几种常见量子力学波包传播性质的研究

通过格林函数讨论了三种常见势场下运动粒子的波包传播性质.我们发现自由粒子的波包随时间变化,波包的重心以→P0/μ的速度移动,而波包的振幅由起初的δ变化为δt,然而r仍然按照高斯分布;均匀场中的粒子,波包的振幅以幂指数变化;简谐振子势场中粒子的波包在任意时刻动量的平均值就是经典简谐振子的动量.     

基于波包能量的裂纹扩展监测实验研究

采用主动Lamb波监测技术对铝板结构中的疲劳裂纹扩展进行了实验研究.首先通过布置在结构中的压电片激发并采集Lamb波信号.然后分别把Lamb波信号的原始信号、信号包络及其特定尺度上的小波系数模值定义为波包,并建立了不同定义下波包能量的计算公式.将结构在裂纹扩展过程中传感器所接收的Lamb波So模式波包能量与健康状态下所得到的波包能量进行对比,得到每个裂纹扩展阶段的能量差,将其归一化后得到相应的裂纹损伤特征参数.最后通过实验分析得到该损伤特征参数与裂纹扩展程度之间的对应关系,从而揭示出Lamb波随裂纹扩展的变化规律.实验结果表明,利用上述方法所得到的裂纹损伤特征参数随裂纹扩展表现出特定的变化规律.该规律对于裂纹监测的进一步研究具有促进作用.     

群速度在两个惯性系中的交换法则

在物理学的各个分支中,群速度的重要性已经广泛知道。在量子力学中,当讨论与自由粒子相联系的波函数或物质场的定域波包时,群速度等于粒子运动的速度。在经典电磁学中,经常遇到计算电磁能量,以及这个能量以群速度传播。 在这篇文章中,介绍了群速度在两个惯性系S与S＇中的变换法则,类似于相对论中粒子速度的变换法则。其中S＇系以速度v相对于S系沿共同的正X—X＇方向运动。     

冷原子系统中不同色散准粒子波包动力学的模拟

基于光晶格中的超冷原子气体，研究了不同色散关系的准粒子动力学行为.分别采用数值时间劈裂谱方法和海森堡绘景解析求解运动方程的方法，针对有初速度和无初速度的准粒子动力学问题进行了数值模拟, 并深入讨论了色散关系中准动量幂次对准粒子动力学行为的影响.结果表明:在系统的准粒子色散关系中，当准动量幂次为奇数时，系统会出现相对论Zitterbewegung (ZB)振荡现象; 而当幂次为偶数时，准粒子动力学过程中不会出现ZB现象.此外，准动量幂次越大，则准粒子漂移对波包初速度的敏感度越高.     

β-粒子在穿越铜狭缝中的横向台阶分布

文章研究了电子高速运动时所产生的横向振动。实验方法是利用半圆聚焦β-谱仪上90Sr源β-粒子在不同磁场下对于相同弯曲半径下β-粒子具有不同的能量和动量的特性，研究这些β-粒子在通过不同宽度的铜狭缝（厚8 mm）时的粒子数n和铜狭缝宽度δ的函数关系，发现不管β-粒子具有什么能量和动量，都具有横向运动的趋势和在铜狭缝中出现了台阶分布。其原因可能是β-粒子本身具有横向振幅A和周围真空起伏能量的相互作用。     

六角晶格中Dirac准粒子的动力学模拟与操控

本文基于装载在六角可调光晶格中的超冷原子气体，研究了无质量狄拉克准粒子的动力学行为. 此系统与石墨烯具有类似的能带结构，即在简并点附近满足线性色散关系. 我们分别运用解析求解海森堡运动方程和数值波包动力学的方法，得到了准粒子质心位置. 我们可视化地展示了准粒子在不同宽度能隙处的演化行为. 结果发现准粒子的运动并没有出现相对论Zitterbewegung现象. 此外，我们还进一步研究了有效光速、Dirac旋量对系统动力学演化的影响. 结果表明波包的演化方式取决于初态Dirac旋子的形式，而运动速度只依赖于有效光速. 由于光晶格超冷原子系统具有纯净和高可操控性等优点，我们相信我们理论给出的有趣结果不久即可在超冷原子体系实验中得到验证.     

强场驱动下 ClO基共振增强多光子电离的含时理论研究

采用含时波包方法中的劈裂算符方案模拟了强场下ClO蕈涉及一个激发态C2∑-的(2+1)共振增强多光子电离过程.模拟得到了光电子能谱、粒子在各电子态上的布居以及波包在各电子态不同振动态上的投影.通过"三态模型"计算的结果与实验结果符合得很好.     

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.     

广义球对称带电蒸发黑洞周围时空中标量粒子的能量

利用弯曲时空中标量粒子运动的Hamilton-Jacobin方程,研究广义球对称带电蒸发黑洞周围时空中标量粒子的能量.得到了粒子的能量不仅与粒子的质量有关,还与黑洞的时空结构及视界的变化率有关.给出了发生自发辐射的能量条件.     

