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。     

正交场E0×B0飘移电子的自发辐射

根据经典的单粒子运动方程和加速电子产生辐射的规律,计算得到了静态均匀正交场 E0×B0飘移电子时产生自发辐射的谱函数．结果对具有任意速度量值的电子均适用．作为特殊 情况,讨论了非相对论(γ0=1)和强相对论(γ0》1)电子注入时自发辐射情况．     

正交场→／E0×→／B0飘移电子的自发辐射

根据经典的单粒子运动方程和加速电子产生辐射的规律,计算得到了静态均匀正交场E0×B0飘移电子时产生自发辐射的谱函数．结果对具有任意速度量值的电子均适用．作为特殊情况,讨论了非相对论(γ0=1)和强相对论(γ0》1)电子注入时自发辐射情况．     

电感调谐的同轴谐振腔中TMs10模电场分布的研究

圆柱型同轴谐振腔中的横磁模TMs10的电场分量沿圆周方向呈周期性均匀分布,电感调谐的圆柱型谐振腔的圆周边界不再规则,腔内场分布的均匀性遭到破坏。为了能准确描述场分布的情况,该文建立了不规则圆周边界的同轴谐振腔的物理模型,通过理论分析得出了边界发生变化时同轴谐振腔中电场分布的变化规律。并通过三维电磁场软件进行了数值模拟,模拟结果与理论分析所得结论一致。     

透明介质中光动量的实验观察

光在介质中的动量是理论物理学巾的著名Rudolf Peierls惊奇之一.对折射率为n的透明介质,1908年Minkowski提出,介质中的光动量是nE/c;而在1909年Abraham又提出,介质中的光动量应该是nE/c,这里E和c分别是光的能量和真空中的光速.理论分析表明,在狭义相对论框架下,作为能量一动量张量分量的光动量流密度,Abraham动量公式符合空间对称性要求而Minkowski公式则不符合,而且,Abraham动量可表示为相对论的形式P=mV(m=E/c2,V=c/n).     

自由电子激光器是激光器吗？

所谓“自由电子激光器”和谐振腔激光器一样都产生光波。用作波发生器（波纹机）翁自由电子激光器是具有可变极性磁场的直线型装置，以致于电子束绘出正弦形的轨迹。这样的电子束能够看成是振动着的偶极子，因此，沿运动方向发射出电磁波，而且它的能量越高，则波长越短。由此可以认为，按爱因新坦相对论，对自由电子而言，电子束方向上磁场周期缩短。     

采用谐振腔法研究透波材料的高温介电性能

根据H01n模可加热圆柱谐振腔磁场分量及电场分量的特性,利用谐振腔中活塞的滑动接触不损害谐振器的质量因素的谐振腔法,研究介电常数不大于200和介电损耗角正切不大于0．05的固体电介质在高温下及9-10GHz频率范围内的ε和tgδ,并对影响电介质高温介电性能测试精度的设备因素、计算方法和实验结果的应用等进行了分析与讨论．     

梯度周期场自由电子激光器

本文在单电子模型的基础上逐阶求解相对论电子的洛伦兹方程和能量方程,得到了梯度周期场自由电子激光器的增益表达式.计算表明当周期磁场的振幅沿z方向变化时,增益可获得提高.     

超相对论粒子的晶体摆动场辐射与同步辐射

注意到晶体摆动场辐射是基于沟道粒子的横向运动,而晶体的周期弯曲则等效为作用在粒子上的力。把晶体的周期弯曲视为相互作用势,并考虑在周期摆动场中粒子的"同步辐射"。在经典力学框架内和偶极近似下,把粒子的纵向运动方程化为摆方程,并在小振幅近似下,把它进一步化为Duffing方程。用Jacobian椭圆函数和第一类椭圆积分严格地给出了粒子轨道和它的运动周期;讨论了沟道辐射、摆动场辐射和"同步辐射"能量(频率)。结果表明,三种辐射之间的频率差别比较大,在实验上很容易将他们分开。选择如下一组参数V0=0.5eV,波长λp=100nm,能量γ=104,计算结果表明,"同步辐射"频率Ω=8.83×1019,已进入X-能区。     

