質点的經典运动

§1 引言在1939年Bhabha根据了Dirac的电子经典理论,导出了中子的经典运动方程。如果只讨论平移运动,这个运动方程与Dirac的电子经典运动方程的差别,只是前者多含了一项.这一项是一个积分,使运动方程成为一个积分微分方程;它使电子在某一刹那的运动状况——更正确地说,加速度及加速度对时间的微分——与此刹那前的运动情形有关.如众所通知,根据Dirac经典运动方程,电子可能有“自身加速度”     

复合薄膜的异常大电容

应用TFDC(Thomas-Fermi-Dirac-Cheng)电子理论分析研究了纳米级薄膜间界面上电子运动形成的特异二极层及其充放电性能,并得到纳米级薄膜异常大电容实验的验证.     

电子回旋脉塞等离子体粒子模拟的理论研究

提出了基于波函数分析的有源缓变轴对称圆波导TE模式电子回旋脉塞场的展开方程,采用电磁型等离子体粒子模拟技术和有效电流分配法将电子注看作电流源,研究了归一化的电流密度方程和带电粒子运动方程,并利用单极近似和蛙跳算法在空间和时间上给出了场的变化、带电粒子的动能和位置的更新形式.阐述了理论分析过程,为数值模型奠定了基础.     

关联动力学在等离子体物理中的应用

由于粒子间的长程库仑力,通常的气体运动论对稠密等离子体的情况并非一般都适用.虽然常采用理想气体来处理等离子体的实验结果,但严格说来,对等离子体体系必须采用系综理论,由关联动力学来鉴定和修正气体运动论所得出的结果. 系综的密度分布函数符合刘维方程,而约化分布函数符合BBGKY方程系.根据博格留鲍夫准静态假设,由此可导得关于电子-电子、离子-离子与电子-离子关联效应的二体密度关联函数. Vedenov曾研究了热力学平衡状态的等离子体压强(状态方程).本文则从一般的非平衡态理论进行处理,可得出非平衡定态的状态方程,也包括了热力学平衡态的结果.     

基于带电粒子显像的电子纸张研究

针对传统阅读媒质与数字媒体显示的融合问题,将静电场粒子运动基本原理与有限元(FEM)连续空间元素离散化分析法用于数字阅读媒质--电子纸张(E-Paper)显示研究,针对基于电场的基本方案,借助有限元分析法理论分析和实验模拟基于带电粒子显像的电子纸张方案.方案实现了传统阅读媒质与数字媒体显示的有效融合.有限元理论分析与实验模拟表明:基于带电粒子显像的电子纸张方案具有可行性和有效性.     

离子通道的形成机理与动态特性分析

研究了离子通道的产生背景及物理机制,利用电磁场理论导出了离子通道的聚束条件和通道半径所满足的方程,并对各区域的相对介电常数作了分析.同时,针对离子通道的动态特性,对所导出的电子振荡运动方程作了定性的讨论.     

类Mg离子的电子关联效应研究

利用基于多组态Dirac-Fock方程的程序包GRASPVU,考虑电子关联作用,详细计算了类Mg离子3s2-3s3p跃迁(Z=20~24)的能级、波长、振子强度和能级寿命.研究表明,考虑了电子关联作用之后,所得的理论计算结果与实验值以及其它理论值符合得很好,同时对于分析已有的实验结果和指导拟开展的实验也很有意义.     

光子晶体中光子的波动方程与光子能带

在矢量波的理论框架上,从麦克斯韦方程组出发推导了光子晶体中光子的波动方程,发现其在形式上与自然晶体中电子的薛定谔方程十分相似.因此,光子晶体中光子的运动将类似于周期性势场中电子的运动,会产生类似的电磁波或光波的"能带"结构,也可以借用固体能带理论的基本方法来研究光子晶体的带隙.     

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.     

开放量子体系的级联运动方程理论方法进展

级联运动方程组方法已成为研究量子开放体系性质和动力学的重要方法.本文介绍了该方法的建立与发展,阐述了其在基础理论、数值算法、实际应用等方面的最新进展.级联运动方程具有理论严格性、数值高效性、应用灵活性.它以非微扰的方式揭示了多体相互作用、体系-环境耦合、非马尔可夫记忆效应等的综合影响.最近研究还证明了级联运动方程是描述体系-环境关联动力学的理论.本文继而讨论了级联方程组理论方法在生物体系的光激发能量传递和强关联电子体系中的量子输运等方面的应用.     

论动体的质量与运动速度的关系

讨论了物理学中的"质量"概念.牛顿的运动定律显示物质(物体)的质量与其运动速度无关.但是H.A.Lorentz于1904年提出了质速公式m=m0(1-v2/c2)-1/2.这个关系式即使对电子适用,亦不应像狭义相对论(SR)那样将其用到一切情况.过去人们常说"SR理论已被实验所证明";但在实际上,对Lorentz质速方程而言,缺少针对中性粒子和中性物质的实验证据.假如物质(物体)的质量与运动速度无关,"光障困难"或许并不存在,现有的超光速研究的理论可能要作重大修改.     