金属油气管道腐蚀的β射线检测方法

利用放射性物质衰变释放的粒子流在穿越不同厚度的屏蔽材料时,粒子输运过程和能量衰减程度不同的特性,提出通过检测管中β放射源产生的β粒子在管道外部形成的能量沉积,对架空金属油气管道的腐蚀状态进行在线无损检测的方法.分析了β粒子在穿越不同厚度的钢铁屏蔽材料后光子和电子流量与其能量分布的差异与特性,模拟试验β放射源投入管道后衰变产生的β粒子从内部穿透出不同腐蚀程度的金属管壁进入外部NaI粒子探测器的粒子输运结果,最后通过方差分析研究腐蚀厚度和面积对射线探测法的灵敏性影响.研究结果表明:射线探测法对腐蚀厚度的检测灵敏性强,该方法能够有效检测出厚度超过管道壁厚40％以上的腐蚀破损.     

线性谐振子Schrdinger方程的波包解

通过精确求解简谐振子的含时Schr dinger方程 ,分别得到相应于基态和各激发态的波包形式解 ,并且证明这些波包的质心按照经典运动的周期振动 ,而波包的形状保持不变 .在振子的力常数随时间改变的情况下 ,所得到的波包解与通常简谐振子的波包结构相同 .其质心仍遵从经典规律 ,但波包的形状会发生改变 :可以展开、收缩或脉动 .     

动态Kerr黑洞的非热辐射

利用弯曲时空中标量粒子运动的Hamilton-Jacobin方程,研究动态Kerr黑洞周围时空中标量粒子的能量分布,得到了粒子的能量分布不仅与粒子的质量、角动量有关,还与黑洞的时空结构及视界的变化有关.给出了黑洞发生自发辐射的能量条件.     

动态Dilaton-Maxwell黑洞周围时空中标量粒子的能量

利用弯曲时空中标量粒子运动的Hamilton-Jacobin方程,研究Dilaton-Maxwell黑洞周围时空中标量粒子的能量,得到了粒子的能量不仅与粒子的质量、角动量有关,还与黑洞的时空结构及视界的变化率有关.     

利用He+离子链模型增强谐波辐射强度

本文提出一种利用He~+离子链模型来增强谐波辐射强度的方案.通过求解薛定谔方程,理论模拟了单个He~+离子以及He~+离子链辐射谐波的特点,并结合电离几率,谐波辐射时频分析图,含时电子波包运动分析了谐波辐射及电子运动过程.计算结果表明,使用He~+离子链模型可以有效增强谐波强度以及延伸谐波截止能量.     

格点能量变化时离散晶格中荷电粒子在任意含时电场作用下的运动

本文研究了当格点能量变化时一维键上的带电粒子在任意含时电场作用下的运动,给出了动量空间的普遍的形式解,并就静电场的情形讨论了粒子在动量空间的局域性问题.     

量子运动的经典极限和Fejér平均值

通过对一维无限深势阱的量子运动严格的解析计算表明,经典极限下,量子力学中的物理量在等权波包下的期望值,趋于经典力学量的傅立叶级数的Fejér平均值,而不是傅立叶级数本身.而且,当等权波包中叠加的本征态的数目N等于量子数n的平方根时,等权波包的不确定性最小.     

三态NaI分子飞秒含时光电子能谱的理论研究

利用三态模型和含时量子波包法,研究了NaI分子在飞秒泵浦—探测激光场中延时,波长,场强对光电子能谱的影响.波包在势能面上传播,受到非绝热效应的影响,传播到交叉区域时发生分裂,延时影响光电子能谱谱峰的位置和峰高.延时增加,非绝热效应对波包运动的影响越明显.泵浦波长影响光电子能谱构型,探测波长只影响谱峰位置,不影响峰高.激光场强增强,光电子谱谱峰增高.光电子能谱反映波包动力学信息.本文研究结果可以为实验上实现分子的光控制以及量子调控过程提供一定的参考,并为进一步研究NaI分子的动力学性质提供有用的信息.     

直线加速运动动态黑洞周围时空中标量粒子的能量

利用弯曲时空中标量粒子运动的Hamilton Jacobin方程,研究直线加速运动动态黑洞周围时空中标量粒子的能量,得到了粒子的能量不仅与粒子的质量、角动量有关,还与黑洞的时空结构及视界的变化有关。给出了发生自发辐射的能量条件。     

Vaidya-de Sitter时空几何中玻色子的能量

利用弯曲时空中标量粒子运动的Hamihon-Jacobin方程,研究Vaidya-de Sitter时空几何中玻色子的能量,得到了粒子的能量不仅与粒子的质量有关,还与黑洞的时空结构及视界的变化有关．     

横向能量及入射角度对多势垒结构共振传输的影响

利用一维多势垒结构模型推导出透射系数的表达式,并计算了一维四势垒结构在不同的横向能量及不同的入射角度下对共振传输的影响.通过计算可以看出多势垒结构相当于过滤器,对入射粒子可以起到一个过滤作用,可以通过控制入射粒子的横向能量及入射角度使得只有具有一定能量的粒子通过,从而可以选择出具有不同能量的粒子.本文在对晶体电子散射及电子光谱学领域的分析具有一定的帮助.