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.     

磁场下InAs/InP矩形量子线中的电子结构

在有效质量近似下,利用微扰理论研究了矩形量子线中电子和空穴的基态能量.考虑形成量子线的2种材料晶格常数不同带来的形变势、电子和空穴在材料中的质量失配以及空穴有效质量的各向异性等因素,在矩形长度不变时,计算了电子和空穴的基态能量随磁场以及矩形宽度的变化情况.结果表明,粒子的基态能量随着磁场的增大而增大,随着矩形宽度的增大而减小;磁场增大时,不同尺寸量子线中电子的基态能量随磁场的变化曲线间距减小的趋势比空穴明显得多;在较高磁场下,电子的基态能量随量子线尺寸增大下降的趋势比低磁场时明显,而空穴的这种特征不明显.     

磁场下InAs/InP应变矩形量子线能级结构

利用微扰理论在有效质量近似下研究了磁场下截面长度固定的矩形量子线中电子和空穴的基态、第一激发态能量,在计算过程中考虑了形成量子线的两种材料的晶格常数不同带来的形变势、电子和空穴在材料中的质量失配以及空穴有效质量的各向异性等因素.结果表明:当磁场增大时,不同尺寸量子线中电子基态能量的差值增大的速度明显减小,而空穴的相应情况不明显;不同尺寸量子线中粒子的第一激发态能量差值随着磁场的增大而增大,并且差值较小.     

放电室长径比与磁体间距对离子推力器原初电子约束性能的影响

电子约束效率为反映环尖型离子推力器放电性能的重要参数之一,一般采用原初电子的平均约束长度来表征。对于离子推力器,放电室长径比与磁体间距会影响磁场分布,进而影响电子约束效率。放电室长径比与磁体间距的最佳状况是原初电子在放电室中保持尽量长的时间。以二维轴对称的离子推力器放电室为几何模型,发展了计算原初电子运动情况的代码。通过求解Maxwell方程和电子运动方程得到磁场和电子的运动轨迹,从而得到原初电子的平均约束长度。对放电室长径比与磁体间距对原初电子约束性能的影响进行了参数化研究,总结了只考虑原初电子约束时放电室长径比与磁体间距的选取原则。     

InAs/InP椭圆形量子线的电子和空穴基态能量

在椭圆坐标系中采用有效质量近似和对角化方法研究了椭圆形量子线中电子和空穴的基态能量.考虑电子和空穴在材料中的质量失配以及空穴有效质量的各向异性,计算了无磁场时及存在磁场时电子和空穴的基态能量随偏心率ξ0及参数a的变化情况.结果表明,参数a一定时,粒子的基态能量随着椭圆截面偏心率ξ0的增大而减小;椭圆的偏心率ξ0一定时,粒子的基态能量随着参数a的增大而减小;磁场对空穴的约束作用较电子弱.     

时变外磁场作用下海森堡模型的热力学纠缠

研究时变外磁场对海森堡模型的热力学纠缠.以两量子比特海森堡XX模型为例,得出时变外磁场加在单电子上的纠缠度解析表达式,并在此基础上进行数值计算,讨论温度对系统纠缠的影响.同时,分析在时变外磁场的影响下,纠缠度随时间演化发生周期性震荡的情况,以及时变磁场的磁场强度和关联强度对系统纠缠度的作用,进而通过调节外磁场和关联强度有效控制系统的纠缠.     

对感应电动势的讨论

本文应用法拉弟电磁感应定律、磁场高斯定理对磁场变化、回路运动两种情况同时存在时感应电动势的计算进行分析推导,得出了这时两种电动势可独立计算并相加,二者间并无相互影响的结论,为中学物理中这类问题的处理找到了理论依据。     

均匀稳定磁场中运动导体上的电荷分布

论述了在均匀稳定磁场中低速运动的导体上电荷分布的情况，得出了求解这种分布的一种方法，并讨论了几种形状导体上的电荷分布。     

运动质量激发磁效应的理论探索

为了探讨运动质量产生磁效应的原由和两者间的数学关系,本文提出了若干假设,即假设运动着的引力势的导数跟它感应出的磁场间存在着一定的关系,给出了引力磁场的方程,得到了运动着的引力势感应产生磁场的定量结果,从而将引力势和引力磁场统一起来.文章特别讨论了自转质量产生的磁效应,并应用该理论对地球高空磁层中的若干现象进行了解释,得出了理论与观测结果相符合的结论.在结语中,文章还阐述了理论和实验能够拓展的方向和前景.     

金属小粒子磁场下的电子热容特性

考虑金属小粒子在磁场下。应用随机矩阵理论对能间距分别为正交系综分布、么正系综分布、辛系综分布等情况，考虑了奇偶效应，计算了几个典型温度下金属小粒子电子热容，并对电子热容随磁场变化做了简单的分析．     

Electron dynamics in collisionless magnetic reconnection

Magnetic reconnection provides a physical mechanism for fast energy conversion from magnetic energy to plasma kinetic energy. It is closely associated with many explosive phenomena in space plasma, usually collisionless in character. For this reason, researchers have become more interested in collisionless magnetic reconnection. In this paper, the various roles of electron dynamics in collisionless magnetic reconnection are reviewed. First, at the ion inertial length scale, ions and electrons are decoupled. The resulting Hall effect determines the reconnection electric field. Moreover, electron motions determine the current system inside the reconnection plane and the electron density cavity along the separatrices. The current system in this plane produces an out-of-plane magnetic field. Second, at the electron inertial length scale, the anisotropy of electron pressure determines the magnitude of the reconnection electric field in this region. The production of energetic electrons, which is an important characteristic during magnetic reconnection, is accelerated by the reconnection electric field. In addition, the different topologies, temporal evolution and spatial distribution of the magnetic field affect the accelerating process of electrons and determine the final energy of the accelerated electrons. Third, we discuss results from simulations and spacecraft observations on the secondary magnetic islands produced due to secondary instabilities around the X point, and the associated energetic electrons. Furthermore, progress in laboratory plasma studies is also discussed in regard to electron dynamics during magnetic reconnection. Finally, some unresolved problems are presented.     

