关于库仑定律的进一步讨论

1785年,库仑从实验结果总结出点电荷之间相互作用的基本规律,这就是我们所熟悉的库仑定律。它的主要内容是:在真空中两个点电荷之间的作用力的方向沿着这两个点电荷的连线,作用力的大小与电量q_1和q_2的乘积成正比,而与这两个点电荷之间的距离γ的平方成反比,即F=1/4πε_0-q·q_2/r~2 ①其中44πε_0是比例常数,在国际单位制中,电荷q_1、q_2的电量用库仑表示,距离r的单位用     

圆盘形双层膜系统中的交变逆自旋霍尔效应

以铁磁体Py与顺磁金属Pt构成的圆盘形双层膜系统为研究对象,在垂直于界面的磁化建立后,沿盘面的激发场可以泵浦自旋流从铁磁体进入顺磁金属,由于逆自旋霍尔效应,发现系统中不存在直流电压,只存在交流电压。通过沿不同方向的测量可以区分逆自旋霍尔效应诱致的交流电压和激发磁场自身诱致的交流电压。计算了逆自旋霍尔效应诱致的交流电压大小和激发磁场自身诱致的交流电压大小对外磁场的依赖性,发现在铁磁共振时,逆自旋霍尔效应诱致的交流电压大小达到最大,而偏离共振磁场后,交流电压大小很快衰减;而激发磁场自身诱致的交流电压大小随外磁场的增大而增加。其次,研究了在不同位相差下,在垂直于激发场方向总的交流电压大小对外磁场的依赖性,发现交流电压大小随着两者之间相位差的变化在共振点附近变化很明显;进一步在共振点附近,计算了总的交流电压大小对相位差的依赖性,发现相位为0时,交流电压达到最大;而相位为π时,交流电压达到最小。最后,文章还计算了交流电压大小对激发功率的依赖性,发现不同于直流电压与激发功率P成正比的情况,两种类型的交流电压都与P~(1/2)成正比。     

稳恒电流磁场与库仑电场的关系研究

用电磁学方法证明了电流元产生元磁场的3个方程的等价性;由稳恒电流元的磁场表达式导出了元磁场与载流电荷元产生的库仑电场的关系。讨论了该表达式的物理意义,指出,该表达式明确指出稳恒磁场是由电荷的定向运动产生的;稳恒磁场是以光速传播的,为否定＂超距作用＂的观点提供了新的依据。认为v×dE/c2表示了库仑电场力的无功功率,由此可知,稳恒电流的磁场可以由载流电荷库仑力的无功功率表示。这样的结果有利于初学电磁学的人正确理解磁场的产生、来源和传播。讨论了运用新的表达式求解磁场的方法,指出,运用电荷密度与载流子定向运动速度的乘积等于电流密度和点电荷的库仑场表达式的方法求解磁场甚为方便,如此做法可以省去传统的求解磁场必须掌握的复杂计算方法。并由此推断超导载流子的平均定向运动速度远远大于正常导体内载流子的定向运动速度,否则,超导电流不可能产生几十个特斯拉的磁场。     

应力对铁磁/反铁磁双层体系交换偏置场的影响

研究在铁磁/反铁磁层体系中,当铁磁层中存在应力时对体系交换偏置场的影响.分别计算了改变应力大小和方向两种情况下,磁滞回线的变化以及偏置场随外磁场角度依赖关系的改变.结果表明:应力场沿着易轴方向时,偏置场随外磁场角度依赖关系表现为随着应力场的增大,偏置场的最大值变大,其最大值所对应的位置逐渐远离易轴.在外磁场与易轴成一定角度时,交换偏置场向左移动,并且阻碍沿磁场方向的磁化随着应力场的增加;当应力场旋转90°时,偏置场随外磁场角度依赖关系表现为随着应力场的增大,偏置场的最大值减小,其最大值所对应的位置逐渐靠近易轴.在外磁场与易轴成一定角度时,交换偏置场向右移动,并且促进沿磁场方向的磁化随着应力场的增加.     

