带电粒子在非均匀磁场中的漂移运动分析

将带电粒子在非均匀磁场中的运动看成是在均匀磁场中的回旋和由作为微扰而存在的磁场不均匀性所引起的漂移的叠加，并详细分析了梯度漂移、曲率漂移和散度漂移的特点。     

带电粒子在典型非均匀磁场中的运动

从带电粒子在喇叭形磁场中的运动动能不变出发,采用近似求解法,讨论了带电粒子在典型非均匀磁场中的运动特点,结果表明:螺旋半径r随着B的增加而减小,其运动轨迹为一条会聚螺旋线,运动过程中带电粒子的轨道磁通量始终保持不变,呈现出横向约束;带电粒子的纵向速度分量随着B的增加而逐渐减小,当纵向速度等于零时,带电粒子将掉头反转,呈现出纵向约束。这一结果也说明:在微小不均匀磁场中,带电粒子的运动可以认为是在均匀磁场中的回旋与作为微扰而存在的磁场不均匀性所引起的漂移的叠加。最后简单介绍了上述运动特点在等离子体磁约束中的应用。     

引入磁场的预荷电集尘空气净化效率的研究

提出了在集尘板间引入磁场的创新方法并研究了其对净化效率的影响,通过试验和对试验数据的分析,讨论了引入磁场的预荷电集尘法在净化空气过程中放电电压大小和极性、磁场大小和方向、粒子初速度、集尘板间距等因素对净化效率的影响,结果表明,引入适当强度的磁场可提高净化效率,理想的预荷电放电压为－6kV（直流）;根据具体情况,集尘板间距和粒子的初速度存在着一个最佳值。     

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。     

一种磁聚焦型带电粒子三维动量信息映射技术

提出了一种高收集效率带电粒子三维动量映射分析技术,其特点在于:引入轴向均匀磁场以约束抑制带电粒子在系统横向的发散,使得分析仪具有较大的粒子收集角;采用位置敏感探测器记录带电粒子撞击探测器的位置信息和时间信息,用以反演重建带电粒子的初始动量。文中根据带电粒子在磁场的运动方程,阐述了该技术的工作技术原理,给出了带电粒子初始三维动量与位置及时间信息的映射重建关系;同时也说明该技术相对无磁场映射技术在粒子收集率方面的优越性。另外,文中也从该技术后续工程应用的角度,给出了磁场的优化设置问题。     

带电粒子在垂直电场和磁场中的闭合轨道及其分叉现象研究

从哈密顿正则方程出发,推导出了带电粒子在相互垂直的电场和磁场中的运动方程,根据运动方程讨论了带电粒子的运动轨迹形成闭合轨道所满足的条件.计算结果表明:随着带电粒子能量的不断增大,带电粒子运动轨迹中闭合轨道的条数不断增多.当能量增加到某一边界能量时,一条新的闭合轨道出现;当能量大于此边界能量时,这条新的闭合轨道发生分叉,由一条分为两条.     

高速带电粒子在正交电磁场中的运动规律

讨论了在相对论下,带电粒子在相互垂直的电场和磁场中的运动规律.     

带电粒子在磁场中运动的量子效应

带电粒子在磁场中的运动,如果用经典力学分析,它做等距螺旋运动,是在垂直磁场平面内两个相互垂直方向的简谐振动和沿磁场方向匀速运动的合成.如果考虑它的量子效应,在垂直磁场方向是二维各向同性谐振子的运动,它的能级是分立的,对应的波函数是几率波函数.用此来解释磁聚焦现象:当大量带电粒子会聚在焦平面上时,不是100%地会聚到一点上,而是呈几率分布.     

均匀电、磁场中带电粒子运动状态的分析

求出了带电粒子在均匀静电场、稳恒磁场中运动的一般规律，讨论了几种典型运动，给出了相应的运动轨迹，从而看出粒子的运动如何受电场、磁场的相对强弱和初始条件的影响．     

带电粒子垂直进入匀强磁后其运动状态的研究

在忽略带电粒子重大的情况下，定量研究了带电粒子垂直进入匀强磁场后其运动轨道与运动参数，给出了带电粒子的轨道方程，确立了该物理过程中各运动参数的理论基础。     

量子相空间中相互垂直的静电场和强磁场条件下带电粒子体系的严格解

本论文在Torres-Vega和Frederick的量子相空间理论框架内,对相互垂直的静电场和强磁场这一特定条件下带电粒子体系的T-F量子相空间表象中的Schr-dinger方程进行了严格求解,并获得了其精确解.同时发现该体系在相空间中的量子几率密度取决于磁场强度的大小和带电粒子能级的高低, 结论由Heisenberg测不准原理给予了解释.     

