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。     

电子在正交电磁场中的运动

电子在正交电磁场中的运动薛本文，王世平（天津轻工业学院基础科学系）电子在静电场中受到的电场力为，具有速度的电子在磁场中受到的磁场力为。因此，如果同时存在电场和磁场时，电子所受到的总作用力即广义的洛仑兹力为：根据牛顿第二定律，可以写出电子在电磁场中运动...     

安培力的经典微观机制解释

提出一种安培力产生微观机制的新解释.安培力产生的微观机制是:在稳定电流情况下,磁场中的载流导线内部形成稳定的霍尔电场,稳定霍尔电场区内的电子受力平衡,负电荷层的电子通过反约束将力传给导体;导体晶格受到各部分霍尔电场的力直接作用于导体,所有这些力的合力,即表现为载流导线的宏观安培力,即安培力是霍尔电场对导体内全部晶格的作用力和载流电子通过反约束作用于导体的力的合力的宏观表现.     

非均匀磁场下单个经典电子的运动

理论推导并用MATLAB数值求解了梯度磁场下单个电子的运动方程,得出了电子长时间平均位移是沿着磁场为零的线运动的结论.在此基础上,加上一个与电子平均运动方向相反的匀强电场,得出了其类似于匀减速直线运动的特性.再将情况进一步推广到随机磁场的情况,得出仅在随机磁场作用下,电子仍然沿着磁场强度等于零的线运动的结论.     

FAIMS迁移管中离子运动分析及迁移管结构的初步设计

根据牛顿第二定律,分析了离子在高场不对称波形离子迁移谱(High-Field Asymmetric Waveform Ion Mobility Spectrometry,FAIMS)迁移管中的受力及运动情况。当作用的电场大小和占空比一定时,离子在迁移管中的运动仅仅与其本身的性质有关,而当FAIMS迁移管周围存在磁场干扰时,离子处于电场和磁场的复合作用下而作余摆线运动。电场的作用使离子定向漂移,而磁场的干扰使离子的运动变得复杂,从而大大降低了FAIMS的可靠性和稳定性。为了降低磁场对迁移管中离子运动的干扰,提出了具有屏蔽电磁干扰的FAIMS迁移管结构。     

引入运动电荷产生电场,磁场的一种方法

本文在相对论基础上以力变换的公式,揭示出运动电荷周围存在着电场和磁场,从而深入理解电场和磁场的相对性。     

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。     

天然电磁场激励下球体的天然电场选频法异常成因分析

在以往实践应用的基础上,主要从均匀半空间内球体模型的角度研究天然电场选频法异常的成因.首先从自然因素和人文因素2方面分析天然电场选频法的场源问题;从麦克斯韦方程组出发,利用边界条件求取谐变磁场作用下,均匀半空内导电导磁球体在地表主剖面上感应二次电场的解析计算式;根据拉普拉斯方程和边界条件,获得谐变电场作用下,均匀半空间导电球体在地表主剖面上的异常电场水平分量计算式;对理论模型的各个参数进行假定,计算三维谐变磁场、谐变电场作用下,地表主剖面上良导球体的水平电场异常曲线.通过对模拟计算结果分析可知,在水平谐变磁场和谐变电场共同作用下,获得的地表电场异常曲线与野外实测结果形态相似、特征相同.     

场统一之后的思考

在场统一的基础上，提出并论证静电场E和磁场B1的统一体就是电磁运动所表现的“电磁空间”，万有引力场g和磁场B2的统一体就是机械运动表现的空间，称它为“牛顿空间”；明确磁场B1和磁场B2分别属电磁物质和机械物质的“动量场”；论证电荷属电磁运动的“电磁物质”；指出空间与物质是运动表现的矛盾的两个方面，都是运动存在的表现形式，肯定运动绝对性的概念，批评“唯物质论”者们坚持物质绝对化的错误；将物质的原概念进行必要延伸，给出物质新定义；又一次揭示空间的机械能势转换和守恒定律；根据空间和物质的本质关系，将力统一成矛盾的两类力，即“统一力”和“破坏力”；简述依据空间属性否定电磁波属物质的观点，强调应充分重视它传递信息的本质属性。     