任意形状面电流磁场的半解析算法

面电流磁场的准确计算与精密电子设备的设计制造密切相关.相同宽度的任意形状面电流的磁场可采用半解析法计算:将面电流源分解为梯形面电流元和曲线面电流元,再将曲线面电流元用多个梯形面电流元进行拟合;计算梯形电流元的解析解或一重积分;利用矢量和公式将梯形面电流元和曲线面电流元的磁场合成为面电流的磁场.计算中存在如下奇异点,梯形电流元退化为直角梯形电流元或矩形电流元,场点位于梯形电流元的内部,场点位于梯形电流元的上下底边,且出现在梯形内部最大矩形的四个端点处.这些奇异点均可通过数学变换消除.     

稳恒电流的二级电场

研究了稳恒电流的二级电场问题，根据这一研究提出了为保持电流的稳定性，导体中电流除产生磁场外，还必须产生径向电场，为计算这一径径向电场，引入了位移电荷的假定，推导出了位移电荷密度的表达公式，求得了与电流平方成正比的电流电场的势。     

平面界面下的静电问题

0 引言在求解静电场问题中,最为方便和重要的求解方法是电像法。它可解决在一些特殊形状边界下求解有限个点电荷所激发电场一类的问题。采用的方法是避开直接求解方程,在对问题作具体分析后,把边界上的束缚电荷和(或)感应电荷激发的场用一个或几个称为像电荷的点电荷贡献来作等效替代。只要设法知道这些像电荷的大小和位置,静电场分布就求得了。由静电问题的唯一性定理,这个解就是我们所要求的唯一正确解。该方法还适用于类似的静磁场问     

论特殊电场电力线图的画法

在现有的电磁学教本及近年来《大学物理》杂志刊载的文章中,对于含有=0奇异点的一类特殊电场所给出的电力线图,总括起来,共有两种画法:一种是都避而不画与奇异点有关的电力线(如图1,图2);另一种是虽画出了与奇异点有关的电力线,但这些电力线却通过了奇异点,而且在奇异点处出现了电力线的相交(如图3、图4).笔者以为,这两种画法都存在着严重缺陷,其观点值得商榷.在此,我们仅以两个不等量异号点电荷(+4g、-q)电场的电力线图为例,来说明这两种画法中存在的问题. 第一种画法(图1)明显存在以下两点矛盾:其一,在远离两电荷的区域,电力线图所表示的场与实际存在的场不相符合.其实,用场的迭加原理,从计算易知,在场点位置矢径r值远大于两电荷之间距L的远区中,场的实际分布等同于一个电量为+3q的点电荷所产生的具有球对称性的场.但在图1中,其远区里有一条从+4q发出沿两电荷连线之延长线向     

铁电陶瓷的有效介电系数及其调整原理

通过讨论用通用LCR测量仪所测铁电陶瓷介电系数的含义,导出了抑制铁电陶瓷有效介电系数随偏压变化大小的原理表达式,即c_2~2/c_1~2=—dc_2/dE/dc_1/dE。根据此表达式,在抑制PZN和PMN基铁电陶恣介电系数随偏压变化大小的研究中,收到满意的效果。     

内六大行星自转速度长期演化成因的探讨

内六大行星自转现状,在扣除物质密度不同等因素对速度影响后,有离太阳近的行星,自转就慢,离太阳远的,自转就快,以地上上运动物体受到阻力的现象及太阳系主要特征为据,提出运动物体产生一个类似于运动电荷磁场的场（称为Ｕ场）Ｕ－场强度与物体的动量成正比,与距离平方成反比,方向与物体的速度方向相同,通过Ｕ场,对行星自转演化成因进行了解释。     

基于圆盘模型研究雷暴云电荷在地面产生的静电场

基于圆盘模型，采用镜像法研究雷暴云电荷在地面产生的静电场，并通过数值模拟和理论计算获得圆盘模型向点电荷模型和无限大平板模型的过渡条件：当圆盘中心至观测点距离r与圆盘半径R₀的关系满足r≥4R₀时，可视为点电荷模型；当■时，圆盘模型过渡到无限大带电平板模型.     