用于回旋速调管的新型开放式球形谐振腔

作为毫米波、亚毫米波源的回旋速调管工作于W波段及以上波段时,如何提高输出功率和工作效率是回旋管研究的重点.对开放式球形腔TE谐振模式的特点进行了理论分析,并与圆柱谐振腔TE模式进行了比较,通过计算模拟对比了二者谐振腔的电场能量分布特点.与圆柱谐振腔TE021模式相比,在电子通过区域,开放式球形腔内TE102谐振模的高频...     

超晶格中带电粒子的相干电磁辐射

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了人们预期的行为.对这种情况下的电磁辐射进行了讨论,并以掺杂超晶格为例进行具体分析.首先,在经典力学框架内和偶极近似下,把粒子的纵向运动方程化为广义摆方程;在小振幅近似下,把无扰动系统的摆方程进一步化为Duffing方程.用Jacobian椭圆函数和第一类椭圆积分严格地给出了粒子运动轨道和它的运动周期;讨论了粒子的辐射能量和辐射强度.结果表明,当超晶格的势阱深度为1 eV,为λp=100 nm,γ=104时,电子的辐射频率为8.85×1019,位于x-能区.     

一种纳米粒子大尺寸聚集体FDTD模拟和评价方法

为了计算纳米粒子大尺寸聚集体的表面局域电磁场分布并快速对其增强效果进行评价,利用软件中脚本语言编写局部亚网格程序来实现对纳米粒子大尺寸聚集体模型的非均匀网格离散,并结合时域有限差分(FDTD)方法实现三种尺寸聚集体模型的电磁场仿真;使用K均值聚类算法对计算出的电场数据进行聚类分析,最终得到能够反映金纳米粒子大尺寸聚集体所有"热点"位置处电磁增强效果的平均增强因子.结果 表明,使用亚网格离散的金纳米球二聚体仿真模型后的内存占用减少了81％且仿真速度提高1倍,有效提升FDTD的仿真效率;另外,通过K均值聚类算法并根据三种尺寸的金纳米粒子聚集体电磁数据,可以得到与传统积分法计算的平均增强因子(AEF 1)增减规律相同的增强因子AEF 2.     

运动舰船切割地磁场在海水中产生的电场计算

根据经典的Sommerfeld赫兹矢量分别推导出了空气和海水中水平直流电流元的电磁场表达式.在此基础上,根据瞬态连续性原理,推导出了运动舰船切割地磁场磁力线而产生的感应电场.以日本宙斯盾导弹驱逐舰"金刚"号为例,计算了它的感应电场大小及空间分布情况.结果表明,航速20kn时在离船壁5m左右能产生几个毫伏/米的感应电场,在目前的检测技术下该电场是完全可测的,并且该电场在空间分布有明显的特征.     

同轴波纹波导的高频特性数值分析

本文提出先用时域有限差分法计算含周期慢波结构的谐振腔的谐振频率和谐振场分布,再基于周期慢波电路色散关系的周期性质,由几个特殊色散点处的频率及波数数值组合出周期慢波线的完整色散关系的新方法。数值计算了同轴波纹波导中TM0n模式的色散关系、耦合阻抗等特性参量。     