模拟烟道中粉尘粒子的荷电凝并实验研究

基于电凝并理论,在模拟电除尘器烟道中增设预荷电装置,进行了高压电场荷电凝并研究.实验结果表明,将预荷电装置安装于烟道中,离子浓度比除尘电场中高约1个数量级,有利于提高粉尘的荷电量,增强带电粒子的凝并作用;交变电场比直流电场更利于带电粒子凝并,最佳电场频率为40 Hz;电凝并作用可以使粒子粒径增大21%左右,总除尘效率提高2.6%～3.5%,有利于实现电除尘器的小型化.     

双四元数形式的电磁理论

利用双四元数,将只存在电荷的经典电磁理论推广同时存在电荷和磁荷的电磁对称的理论.在双四元数表述下,出电荷磁荷系统的Hamilton作用量和对应的Lagrange函数,并从作用量原理出场方程和场中带电磁荷粒子的运动方程.分析这些方程,证明在只存在电荷情况下新理论与通常的电磁理论一致;在电荷和磁荷都存在的情况下,新理论不仅是经典理论的推广,而且与其他考虑电荷磁荷的电磁理论有原则上的区别.新理论出了电荷（或磁荷）产生的场对磁荷（或电荷）没有电磁作用,特别是电荷粒子与磁荷粒子（磁单极子）之间无电磁相互作用的论.最后,据新的双四元数电磁理论讨论了3个物理问,（i）对磁单极子探测实验的负果出新的释,即这种负果不能否定磁单极的存在,而是表明探测实验的原理需要修正;（ii）出磁单极子类型的物质是一种暗物质的假设;（iii）对分数电荷现象出一种释,即存在带不同类型电磁荷的粒子.     

微波等离子体电子回旋共振放电粒子模拟分析

电子回旋共振放电产生的等离子体在微电子工业中材料加工、空间电推进方面有着广泛的应用。为了研究微波等离子体电子回旋共振的放电特性,使电子回旋共振放电产生的等离子体密度和能量转换效率更高,建立了微波等离子体电子回旋共振放电的1D3V模型,描述了带电粒子在外加静磁场、微波场共同作用下的微观运动。结果表明:微波频率为2.45 GHz时,随着静磁场磁感应强度的增加,平均电子能量先持续增大达到峰值,随后又不断地减小,且在0.087 5 T时电子加速效果最明显,结果符合电子的回旋频率公式,验证了该模型的正确性;共振区域内,发现在0.087 5 T磁感应强度下,微波频率为2.45 GHz下拟合的电子速度分布才与微波电场分布趋势相似,说明微波电场推动了电子运动。这为进一步研究微波等离子体放电的粒子模拟-蒙特卡罗碰撞模拟奠定了基础,也为进一步研究微波等离子体源中粒子产生效率及微波等离子体源的物理性质提供了重要参考。     

外电场对双极荷电颗粒碰撞及凝聚的影响

为确定外电场对双极凝聚的影响,采用FORTRAN程序,通过计算得到颗粒在一定电流体场条件下的电荷分布统计规律,并考察外电场对双极荷电颗粒间的碰撞凝聚规律.计算结果表明,只有当荷电颗粒所受电场力与阻力的量级之比接近于1时,外电场才能起到增强双极凝聚效果的作用;在相同条件下,颗粒直径越大,外电场增强双极荷电颗粒的碰撞效果也越大.     

双极荷电颗粒在外加交变电场中的静电凝聚

为了定量分析外加交变电场对双极荷电颗粒静电凝聚的影响,基于双极荷电颗粒在交变电场中的静电凝聚系数公式,利用数值计算的方法求解了荷电颗粒凝聚的数量平衡方程,得到了不同时刻颗粒数量浓度、颗粒带电量和颗粒粒径的关系曲线,比较了外电场存在与否时颗粒数量浓度的变化。结果表明:对于初始单弥散度带任意电荷量的颗粒,其数量浓度随凝聚时间单调减少;外加交变电场能够有效地促进双极荷电颗粒间的凝聚;颗粒上所带的电荷量越大,凝聚效果越明显。     

高占空比颗粒电场荷电的计算

采用包含颗粒间相互作用的等效场强代替原外场,利用点偶极子模型计算出高占空比颗粒表面的最大场强,并与有限元法的计算结果进行比较,结果表明,对于具有不同介电常数的颗粒来说,在颗粒占空比较高时,这种方法仍具有足够的精度.根据颗粒场致荷电的机理,进一步推导出计算高占空比颗粒电场饱和荷电量和随时间变化的荷电量的近似公式.结果表明,颗粒电场荷电量不仅随场强、颗粒粒径和介电常数的增大而增大,还随颗粒占空比的增大而增大;颗粒电场荷电的速率与颗粒占空比相关,占空比越大,荷电速率越大.