基于亥姆霍兹线圈的磁聚焦实验研究

设计了磁聚焦现象观测实验仪器,使用亥姆霍兹线圈和透明的阴极射线管,能够直接观测到磁聚焦现象中粒子的整体运动轨迹区域,直观地展示了磁聚焦现象.同时该仪器还能够利用磁聚焦法测量带电粒子比荷,演示带电粒子的静电偏转效应以及磁效应.     

浅谈“磁”

“磁”是自然界广泛存在的现象.本文阐述了“磁”的来源,分类,磁性材料在磁悬浮列车、磁存储等方面的应用,同时也阐述了生物磁现象、生物磁的导航功能及在医学等方面的应用.     

磁熵变测量实验装置

简述了磁熵概念及磁熵变测量原理,介绍了应用于教学的磁熵变测量实验装置.利用该装置测量了金属钆在0～50℃温度范围,最大磁场为2T的等温磁化曲线,计算了不同温度下的磁熵变.     

磁热效应演示装置的设计与制作

介绍了磁热效应演示装置的工作原理及设计方案,将磁热材料Mn1.28Fe0.67P0.48Si0.54作为磁工质对样机进行测试,实验结果与文献值相比基本一致.通过重复测试验证了演示仪的可靠性.该装置因其结构简单、便于操作、测量用时短、成本低廉等优点,为磁热效应的研究提供了补充测量手段.     

超磁致伸缩材料性能测量实验

采用比较法和电桥法测量了Terfenol-D样品的磁致伸缩系数,并采用共振法测量了Terfenol-D样品的磁机械耦合系数.将超磁致伸缩材料特性测量实验引入本科实验教学,可以使学生在近代物理实验课程的学习中接触到材料科学研究前沿领域的技术与知识,有助于提高学生的创新意识和创新能力,激发学生的学习兴趣.     

磁光克尔效应中的光子自旋分裂

光子自旋霍尔效应类似于电子系统中的电子自旋霍尔效应, 是在折射率梯度和光子分别扮演的外场和自旋电子的角色下, 由自旋-轨道相互作用而产生的光子自旋分裂现象. 光子自旋霍尔效应为操控光子提供了新的途径, 同时也提供了一种精确测量相关物理效应的方法. 本文研究了磁光克尔效应中光子自旋分裂现象, 建立了磁光克尔旋转与光子自旋霍尔效应之间的定量关系, 并通过弱测量系统观测了磁场作用下铁膜表面的光子自旋分裂位移, 得到相应的磁光旋转角, 验证了我们所推导的理论预测. 本文的研究成果为精确测量磁光克尔系数和磁光克尔旋转角提供了一种新方法.     

磁振子宏观效应以及热扰动场对反磁化的影响

热扰动导致的磁反转是越过能量势垒的不可逆反转,称为热助隧穿.本文研究Pr-Fe-B磁体热扰动导致的磁反转弛豫现象,反转磁矩与时间自然对数关系可表示为与能垒之间的关系,因此反磁化弛豫现象可用磁振子按能量的玻色统计分布率来解释,是磁振子宏观效应的体现.反磁化不可逆过程的临界尺寸为纳米级,与理论磁畴壁尺寸接近,证实热扰动反磁化经过磁畴壁形核去钉扎过程.在实空间反磁化耦合体积增大能减小磁振子隧穿的反磁化概率,热扰动场减小;热扰动后效场测量值与热扰动场计算值基本是一致的.温度升高,热扰动能量增大,由于耦合作用热扰动后效场有所减小,但热扰动后效场相对于矫顽力的作用增大.     

磁致伸缩系数的测量

为了避免非平衡电桥法测量磁致伸缩系数出现的漂移现象，本文提出了一种用光学干涉法间接测量磁致伸缩系数的实验方法。     

实用高温超导MCG系统研究

本文研究了一种自建的低成本简易磁屏蔽室及其操控条件,提出了能被高温超导rf SQUID仪器所接受的简易磁屏蔽室,并且运用由该磁屏蔽室和rf SQUID梯度计所构成的组合系统测量了微弱的生物磁信号.研究结果表明,该磁屏蔽室能够有效降低电磁干扰,确保SQUID长时稳定工作,基于该磁屏蔽室的复合MCG测量系统具备捕捉微弱生物磁信号的能力,且所得信号具有可接受的信噪比.这将使得开发一种低造价的实用高温超导MCG测量系统成为现实.     

电磁感应与磁悬浮实验的教学研究

介绍了电磁感应与磁悬浮实验的原理,利用步进电机、转盘、磁铁、力传感器及光耦等组建了电磁感应系统,测量了悬浮力及磁牵引力与铝盘转速的关系,演示了电磁感应的产生条件及其现象,加深了学生对电磁感应现象及电磁感应定律的理解.     