磁热疗用Fe3O4在交变磁场中的热效应

以肿瘤磁热疗为背景,采用共沉淀法合成了Fe3O4纳米粒子,在63kHz,7kA／m的中频交变磁场中研究其热效应．实验结果表明,Fe3O4磁粒子在交变磁场中有明显的热效应,尼尔驰豫是产热的主要原因,其产热比功率(SAR)与磁场强度的平方成正比,而与Fe3O4粒子的浓度以及分散介质的粘度无关。     

反铁磁质的体静磁波

通过计算和分析得到在垂直磁晶磁矩的外磁场下反铁磁质的体静磁波的频率与波矢的大小无关,只取决于波矢的方向,以及静磁波的频率在外磁场大小变化的情况下取值变化的规律。     

圆在任意轴测投影中为椭圆的画法

在正轴测的图解法中,用正投影理论作出椭园的主方向和长半径大小,再用短半径变形系数与圆平面法矢变形系数的关系,作出短半径的大小。在计算法中,将投影方向与圆平面法矢作为两个矢量,用它们的数性积求短半径大小;在斜轴测的图解法中,用仿射变换作椭圆的主方向和主半径大小。在计算法中,利用椭圆性质列三个方程,求椭圆长半径R与短半径r的大小以及长轴与X轴的夹角θ。     

石墨烯磁势垒量子点的能级结构

研究了磁势垒量子点中有质量和无质量Dirac粒子的能级结构。通过求解Dirac方程,利用数值计算出圆内圆外磁矢势方向相同和相反以及有质量时量子点的能谱结构。研究表明,当圆内圆外的磁矢势方向相同时,随着量子点半径的增加,能级的变化体现出量子点内外磁场的竞争关系。与量子点内外的磁矢势方向相同显著不同,量子点内外的磁矢势方向相反时,量子点外的磁场占主导地位,其引起的朗道能级始终出现。质量的引进让系统转化为一个反量子点,且有质量Dirac粒子能级的平方获得一个跟质量相关的平移。     

同向运动点电荷间相互作用力的一种简明解法及问题讨论

基于库仑定律,用狭义相对论的基本原理,通过洛仑兹变换公式,解出同向运动点电荷间的电场力和磁场力,并指出同向运动点电荷间的作用与平行长直导线中电流的作用的不同.     

正多边形电流的磁场分布

依据有限长载流直导线的磁场公式,采用旋转矢量场方法,对正N边形电流在周围空间激发的磁场进行了计算.同时讨论了N→∞极限情形,其结果与圆电流产生的磁场保持一致.     

反铁磁质中超声波与自旋波的耦合模式

计算和讨论了在反铁磁质中沿垂直外磁场方向传播的横超声波和自旋波的耦合模式的色散关系,此时磁声相互作用能与外磁场大小成正比,此耦合模式的色散关系与在铁磁质中沿平行的外磁场方向传播的磁声耦合模式的色散关系相似.     

外应力场下铁磁薄膜共振性质的理论研究

根据Smith和Beljers理论方法研究了磁性薄膜在应力场作用下的铁磁共振性质.该模型选取各向同性的磁性薄膜,给出了外应力场在垂直薄膜的平面内变化时对铁磁共振性质的影响.结果表明:当外磁场处于应力场所在的平面内时,外应力的大小及方向均会影响薄膜的难易磁化轴方向.但是当外磁场处于薄膜所在的平面内时,薄膜的难易磁化轴方向则不受外应力场的影响.当应力场与外磁场均垂直膜面时,如果应力场小于某一值(4πM/3)时,共振频率在低磁场区会出现恒等于零的情况,如果应力场大于这一值时,共振频率的值会在临界场处发生突变.此外,还发现外应力的大小及其方向对于临界场和饱和场的值有着很大的影响.     

漂浮植被的阻流特性研究

为了定量研究漂浮植被的阻流特性,采用电子应力计对漂浮植被的拖曳力进行测量,基于边界层理论对其受到的拖曳力进行计算分析,并将实测的植被-水体交界面处切应力与基于边界层理论计算得到的拖曳力值进行了对比分析.研究结果表明:在充分发展的湍流边界层中,将边界层理论用于分析漂浮植被拖曳力是可行的;漂浮植被摩擦阻力的大小与速度的平方成正比,而压强阻力的大小与流速的平方成反比;植被拖曳力系数由植被区长度雷诺数和植被区高度雷诺数共同决定.