电磁波性质的探讨

本文应用麦克斯韦方程组积分形式和高等数学曲线积分、曲面积分对电磁波的性质作出解释与说明,并对偶极振子电磁波进行了探讨。     

电子结构探究——试论电子-电磁场波电磁双锥螺旋结构

文章就电子结构、电与磁现象的本质等问题进行探究,文中以正、负电子与光子可以互相转化的现象以及电磁波的相关性质等为基础,提出电子是电磁场波旋转结构的假说,且构建电子电磁场波电磁双锥螺旋结构模型.该假说认为,电子的基质是一种沿曲线振动的电磁渡,即一特定频率的γ光子.其电场与磁场在极微尺度空间内旋转振动形成了电磁双锥螺旋结构形式,这种电磁波以光速呈陀螺状超高频旋转形成的锥(台)形结构形式即为电子.按其动态结构特征,文中又称电子为电磁旋振子.新的理论探求电子的结构,分析电磁波与实物粒子同的关系,试用微观机理解释电、磁等现象产生的机理,以结构原理解说电子的电性质与磁性质.     

导电介质内传播电磁波特性研究

论述了电磁波在导电介质内的传播方向、与电场有关的能量、穿透深度以及良导体内电磁波的相速等问题,讨论了电磁波在导电介质中传播时,σc/ωε对导电介质电性能的影响.对于良导体和不良导体,分别给出了电磁波穿透深度的计算方法.研究结果对如何根据电磁波的频率来处理导电介质的电性能问题具有一定的理论研究和实际应用意义.     

平面电磁波在等离子体中的吸收衰减

研究等离子体在隐身技术中的应用.采用垂直入射线极化平面电磁波斜入射到具有金属衬底的等离子体层的模型,利用W.K.B解,推导出电磁波能量衰减与电磁波频率和等离子体密度的关系式.在此基础上,对不同入射角的电磁波在等离子体密度为均匀分布、线性分布和指数分布情况下传播的能量衰减进行了数值计算.结果表明,电磁波衰减随等离子体密度以及电磁波入射角增加而增加;在3种分布情况下电磁波能量衰减规律是相似的.     

一级化学反应体系中电磁波传播的特点

研究了微波在一级化学反应体系中的传播特点.首先将化学反应等效为组分随时间变化的混合物,利用MaxwellGarnett理论和一级化学反应速率方程得到了反应体系等效介电常数随时间变化的关系,然后利用时域有限差分方法对电磁波在其中的传播进行了模拟.结果发现：电磁波在体系中的分布不均匀;随着反应速率的增大,电磁波的能量主要集中在反应体系表面附近,这可能是解释为什么微波加热化学反应中热点现象广泛存在的原因之一.     

证明光的电磁波本质的一种新方法

从介质界面上的边界条件和电磁场的能量守恒定律出发,推导出了电磁波的反射定律、折射定律和菲涅尔公式,使四个式子组成了一个有机的整体,从而证明了光的电磁波本质.     

火箭尾焰电磁特性参数对电磁波衰减特性影响研究

在电磁波波动方程WKB法近似解基础上,应用电磁波能量衰减计算方程,分析了电磁波在火箭尾焰中的传播与受干扰过程,研究了等离子体频率、自由电子碰撞频率和自由电子密度等火箭尾焰电磁特性参数对电磁波能量衰减特性的影响.结果表明,电磁波频率和尾焰电磁特性共同影响电磁波的衰减.     

电磁波极化教学实验设计与实践

文章设计了一项电磁场与波课程的新实验,介绍了如何研制开发极化旋转支架、多极化发射天线等实验装置,用线极化天线对多种极化形式的电磁波进行接收测量,组合成一个完整的电磁波极化实验系统。该项新实验解决了电磁波极化实验难以开展的问题,对学生充分理解电磁波极化这一教学难点,起到了极大的作用。     

电磁波半波损失中蕴含的能量守恒定律

在研究波动光学界面反射波时,半波损失是一个重要的考虑因素。而多数大学物理教科书对半波损失产生的本质没有进行详细阐述,而其中蕴藏的能量守恒定律也不被人们所关注。从电磁场基本理论出发,分析了半波损失产生的原因及条件,用能流密度知识挖掘了半波损失所蕴藏的能量守恒定律,并从理论推导和实验现象两方面验证了能量守恒定律在电磁波中的适用性。     

应力波和电磁波在岩体中相互耦合的研究

作者基于地壳中的众多岩石是具有压电晶体结构的物质这一事实,从波动观点出发,采用长波近似,首次提出了应力波和电磁波在岩体中同时存在相互耦合的理论,阐明了应力波和电磁波的耦合机制,给出了P波、S波和表面波与所耦合的电磁波间的定量关系,所得结果能较好地对地震和岩石动力破碎过程中的一些声电光现象给予比较满意的解释。     

在外磁场作用下的反铁磁体的体磁极化激元的强度函数

当电磁波在反铁磁体中传播时,它将与反铁磁的磁振子相互作用而形成体磁极化激元。与体磁极化激元相联系的能量一部分存在于电磁场中,一部分存在于激发的磁振子中。本文用电磁场理论和反铁磁体的转矩方程组研究了这两部分能量的能量密度与频率的关系,并给出在Voigt位形下体磁极化液元的强度函数。     

两块平行导板之间的电磁波

通过对两列对称于Ｚ轴方面传播的均匀平面电磁波迭加后的合成电磁波的分析。得出在两块平行导板之间，由于两导板壁对平面电磁波连续反射结果形成了ＴＥ型电磁波，并指出ＴＥ型电磁波的能量是沿波导长度力向传播的。     

平面电磁波在两种介质表面上的反射与折射

以Maxwell方程组为出发点,用简洁明了的理论推导,给出平面电磁波在两种介质表面上的反射与折射是电磁运动规律应用的典型实例,并由此引出了一些重要结论,如半波损失的存在、Brewster角的成因、全内反射的规律等.在对电磁波的传播、电磁波与介质的相互作用等基本规律的认识中,体现电磁学基本规律在信息技术、通信技术中的理论指导意义和其现实意义,由此得出的结论也为深入理解光的反射与折射奠定了基础.     

