电磁场边值关系的讨论

本文对电磁场边值关系进行了系统的分析和讨论。介质分界面上的自由面电荷和面电流分布导致电位移矢量的法向分量和磁场的切向分量不连续;类似的,面束缚电荷、面磁化电流导致了极化强度的法向分量和磁化强度的切向分量不连续,在恒定场情况下,电磁场的边值关系是相互独立的,而在时变场情况下,边值关系不完全独立,只需考虑电磁场的切向分量的边值关系。     

海底无限长水平线电流源电磁场

海底岩石电阻率远高于海水电阻率,假设将水平线电源敷设于海水与海底大地的分界面上,则在水平线电源中部一定范围内,可将线电源看成无限长水平线电源.根据2个介质的分界面上电场、磁场的切向分量连续,对于界面两侧介质导磁率均接近μ0的介质,磁场的法向分量也连续,从水平电偶极子在介质中的矢势公式出发,经过数学推导,得出了海底无限长水平线电流源电磁场频率域和时间域的解析表达式,为海洋电磁法的研究提供了一种理论依据.     

太阳风起源区等离子体动力学机制

 根据太阳风的起源,对太阳风的等离子体动力学理论进行研究。对磁流体力学（MHD）做了详细概述,在此基础上讨论稳定态下的震波结构,并进行详细的公式推导,特别是对它的不连续结构与旋转不连续的性质进行说明。通过对卫星观测结果的分析,得到两种磁场方向不连续面：切向不连续（TD）和旋转不连续（RD）。研究表明,TD的特性为垂直不连续面的磁场分量为零,电离子不通过该面;RD两侧的磁场方向不同但是大小相同,且有电离子通过该不连续面。太阳风中旋转不连续面主要与高速太阳风有关。通过分析6种不连续结构得到：在通过界面的磁通量保持不变的情况下,切向磁场会任意改变方向,出现旋转不连续现象,且此现象能够通过一维空间结构图方法加以验证。通过对比推导结果与数据验证图,发现数据图的分析支持公式的推导,证实太阳风起源区等离子存在旋转不连续机制。     

一个两相压电陶瓷中薄界面电极诱导的电弹性场

分析了两个不同压电陶瓷之间含有多个共线电极诱导的电弹性场. 基于线电弹性理论和采用Fourier变换技术, 问题化为一个带Cauchy核的奇异积分方程. 对两种特殊情形进行了重点讨论. 对于一个单界面电极, 获得了由基本初等函数给出的整个双相压电陶瓷中的电弹性场. 而对于两个等长共线界面电极, 获得了由封闭形式给出的整个界面上的电弹性场. 结果表明对于任意两个沿垂直于界面(以相同或相反方向)极化的压电陶瓷, 电弹性场在电极边缘仅呈现平方根奇异性, 振荡奇异性不会发生. 应力分量在跨过电极时是连续的, 而由于两个压电陶瓷的材料常数的不匹配导致应变分量在跨过电极时是跳跃的或不相容.     

带电椭球粒子对电磁波的散射

通过求解给定边界条件下的Maxwell方程，给出了带电长椭球粒子对正入射于介质上的电磁波的散射解。在椭球坐标系下对矢量波方程进行分离变量，其解为关于椭球波函数的表达式。在边界条件的处理上，以往不考虑带电情况时仅采用椭球边界上电磁场切向分量连续的条件，而当考虑粒子带电以后，我们对磁场分量连续的条件进行了修正，并引入了面电导率参数。通过讨论发现，散射强度函数除了和以往考虑的几何物理参数有关外，还和面电导率紧密相关，而且面电导率的大小决定是否考虑带电影响。     

45#钢在低频间歇磁场作用下晶界移动现象的研究

在室温环境下通过特定磁场提高铁磁性材料的力学性能具有工程应用前景。该文研究了经不均匀冷却产生残余应力的45#钢试块,在低频间歇磁场作用前后晶界和残余应力的变化,发现晶界移动距离沿磁场方向比垂直于磁场方向明显,残余应力的变化也较为显著。可以认为,由于45#钢中铁素体晶粒与珠光体晶粒磁性能的不均匀,在外加间歇磁场作用下晶界处产生自由磁极,进而产生作用在晶界上的脉动应力,该脉动应力与晶界处原始应力叠加,增大了晶界发生移动的几率,导致残余应力的改变。晶粒间磁性能的差异、原始残余应力状态和外加磁场的形式是产生晶界移动及残余应力改变的重要因素。     

HT-7U装置环向场线圈涡流损耗分析

文章分析了由等离子体电流和真空室感应电流在HT-7U装置环向场超导磁体中产生的涡流损耗.超导磁体中变化的磁场被分解为切向和法向两个分量,通过将超导线圈分为适当单元可求出磁场两个分量产生的涡流损耗.文中给出涡流损耗的分布及其随时间变化情况.计算结果表明涡流损耗不仅沿线圈周长分布不均匀而且在线圈的断面上也不均匀.     

与二维电子气耦合的双量子点中的自旋极化输运

研究磁场作用下与左右两个二维电子气耦合的双量子点系统中的自旋极化输运过程.结果发现当两个量子点靠近时,电导中会出现Dicke效应导致的不对称尖峰.随着量子点间的距离增大,Dicke尖峰变宽并向低能级方向移动.当磁场只施加在二维电子气中时,量子点中的电导是自旋无极化的;但是当量子点的能级发生塞曼分裂时,电导中自旋朝上和朝下电导的尖峰在能量空间向相反方向移动,但保持大小不变.计算结果还发现两个量子点能级的差会在电导的Dicke尖峰附近产生额外的谷,并降低尖峰的高度.所研究的结构有望用于自旋过滤或分离装置.     

