超导体内,虽然有载流子的宏观定向运动,但没有电热产生.电热产生是与价电子能态变化紧密相关的.     

关于磁相互作用能的讨论

本文主要讨论磁偶极子——小电流圈在外磁场B中的受力及能量变化,磁场及其电源的能量改变。     

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.     

电场对抛物量子线中强耦合极化子性质的影响

采用线性组合算符法和变分法研究了电场对抛物量子线中强耦合极化子性质的影响，在考虑电子与LO声子相互作用和加电场的情况下，计算了抛物量子线中强耦合极化子的基态能量．数值计算结果表明：抛物量子线中强耦合极化子的基态能量Eo随约束强度ω0的增强而增大，而随电场强度F和量子线长Z的增大而单调减小．