普遍的质速关系和狭义相对论

依据相对性原理以及动量守恒和能量守恒定律, 无需利用光速不变假设和具体的时空变换关系证明相对论能量必须正比于相对论质量。通过建立和求解质速关系的微分方程, 自动给出极限速度vm, 并得到一种普遍适用的相对论质速关系。该质速关系既适用于具有静质量且运动速度小于极限速度的“慢子”, 又适用于不具有静质量且运动速度大于极限速度的“快子”以及运动速度等于极限速度的“常子”。在此基础上可确定运动学时空变换的广义洛伦兹变换公式以及动力学的质能关系和能量-动量关系, 从而建立一种更为普遍的狭义相对论理论。无论是否存在无静质量的“快子”和“常子”, 无论是否发现超光速现象, 新的相对论理论都是成立并自洽的。极限速度的具体取值可由实验测量确定, 若取vm=c , 就回到传统相对论的公式, 光速不变则成为相对论的一个推论。     

论有质粒子作超光速运动的可能性

狭义相对论( SR)中运动的有质粒子的长度( l)、质量( m)、能量( E或W)随速度v变化。当v增大,l减小而m和E加大。如果v=c,运动粒子的质量、能量成为无限大。故Einstein断言讨论超越光速c是无意义的。然而在实际上从未发现过物体长度随速度增加而减小。对质量而言,Newton力学中质量与速度无关;质量随速度变来自1904年的Lorentz公式m = m01- vc 2[()]-1/2,即使它适用于电子也不能像SR那样推广于一切动体,实际上缺少“Lorentz质速公式适用于中性粒子和中性物体”的实验。故所谓“光障”不一定真的存在。
　　电子并不是一个普通的动体,而是特殊的带有电荷的动体。故即使v=c,能量也不是无限大。另外,还可证明当速度v增大时动体荷电量q和受力F都减小。这就很好的解释了1901年的Kaufmann实验。类似地,分析表明1964年的Bertozi实验也不能证明光速c不可超越。
　　本文把今日的“光障”问题与过去的“声障”问题作了比较,认为可压缩流体力学可用在超光速研究中,空气动力学发展对突破光障有参考作用。在超声速飞机问世前,当飞机速度接近声速将形成气体超大密度的激波,飞机将无法穿越它。但深入的理论分析和风洞实验使科学家获悉,即使v=c(在这里c为声速),密度仅增大6倍,不是无限大;故工程师开始设计和建造超声速飞机。1947年10月14日美国空军完成了人类首次超声速飞行。……我们相信对所谓光障也会是同样的情况。
　　由于量子力学中的波粒二象性,科学家可按两条路径(粒子或波)展开研究。过去认为微观客体会呈现为粒子或波,但不会同时体现这两者。然而最新的研究却证明可在实验中又是粒子又是波。本文建议设计针对物质波的实验。由于现时有大量的群速超光速实验已获成功,可以期待超光速有质粒子(电子或质子)的存在和发现。……总之,结论是有质粒子可以作超光速运动,但有待将来的直接实验证明。     

惯性及其量度—对质速关系的几点讨论

本文讨论了高速领域物体的惯性及其量度的问题,力图澄清目前广泛存在的对相对论质量的惯性理解问题,并对质速关系的实验验证提出新的解释,进一步探讨了质速关系、质能关系的本质。     

匀变速直线运动的判断

以物体做匀变速直线运动的判断方法,对利用位移差相等(△S=aT~2)来判断物体是否作匀变速直线运动进行分析,论证了位移差相等只是判断物体作匀变速直线运动的必要条件,给出了该判断的充要条件是△S=aT~2 V_0=(S_1-(1/2)△S/T).对验证匀变速直线运动的实验提出了采用频率可调打点计时器和对运动物体增系一个速度计等改进意见.     

关于"质速关系"实验基础的质疑

基于实验和应用两方面的分析,指出确认"质速关系"命题的疑点.当概念类型不清,对实验目的性有误解时,理论运用中的数学规则有时会带上主观随意性,或者产生误解或者阉割物理实质,导致歧义发生.     

电子荷质比测量实验的Matlab仿真

运用Matlab实现了对电子荷质比e/m测量过程的仿真,着重对电子在磁场中的运动轨迹以及磁聚焦现象进行可视化仿真,从而可用于提高本实验项目的教学效果。     

影响电镜分辨本领的热因素探讨

简述了光学显微镜与电子显微镜的分辨本领 .给出了在考虑相对论效应的情况下高速电子束的波长与加速电压的关系 ,着重论述了由于电子热运动引起的电子波的色散 ,并研究了该色散对电镜分辨本领的影响 .得出了电子热运动引起的色差比加速电压不稳造成的色差还大的主要结论 .     

基于边界约束的样品视频非对称运动估计方法

针对常规运动估计方法应用到样品视频编码时存在无效搜索点冗余搜索、有效搜索点遗漏的问题,提出基于边界约束的非对称运动估计方法。首先,在原有预定搜索范围的基础上,采用定点统计运动参量的方法对科学仪器的样品视频运动性能进行测试统计,根据统计结果,对视频运动范围设定边界,减少运动搜索点数;然后提出了基于边界约束的非对称搜索模型,依据样品视频的运动特征,优化搜索算法。来自电子探针和电子显微镜的不同样品视频编码实验表明,与多方向搜索算法(MDS)比较,所提方法的运动估计时间缩短了约33%,编码性能保持甚至超过了多方向搜索算法。     

处于静电平衡状态导体上的电势与导体内部自由电子能态关系研究

讨论了热运动与导体内自由电子能态的关系和导体处于静电平衡状态时内部自由电子能态问题,认为,传统物理学中关于＂导体内自由电子的热运动能量＂是一种不确切的提法,实际上,电子把从外界吸收的热能转化成了在晶格势场中的电势能。证明了处于静电平衡状态的导体,其内部自由电子处于相同的能量状态,给出了等势体物理意义的说明。给出了一种测量导体内自由电子之间相互作用库仑斥力势能的一种方法。