密绕椭圆截面螺线管轴线上的磁场

应用数值模拟方法,求解密绕椭圆截面螺线管轴线上的磁场,并分析了磁场与长短轴、管内轴线上位置的关系.计算结果表明,其磁场分布与密绕圆截面螺线管电流的磁场分布相差很大,磁场在空间各个方向都有分量,长宽比越小,垂直于轴线方向的磁场分量越大;长宽比较大或距螺线管中心较近处,磁场几乎与密绕圆截面螺线管电流产生的磁场相当,可用密绕圆截面螺线管电流轴线上磁场的简单公式来近似.     

量子斜阱中光学界面声子模在｜kl_0｜<<1时的近似解

在连续介电模型基础上，讨论了量子斜阱中的光学界面声子；利用文献［６］所给数据，得到了在｜ｋｌ０｜＜＜１时的电场分量和电位移分量的微扰解，以及相应的色散关系解析表达式。数值计算结果表明与方阱以及文献［３］的结果显然不同，色散关系曲线相当复杂；与方阱时相反，电场分量和电位移分量对频率十分敏感，而对｜ｋｌ０｜值的变化却不敏感。     

使用表面标志点的SMAC方法

在 SMAC(sim plified m arker and cell)方法中引入表面标志点 ,结合了体积示踪和表面示踪这两种自由面示踪方法的优点 ,以便对存在自由面的流动进行数值模拟时能够更加精确地满足自由面压力边界条件。在原始的 SMAC方法中 ,假设自由面恰好经过表面格子的中心 ,且自由面切向与网格方向平行 ;引入表面标志点后 ,可以考虑自由面倾斜以及不通过表面格子中心的情况。通过一个简单的算例的比较 ,显示了在 SMAC方法中引入表面标志点能大大降低计算的误差     

光折变液晶系统的表面电荷调制模型

为了研究载流子的注入对液晶盒中电压的影响,构建了光折变液晶系统中表面电荷调制的载流子注入模型。在外加直流电场的作用下,液晶中的载流子向表面聚集,形成界面双电层。该双电层屏蔽了大部分的外加电场,使外加电压基本上都降落在界面双电层上。非均匀光照射时,在光亮区,来自于ITO电极的电荷将越过界面,产生载流子复合。而处于暗区的表面电荷密度基本保持不变,界面电荷层继续屏蔽外加电场,在液晶体内形成了与光强空间分布相对应的空间电荷场。基于以上模型,给出了界面附近的载流子和电场的动态演化过程,理论分析与已有的实验结果非常吻合。     

一些曲面上的电荷、电流分布及其上的电场、磁场

有论文讨论并计算了带有均匀电荷的长直圆柱面空间的电场和磁场，但计算都比较复杂．本文用最简捷的方法直接计算得出，而且用最简捷的方法还计算出均匀带电球面上的电场和圆柱面上均匀纵向电流在柱面上的磁场，并得出重要结论。     

任意形状面电流磁场的半解析算法

面电流磁场的准确计算与精密电子设备的设计制造密切相关.相同宽度的任意形状面电流的磁场可采用半解析法计算:将面电流源分解为梯形面电流元和曲线面电流元,再将曲线面电流元用多个梯形面电流元进行拟合;计算梯形电流元的解析解或一重积分;利用矢量和公式将梯形面电流元和曲线面电流元的磁场合成为面电流的磁场.计算中存在如下奇异点,梯形电流元退化为直角梯形电流元或矩形电流元,场点位于梯形电流元的内部,场点位于梯形电流元的上下底边,且出现在梯形内部最大矩形的四个端点处.这些奇异点均可通过数学变换消除.     

Magnetization vector manipulation by electric fields

Conventional semiconductor devices use electric fields to control conductivity, a scalar quantity, for information processing. In magnetic materials, the direction of magnetization, a vector quantity, is of fundamental importance. In magnetic data storage, magnetization is manipulated with a current-generated magnetic field (Oersted-Ampère field), and spin current is being studied for use in non-volatile magnetic memories. To make control of magnetization fully compatible with semiconductor devices, it is highly desirable to control magnetization using electric fields. Conventionally, this is achieved by means of magnetostriction produced by mechanically generated strain through the use of piezoelectricity. Multiferroics have been widely studied in an alternative approach where ferroelectricity is combined with ferromagnetism. Magnetic-field control of electric polarization has been reported in these multiferroics using the magnetoelectric effect, but the inverse effect-direct electrical control of magnetization-has not so far been observed. Here we show that the manipulation of magnetization can be achieved solely by electric fields in a ferromagnetic semiconductor, (Ga,Mn)As. The magnetic anisotropy, which determines the magnetization direction, depends on the charge carrier (hole) concentration in (Ga,Mn)As. By applying an electric field using a metal-insulator-semiconductor structure, the hole concentration and, thereby, the magnetic anisotropy can be controlled, allowing manipulation of the magnetization direction.     

高斯定理的理解与应用

文章论述了高斯定理源于库仑定律，依赖于场强叠加原理，场强通量与场线通量均遵从高斯定理；高斯面上的场强是其内外所考虑的电荷产生的合场强；构建体系高斯面，局部高斯面求解场强问题。     

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     

用叠加原理求解无限长均匀带电圆柱面产生的场强

根据叠加原理。求出了均匀带电圆柱面在空间任一点产生的场强。并指出带电圆柱面表面的电场强度有跃变．