倒置摆的有效势与晶体摆动场辐射的稳定性

在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为倒置摆方程.在线性近似下,分别用参数变易法和LP方法讨论了无阻尼情况下系统的一阶不稳定区.在非线性近似下,用有效势分析了系统的稳定性,并对普通摆和倒置摆进行了统一描述.结果表明,系统的稳定性与阻尼有关,阻尼越大稳定性越好;指出了普通摆描述的沟道粒子的运动行为,系统的平衡位置过支点垂直向下;倒置摆描述了带电粒子在周期弯晶中的准沟道行为,平衡状态过支点垂直向上.     

带电粒子面沟道辐射的混沌行为

考虑了带电粒子沟道辐射的衰减和晶格场的周期性,把粒子运动方程化为具有弱阻尼和弱激励的摆方程。讨论了带电粒子面沟道辐射的混沌(Chaos)行为,计算了系统的Melnikov函数,导出了系统的阈值和通向混沌的可能途径。     

混合激励与应变超晶格系统沟道运动的临界特征

从势和场的观点出发讨论了带电粒子在应变超晶格中的运动行为.在经典力学框架内和偶极近似下,引入正弦平方势,把粒子运动方程化为具有阻尼项和混合激励项的广义摆方程.利用Melnikov方法讨论了系统的临界性质与混沌行为.结果表明,系统的混沌行为与它的参数有关,适当调节参数,就可以原则上保证系统的稳定性.     

掺杂超晶格与超相对论粒子同步辐射的稳定性

指出了对周期介质加上周期变化的电场,可望获得时空周期变化的周期场;在这种场中运动的带电粒子表现出人们预期的行为。讨论了超相对论情况下带电粒子的同步辐射,并以掺杂超晶格为例进行具体分析。在经典力学框架内和偶极近似下,把粒子的相位运动方程化为广义摆方程;讨论了带电粒子的同步辐射能量和系统的稳定性。结果表明,适当选择系统参数就可以保证系统的稳定性,如果选择势阱深度为1eV,周期为100nm,相对论因子为10^4时,电子的辐射频率可达1．25×10^20HZ,辐射进入X-能区。     

时空周期场与非相对论粒子的电磁辐射

寻找新光源,特别是短波长激光光源引起了人们的广泛兴趣.在时空周期场中运动的带电粒子表现出了预期的行为.指出了置于外场中的超晶格是典型的时空周期场.假设掺杂超晶格的导带底是周期调制的,在经典力学框架内,将非相对论粒子在时空周期场中的运动方程化为带有阻尼项和受迫项的摆方程.在无阻尼情况下,利用摄动法导出了系统的一阶近似解,讨论了高次谐波辐射和辐射强度;用Hamiltonian原理和相平面方法讨论了系统的稳定性.在阻尼情况下,利用Melnikov方法讨论了系统的临界特征和混沌行为.结果表明,非相对论粒子的高次谐波辐射存在局部极大,可望作为短波长激光光源.由于系统的稳定性与它的参数有关,只需适当调节这些参数,系统的稳定性就能得到保证.     

正弦平方势和形变超晶格的沟道特征

本文利用我们曾提出的粒子-晶体相互作用势(正弦平方势)讨论了带电粒子在形变超晶格中的运动行为,导出了共振退道时的退道系数,指出了用沟道技术研究形变超晶格的灵敏性、可靠性和重要性。     

非谐激励与周期弯晶中粒子运动的混沌行为

利用Melnikov方法讨论了非谐激励系统的混沌行为,并在极限情况κ→0下,把非谐激励转化为谐波激励,而运动方程化为倒置摆方程.倒置摆方程描写了带电粒子在周期弯晶中翻越势垒的横向运动行为.结果表明:系统的稳定性与参数有关,适当调整参数就能保证系统是稳定的;即使保持参数不变,调整系统初始状态也可以使系统完成从无序向有序,或者从有序向无序转换.     

正弦平方势与一维掺杂超晶格的能带结构

引入正弦平方势,在量子力学的框架内,把电子在掺杂超晶格中运动的Schrodinger方程化为Mathieu方程,根据Bloch定理讨论了系统能量分布,并用摄动法求解了方程的低阶不稳定区及其禁带宽度,系统自动呈现出了能带结构,再现了带电粒子同掺杂超晶格相互作用的周期性特征.同时,由于不稳定区的宽度与粒子质量、势阱宽度和深度有关,只需适当调节这些参数,就可以调节带隙宽度,从而改变材料的光电性质.     

高能带电粒子对卫星光通信系统的影响分析

高能带电粒子环境是影响卫星光通信系统性能的重要因素之一,分析了由高能带电粒子引起的单粒子翻转效应及总剂量效应(Single Event Upset),分析结果表明,为了有效减小卫星光通信器件的单粒子翻转率,需要对轨道倾角和轨道高度进行优化设计;而为了有效克服总剂量效应,除了简单的防护方法外,还可以考虑预留较多的系统富余量.     