关于长直圆筒面上电场和磁场的定量计算

用库仑定律和毕奥萨伐尔定律定量的计算出了无限长直圆筒载有电荷和电流时空间的电场分布和磁场分布 ,并给出了筒面上即电荷和电流所在处的电场强度和磁场强度     

弱磁场中辉光放电等离子体参数诊断

利用静电探针对弱磁场中直流辉光放电等离子体参数进行了诊断,测量了等离子体的密度和温度．结果表明,离子密度随放电电流的增加而增加,随气压的升高而升高;电子温度随放电电流的增加而增加,随气压的升高而降低;在磁场中,离子密度随磁场的增强而增大,电子温度随磁场的增加而减小．实验结果与理论计算结果基本趋势相一致．     

The effects of the guide field on the structures of electron density depletions in collisionless magnetic reconnection

Two-dimensional particle-in-cell simulations are performed to investigate the formation of electron density depletions in collisionless magnetic reconnection.In anti-parallel reconnection,the quadrupole structures of the out-of-plane magnetic field are formed,and four symmetric electron density depletion layers can be found along the separatrices due to the effects of magetic mirror.With the increase of the initial guide field,the symmetry of both the out-of-plane magnetic field and electron density depletion layers is distorted.When the initial guide field is sufficiently large,the electron density depletion layers along the lower left and upper right separatrices disappear.The parallel electric field in guide field reconnection is found to play an important role in forming such structures of the electron density depletion layers.The structures of the out-of-plane magnetic field By and electron depletion layers in anti-parallel and guide field reconnection are found to be related to electron flow or in-plane currents in the separatrix regions.In anti-parallel reconnection,electrons flow towards the X line along the separatrices,and are directed away from the X line along the magnetic field lines just inside the separatrices.In guide field reconnection,electrons can only flow towards the X line along the upper left and lower right separatrices due to the existence of the parallel electric field in these regions.     

有限长通电螺线管内部空间磁场的模拟

利用叠加原理 ,用计算机模拟计算出有限长通电螺线管内部空间的磁场分布 .结果表明 ,除了螺线管两端之外 ,其内部为非常好的均匀磁场分布 .通过与实验测量结果的比较 ,说明该模拟方法是正确的     

通过磁现象与电现象的对称性探讨磁单极

本文以物理定律具有对称性的观点,讨论了磁现象和电现象的对称性与磁单极的关系。在进一步研究磁现象和电现象的对称性时,发现电场可以是涡旋场,也可以是有势场,磁场却只有涡旋场而没有静磁场,即出现了磁现象与电现象的不完全对称性。如果我们承认狄拉克的磁单极假设,那么磁荷的静磁场就是有势场,则磁流的电场与电流的磁场就是相似的,实现了电磁现象的完全对称性和麦克斯韦理论的完全对称性。     

Electron dynamics in collisionless magnetic reconnection with a PIC simulation

Two-dimensional particle-in-cell (PIC) simulation is used to investigate electron dynamics in collisionless magnetic reconnection, and the proton/electron mass ratio is taken to be m _i /m _e = 256. The results show that the presence of a strong initial guide field will change the direction of the electron flow. The electron density cavities and the parallel electric field can be found in the electron inflow region along the separatrix, and the electron inflow and density cavities only appear in the second and fourth quadrants. What is different from the results with a smaller mass ratio is that new structures appear in the diffusion region near the X line: (1) Narrow regions of density enhancement and density cavities can be found synchronously in this region; and (2) corresponding to the electron density changes near the X line, the strong parallel electric fields are found to occur in the first and third quadrants. These electric fields perhaps play a more important role in acceleration and heating electrons than those fields located in the density cavities. Supported by National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40725013) and Open Research Program Foundation of State Key Laboratory for Space Weather, Chinese Academy Sciences     

梯形磁通集聚器的结构设计及磁场分布特性分析

分析了微观尺寸下的梯形磁通集聚结构空气间隙处的轴向磁场放大倍数的影响因素以及磁场分布特性的影响因素。利用有限元方法,仿真分析了梯形结构的几何尺寸和材料属性对其空气间隙处轴向放大倍数的影响,得到梯形集聚结构的设计原则。同时,仿真分析了梯形结构的厚度和空气间隙长度对空气间隙处磁场分布特性的影响,结果表明,空气间隙内y=0和z=0截面上以中心点为标准的均匀度为1%的磁场分布区域占空气间隙区域的比例随着空气间隙变长或结构厚度减小而减小。研究结果能够为梯形磁通集聚器的结构设计及应用提供一定的理论参考。     

两类电场和两类磁场

通常意义上的电流激发磁场和变化的电场激发磁场,本质上都是运动电荷产生磁场。变化的感生电场激发的磁场则属另一类磁场,这样界定两类磁场才比较妥当。     

太阳磁场的电流螺度、感应电场和能流分布研究

太阳光球磁场的动态演化在太阳爆发事件中起着重要作用。电流螺度、感应电场和坡印廷能流是表征磁场非势特性的典型参量。以活动区NOAA10488为例,利用局部相关跟踪方法,依据观测资料计算这3个参量,考察太阳光球磁场运动对于非势磁能的传输、释放作用。分析这个活动区的电流螺度、感应电场以及能流的分布,发现电流螺度和能流的分布情况均与太阳高层大气耀斑爆发密切相关,而感应电场的分布与其爆发的关系尚待进一步研究。