论电场与磁场的相互转化

本文根据两个物理模型出发,论证了电场与磁场在不同参考系下的变换和统一性,表明电场和磁场本身是同一种物质的不同表现,电场力与磁场力是同一种力,它们在不同参考系下可以相互转化。     

稳恒电流电能输运问题分析

分析了稳恒电流电能传输的空间局域性,认为稳恒电流也存在着趋肤效应,其机制是电流的磁场力作用产生了霍尔电场,霍尔电场对载流子做功使之在晶格势场中的能态升高,载流子远离了原子实,产生了霍尔电压.霍尔电场与电流磁场构成的玻印亭矢量表示了稳恒电流能量的传输方向,稳恒电流能量是在导体内部传输的.     

均匀磁场中辐射电子的阻尼运动

介绍了均匀磁场中计算辐射阻尼影响时相对论电子协变运动方程的一种解析求解方法.在场强约束条件γB 9×1011T下导出了电子运动的初级近似解和相应的同步辐射能量损失率的表达式.最后,简单讨论了所得结果的适用性和量子效应对运动解精度的可能影响.     

运用定态法研究电子在原子核势场中的配置与运动关系

研究量子理论中微观粒子系统对库仑电场势能的影响, 将作用于核与电子间的电磁场进行核心化和定态化处理, 并将原子的电磁作用分解, 分别研究壳层电场和磁场对电子的作用.  通过分析各种原子的壳层球半径、 电子轨道偏角和电子的运动速度, 可知电子运动的“轨道”截面小于且偏离原子“赤道”平面, 并按原子的极相进行配置和运动.  计算主族元素中44种原子的基态能级表明, 所得结果与第一电离电势符合较好.     

直流电压下植被燃烧颗粒在火焰间隙中的运动分析

近年来山火引起输电线路跳闸事故频发.植被燃烧产生的荷电颗粒畸变电场、产生触发放电是引起间隙放电的关键因素.在正负极性直流电压下,荷电颗粒运动和分布的差异对击穿电压有较大影响.为此,建立简化模型进行温度、流体、电场和颗粒运动的多物理场耦合分析.首先根据典型植被火焰燃烧的放热率,仿真计算温度和流体速度.然后结合流体场和电场,仿真分析不同极性颗粒的受力过程.结果表明,在靠近火焰中部的颗粒受曳力和电场力作用更大,更容易被电极吸附或排斥;荷质比越大,颗粒其受电场力和曳力作用越大.最后分析了不同极性颗粒的运动和分布规律.     

压缩流动理想磁流体力学方程组的桕努利积分和拉格朗日积分

导电流体(包括等离子体流体模型)在磁场中运动时,流体中将出现感应电场,产生感应电流。一方面这种电流与磁场相互作用,产生附加的机械力,影响流体的运动;另一方面流体的运动又引起原磁场的变化。由于导电流体和磁场的这种相互作用,使得它的运动情况比一般流体的运动要复杂得多。描述这些相互作用的基本方程是(不计粘滞力和外力,略去位移电流):     

运动电荷周围的位移电流和磁场

相对于观察者来说,电荷运动时,周围空间各点的电场要发生变化。根据麦克斯韦电磁场理论可知,电场变化时,周围空间各点要产生磁场。因此,从产生磁场的角度上讲,变化的电场相当于一电流,这个电流叫做位移电流,由此可见,运动电荷周围是有位电流存在的。有位移电流存在的区域叫位移电流场,在位移电流场中,任一点的位移电流密度矢量的方向如何确定?大小如何确定?位移电流线是何形状?位移电流的磁场是如何分布的?本文想针对这些问题谈一谈自己的一些看法。     

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。     

梯度磁场下两个相互作用电子的运动

对梯度磁场下2个相互作用的电子的运动方程进行了理论推导,利用C语言程序对该运动方程组进行数值求解,通过观察双电子及其质心的运动轨迹图像,得出了两电子及其质心在梯度磁场中的长时间平均位移均沿着零磁感线的结论.此外,在经典理论下,研究了在梯度磁场与沿零磁感线方向的匀强电场的共同作用下,两个相互作用的电子的运动轨迹,其结果是电子并不一定沿零磁感线运动,甚至可能出现明显的偏离.     

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.