回旋加速演示仪

回旋加速器巧妙地应用带电粒子在磁场中受力运动的特点，解决了带电粒子的加速问题。由于我们用眼睛不能直接观察到带电粒子在磁场中的运动情况，从而造成学生对回旋加速器的构造与原理的理解存在很大的困难。为此，我们制作了回旋加速器演示仪，用光点沿圆形轨道运动模拟带电粒子在磁场的运动，用发光的箭头表示带电粒子在两个D型盒间隙中的受力方向，即加速过程。而且所模拟的带电粒子在磁场的运动速度可以调节，也可以随时停止运动，便于我们对带电粒子在某一位置受力及运动情况进行解释，非常直观。该演示仪的正视图如图1所示。     

带电粒子在超品格量子阱沟道中的准沟道辐射

引入正弦平方势,在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为标准的摆方程.用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出了系统的解和粒子运动周期,并从方程的旋转周期解出发讨论了带电粒子的准沟道辐射.将准沟道辐射和沟道辐射进行了比较,发现二者的主要差别在于准沟道粒子的横向速度的平均值不为零,而它的辐射能量在k~c=0.5时,比沟道辐射大2.4倍.

Abstract：

In the frame of the classical mechanics the motion equation of particles is reduced to the pendulum equation by using the sine-squared potential. The solution of the equation and the period of the particle motion are expressed exactly by means of Jacobian elliptic function and the elliptic integral. The quasi-channeling radiation of the charged particles is discussed based on the rotational periodic solution. From the comparison between quasi-channeling radiation and channeling radiation, it is found that their main difference is that the average transverse velocity of the quasi-channeling particles is not zero,and its radiation energy is 2.4 times more than that of the channeling radiation if k~c =0.5.     

正弦平方势与晶体摆动场辐射的非线性特征

在经典力学框架内和偶极近似下,引入正弦平方势讨论了系统非线性对摆动场辐射的影响。首先,把粒子在弯晶中的运动方程化为具有周期外力作用的摆方程,用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地描述了粒子运动行为;用多尺度度法和三角函数的广义Bessel展开,找到了受迫摆方程的近似解。而后,在超相对论情况下讨论了系统的瞬时辐射强度和平均辐射强度,并对两种辐射的强度比进行了讨论。结果表明,摆动场辐射强度与摆动场振幅平方成正比,振幅越大摆动场辐射强度越强。     

正电子面沟道辐射的经典描述

本文利用经典方法,将粒子运动方程化为二阶非线性常微分方程,并用Jacobian椭圆函数和椭圆积分,解析地得到了方程的解和粒子振动周期;讨论了沟道辐射的一些主要特征,计算了正电子的最大辐射能量和谱分布,并同实验进行了比较,发现二者基本一致。     

马丢函数的数值计算

本文给出了计算马丢（Ｍａｔｈｉｅｕ）函数和变型马丢函数及其导数值的程序流图和相应的有用数学公式，并讨论了算法。作为典型数值结果，给出了参数ｑ＝±２５时马丢函数、第一类和第二类变型马丢函数前１２阶的函数值及其导数值的数据列表。所编ＦＯＲＴＲＡＮ－７７程序计算精度高，并可适应较宽的参变量范围。     

带电粒子的准沟道辐射

引入新的相互作用势——正弦平方势,并从运动方程的旋转周期解出发,解析地处理了带电粒子的准沟道辐射。讨论了这种辐射与沟道辐射的区别,计算了它对总辐射强度的贡献。     

面沟道粒子的正弦平方势及其带电粒子的库马霍夫辐射

提出一种新的正弦平方势来描写面沟道粒子运动行为,并将粒子运动方程化为熟知的摆方程,用Jacobi椭圆函数和第一类全椭圆积分严格求解了运动方程和振动周期,讨论了库马霍夫辐射的强度和光谱特征。结果表明,这一辐射颇有希望作为新的γ—光源。     

GF(p)上安全椭圆曲线及其基点的选取

椭圆曲线密码体制的研究与实现已逐渐成为公钥密码体制研究的主流,适用于密码的安全椭圆曲线及其基点的选取,是椭圆曲线密码实现的基础。在该文中,作者讨论了大素数域上的安全椭圆曲线的选取算法和基点的选取,并借助于MIRACL系统利用标准C语言对它们成功实现。     

SARS病毒紫外C杀灭技术

论述了紫外C辐照杀菌消毒原理、优点 ,介绍了国内外有关技术和产品状况 ,并以“等光程面”原理设计了纸币紫外C消毒器光源的抛物柱面灯罩和椭圆柱面灯罩。紫外C辐照杀菌消毒应用面广 ,可对空气、水、固体表面进行杀菌消毒 ,可杀菌谱广 ,对SARS病毒也具有杀灭作用。使用抛物柱面和椭圆柱面灯罩纸币消毒器 ,可大幅度提高光能量密度 ,从而提高了杀菌消毒效率。