地闪弯曲通道在不同观察尺度下的回击电磁场特征分析

基于偶极子法建立了弯曲通道中任意倾斜通道段产生雷电回击电磁场的三维计算模型, 给出了空间倾斜通道微元在柱坐标系下激发电磁场的解析表达式, 以此为基础, 研究了弯曲地闪通道的观察尺度对首次回击和后继回击电磁场计算的影响.结果表明:通道弯曲是导致雷电回击电磁场波形出现振荡的直接原因, 无论是首次回击还是后继回击, 近区电场基本上不会因为通道弯曲而出现振荡, 通道弯曲及其观察尺度也基本不会影响所计算回击电磁场初始峰值(近场区和过渡场区的电场波形为初始拐点)的上升时间, 但会影响回击电磁场波形的初始峰值(或初始拐点)、波形的振荡起伏程度以及波形的频谱能量分布, 且通道的观察尺度越小、观测点的距离越远、通道回击电流的上升时间越短, 对应回击电磁场波形中的振荡起伏越明显.     

自由电子激光的不稳振荡理论与粒子轨道解析计算

本文将从自由电子激光的不稳振荡与粒子轨道计算两个方面来讨论自由电子激光问题,现分述如下: 1)不稳振荡理论:从求解Vlasov,Maxwell方程的不稳振荡增率及振荡频率出发,所得结果适用于相对论电子束通过横向周期磁场产生激光,也适用于光波或微波与相对论电子束相互作用产生激光。比较了各种方案的阈值增率,最后还讨论了电子回旋脉泽的不稳振荡问题。求得的增率r_(sm)与振荡频率ω_s公式分别     

第三章 相空间概念及在荷电粒子束中的应用

如果把荷电粒子看作质点,则荷电粒子束就可看作是一个质点系。对每一个粒子,如果我们确定出它在空间的位置,例如,在三维笛卡尔座标系Ox ,Oy,Oz中的X,Y,Z)及向何处运动,(例如三个分动量,P_X,P_Y,P_Z)则就可以完全描叙粒子的运动关态了。由此便我们得到启发。如果采用六维空间——三个座标X;Y;Z三个分动量P_X;P_Z——来描叙粒子的运动状态,则每一粒子对应于此六维空间中的一个点。如果描叙的是粒子束,则每一粒子的运动状态用六维空间的一个点描叙,所有粒子在六维空间的点的总和,构成一定的体积。因而可以说,一个粒子的运动状态在六维空间中     

加速电荷法快速求解雷击高塔辐射电场

雷击高塔时会在周围形成很强的电磁场,分析高塔辐射电磁场对雷电研究和雷电防护具有重要意义。就电磁场中的辐射电场部分,根据加速运动电荷产生辐射电场的基本原理,将雷电流等效为运动电荷,分别计算MTLE(Modified Transmission Line with Exponential Decay,回击电流随高度以指数减小)回击通道和高塔中电流产生的辐射电场,进而得出雷击高塔总辐射电场。结果表明,高塔辐射电场在总辐射电场中所占比例很大,在初始时间总辐射电场波形不断振荡出现多个峰值,然后缓慢下降,其多次振荡波形主要取决于高塔中雷电流的多次反射和透射过程。高塔上方回击通道对辐射电场有一定的贡献,提高了总辐射电场的首次峰值,使得电场强度幅值得以增加。加速电荷方法直接给出了每个过程所辐射出的电场,避免了常规计算方法中复杂电流的积分和微分运算过程,也有助于理解雷击高塔辐射机理。     

关于"电磁场导论"课程中的两点讨论

结合“电磁场导论”课程教学中遇到的问题,指出有关球面镜像、电场能量计算的两点看法。为灵活运用球面镜像法,建议将镜像电荷q″置于导体球面上。为免除采用电位积分式计算电场能量时,电位参考点选取的困惑,明确指出该公式的使用条件为静电独立系统。上述建议仅供大家参考。     

回旋自谐振脉塞中束波互作用关系

从状态方程出发,通过四度空间的Maxwell方程协变形式、电磁张量、能量-动量张量在电子注坐标上进行相对论变换,研究了回旋自谐振脉塞的互作用过程,导出了新的互作用状态方程。理论上证明了CARM中工作在TEmn模无纵向电场分量情况下电子注交换纵向能量的机制是存在的。