光学镜片增透膜增透机理对比研究

文章从矢量叠加的“零效果”与无矢量叠加的“零结果”概念区别入手,提出机械波干涉现象产生的本质是介质中能量的重新分布。介绍了电磁波在介质中干涉的几种不同的理论解释,最后提出了在中学物理教学中如何避开教材知识狭隘、结构单一局限,结合中学生感性思维特点,深入浅出地阐述了增透膜增透机理。     

声子晶体板中低频宽禁带的形成机理

针对局域共振型声子晶体在低频处难以实现宽禁带的问题,提出了一种新型声子晶体结构并探究了声子晶体板中低频宽禁带的形成机理。该结构由互置型振子周期性阵列于一个二维二组元声子晶体板两边构成,采用有限元方法对其禁带特性和禁带形成机理进行理论研究发现:板波模式与振子的振动模式依据模态叠加原理,通过主导系统主模态的方式,影响着禁带的形成;当振子与基板二者主模态一致时,相互发生耦合,振子通过强烈抑制基板主模态,使的板内无波传播模式,进而形成面内、面外两种宽频子禁带;振子的振动模式是影响禁带宽度的决定因素,当其为整体振动模式时,对基板主模态的抑制作用最大,形成宽频禁带。仿真结果表明:新型声子晶体板中振子的振动模式被引入的互置型振子调节,致使振子出现了两种整体振动模式;两种整体振动模式分别对面内和面外子禁带进行单独调节,进而使禁带在大致相同的低频范围内被同时扩宽,最终重叠生成了一条带宽为599Hz的宽禁带。该研究突破了局域共振型声子晶体在低频处难以形成宽禁带的局限,可为声子晶体在工程结构低宽频减振中的应用提供理论基础和方法指导。     

证明光的电磁波本质的一种新方法

从介质界面上的边界条件和电磁场的能量守恒定律出发，推导出了电磁波的反射定律、折射定律和菲涅尔公式，使四个式子组成了一个有机的整体，从而证明了光的电磁波本质。     

电磁场与电磁波仿真实验教学研究

电磁场与电磁波是许多高校电子信息工程类专业的基础课程之一。文章分析了传统电磁场与电磁波教学的基本方法与不足之处,提出了将仿真实验辅助教学与理论教学相结合的教学方法,给出了电磁仿真软件HFSS在传输线教学中的实例并分析了其现实意义。实践证明,将仿真实验辅助教学引入到电磁场与电磁波教学过程中,有助于提高学生对课程学习的兴趣,激发学生的学习热情,提高学生对抽象理论的理解,显著提高课程的教学质量与教学效率。     

超导材料的超快光谱研究

电子、晶格、自旋和轨道微观自由度对超导材料的宏观特性起到至关重要的作用.在超导体系中,特别是非常规超导材料,这些自由度衍生出具有不同能量尺度的玻色激发和有序态.前者如声子、磁振子、电荷密度波、自旋密度波、自旋涨落、向列涨落等;后者如超导态、赝能隙态、向列相、反铁磁/铁磁等.前者与后者的形成密切相关.尤其是,不同的玻色激发在频域内纠缠在一起彼此相互作用,同时又与电子(或准粒子)耦合,构建出复杂而又丰富的平衡态和非平衡态物理过程.超快光谱技术的独特性在于具有宽能量范围和高时间分辨率的特点,利用光(电磁波)与超导材料相互作用中的线性和非线性响应,可以共振或非共振地探测与调控这类材料中的准平衡或非平衡态动力学属性.因为桌面超快光谱系统功能全面且具有很大的灵活性,它不仅被应用于超导体系,而且被广泛应用于其他各种无机和有机材料.由于非平衡态理论,特别是与关联电子体系相关的,目前还处在快速发展的阶段,所以本综述主要介绍了常用的桌面超快光谱技术和目前被广泛使用的相关分析理论,聚焦于讨论超导材料中超快光谱实验数据涌现出来的一些普适性趋势及进展.所涉及的超导材料包含了常规超导体、铜氧化物超导体、铁基超导体和重费米子超导体.     

关于电磁波的半波损失问题

关于电磁波的半波损失在其有关学术领域中一直是一个众说纷纭的问题.近年来,在国内举行的有关学术讨论会中,对该问题的争论重新激烈起来,其争论的焦点在于如何用菲涅耳公式解释电磁波传播至两介质的界面时发生的物理现象半波损失. 所谓半波损失,其实质是相位改变π,即电磁波经界面反射后,反射电磁波的电场矢量的振幅反号,亦有π的相位差.相位的改变取决于具体问题的边界条件.反向π对     

三层介质人体模型中电磁波传输的研究

人体这个局部的电磁兼容系统，正面临着环境电磁骚扰的挑战。为了更加深入的理解电磁波生物效应，文章通过对人体构建三层介质模型，利用解析法研究了电磁波垂直入射到人体模型时，在几层介质内的能量损耗状况；入射与透射电磁波之间的关系；给出了入射系数与反射系数的表达式。最后根据具体的电磁环境进行了讨论，并计算了比吸收率。