磁开关磁芯动态参数测试及分析

磁开关是磁脉冲压缩系统的关键部分,磁开关的磁芯性能参数直接影响到磁脉冲压缩系统的总体性能。针对磁脉冲压缩系统中磁开关磁芯应用特性,设计了回路振荡法对磁芯动态磁特性进行测量。通过测量磁开关工作电压和电流参数,计算磁芯的动态磁滞回线,确定饱和磁感应强度、矫顽力等动态参数。基于实验测量参数建立了包含动态磁滞回线的磁脉冲压缩电路模型,研究了磁开关动态特性对电压传递的影响。根据研究结果可得,在磁脉冲压缩系统设计中选择矫顽力较小的磁芯,可降低磁开关的能量损耗,从而保证系统具有较高的电压传递效率。     

多层膜巨磁电阻特性及电流最佳测量

测量了不同方向外磁场和温度下多层膜巨磁电阻的磁阻特性,给出了巨磁电阻模拟传感器用于电流测量的最佳磁偏置.结果表明:外磁场强度相同但方向不同,对巨磁电阻的作用效果不同,巨磁电阻饱和时,阻值与外磁场方向无关.温度不同,巨磁电阻的阻值不同,磁电阻变化率也有改变.     

塞曼调制磁旋转激光光谱方法

首次在可见光波段采用塞曼调制磁旋转激光光谱技术有效地将磁旋转信号（ｎ＋，－ｎ－）从激光本底以及高阶磁旋转信号中分离出来，因而有非常高的测量灵敏度与信噪比以及无吸收本底，同时又可以抑制高转动量子态的跃迁谱线，减少谱线重叠现象，非常适合许多自由基分子的测量。文中给出了这种光谱技术的理论分析，并以ＮＯ２分子作为检验对象，由理论模拟计算所得谱线的强度，线型和位相与实测结果符合较好，因此也可利用这种光谱方法     

水平圆管通道内热磁对流的实验研究

由于温度分布不均匀而导致磁场中的磁性流体受到非平衡的磁场力作用,而发生流动的现象,称为热磁对流。它是一种由体积力驱动的类似自然对流的流动,可以通过设计合适的磁场来控制热磁对流的强度和方向。本文对水平圆管通道内热磁对流进行了实验研究,测量了通道内及壁面的温度分布,并通过两种不同的方法根据实验测得的温度分布估算了热磁对流的流量和速度的大小。     

用磁致旋光效应估测二维磁场分布

为了克服现有测量磁场方法只能单点测量的局限性,基于法拉第磁光效应原理,提出利用磁致旋光估测磁场的方法,提高了磁场测量的效率,获得了磁场的直观分布.建立磁致旋光估测磁场的实验装置,测量了永磁体的磁场,用CCD采集了偏振光通过磁场的图像,通过程序处理可获得磁铁产生的局部磁场二维分布图,并可求得二维分布图上任意点的磁感应强度.     

实用高温超导MCG系统研究

本文研究了一种自建的低成本简易磁屏蔽室及其操控条件，提出了能被高温超导rf SQUID仪器所接受的简易磁屏蔽室，并且运用由该磁屏蔽室和rf SQUID梯度计所构成的组合系统测量了微弱的生物磁信号．研究结果表明，该磁屏蔽室能够有效降低电磁干扰，确保SQUID长时稳定工作，基于该磁屏蔽室的复合MCG测量系统具备捕捉微弱生物磁信号的能力，且所得信号具有可接受的信噪比．这将使得开发一种低造价的实用高温超导MCG测量系统成为现实．     

无机械连接方位角测量系统中磁光调制的温度适应性研究

在无机械连接的方位角测量系统的研制中,通过对磁光材料的特性及磁旋光温漂的成因分析,采用直接读出解调和方位随动测角的方法,有效的降低了由Verdet常数变化引起的磁旋光漂移导致的方位失调角变化.使得系统可以在无需补偿和预热的情况下实时测量,方位测角精度3δ小于5″.     

一种用于波荡器磁中心高精度标定的磁靶标

波荡器磁中心轴的标定是保证自由电子激光装置波荡器安装准直精度的重要前提。介绍了一种利用磁靶标实现波荡器磁中心高精度标定的方法。设计制造了由若干块永磁块组合构成的磁靶标,其能产生一正一斜两个高梯度四极场。测出了两四极场垂直分量的零点位置分布并依此给出了磁靶标的具体使用方法。结果表明:标定后的波荡器磁中心在磁靶标坐标系中水平方向测量精度好于±20 μm,垂直方向测量精度好于±2 μm。     

小角磁转法自制装置测量非晶薄带的饱和磁致伸缩系数

研究了非晶薄带饱和磁致伸缩系数的小角磁转测量方法,并自行制备出测量装置.借助此装置测量了探测线圈中感生电压的二次谐波信号随交流场峰峰值电压、频率的变化关系,并对测量条件进行了优化;同时通过测量非晶薄带感生各向异性场随应力的变化关系,得到成分为Fe65～70co15～20Si1～3B12～15非晶薄带的饱和磁致伸缩系数λ,为1.7×10-5.     

环形磁芯快脉冲动态参数测量方法

 磁开关压缩脉冲过程中，磁芯磁参数需历经非饱和与饱和两个阶段，磁滞回线变化经历半个周期，通过测量这一变化过程中通过磁开关绕组的电流和磁通量变化率，可以计算出磁芯的磁滞回线，确定饱和磁通密度、剩磁等动态参数。 讨论了基于高电压放电和脉冲压缩方法测量磁芯动态参数的原理，给出了测试装置的电路原理和电路元件参数的选择方法，测量了大型磁开关磁芯快脉冲条件下的电参数，计算了相关的磁参数，给出了实验结果。