带电粒子的动量分析和能量分析

本文介绍用磁分析器对带电粒子进行动量分析及用静电分析器对带电粒子进行能量分析的实验原理和方法.实验中用到高真空、离子源、磁场、高电压及小电流测量等方面的实验技术,可以对学生进行综合性的实验训练.一、基本原理 1.磁分析器 磁分析器是对带电粒子进行动量分析的仪器,它由直流电磁铁和真空盒组成.直流电磁铁包括磁轭、磁极和励磁线圈三部份(见图1).磁极和磁轭用工业纯铁做成,励磁线圈是用漆包线在铜骨架上绕制而成.两磁极面彼此平行,且呈60°扇形.放在两磁极之间的真空盒作为粒子的通道. 设速度为。的带电粒子进入磁感应强度为B的…     

电子束实验仪恒流源部分故障及处理

电子束实验仪可以研究带电粒子在横向电场和纵向非均匀电场作用下的运动规律、带电粒子在横向、纵向磁场作用下的运动规律及电子射线的磁聚焦和荷质比的测定等实验．     

洛伦兹力演示仪

对新课标中"洛伦兹力演示仪器"进行了改进,改进后的装置能够探究洛伦兹力F与磁场B、带电粒子q以及带电粒子运动速度v之间的关系,借助激光器能让学生更好地看到带电粒子所受洛伦兹力的情况、演示装置结构简单,操作方便,演示效果好,能提高洛伦兹力的课堂教学质量,激发学生学习兴趣.     

带电粒子在磁镜中运动的模拟

通过构造一个磁约束磁场来研究带电粒子在该磁场中的运动.通过理论分析和数值计算模拟了磁镜中带电粒子的运动,并将计算结果可视化.     

磁致旋光现象的观测

通过对磁致旋光现象的观测,测量了载流螺线管的电流强度,观察了磁光调制现象,并提出了测量铁磁质磁化强度的实验方案.     

一种快速估算聚焦型空间X射线仪器粒子本底水平的方法及应用

仪器的本底是空间天文观测项目实施过程中关注的一个重要内容,对于聚焦型空间X射线望远镜,仪器的粒子本底水平直接关系到观测灵敏度及本底重建的系统误差.因此,在仪器设计及工程实现迭代过程中,需要确定仪器粒子本底水平,保证其在可接受范围内.本文发展了一种基于面密度插值快速估计聚焦型空间X射线望远镜粒子本底的方法,该方法同时具有较高的本底估计精度和快的计算速度,适合于在望远镜方案设计的早期对各种设计方案的本底屏蔽效果进行快速估计并据此提出优化设计的建议,可以大大提高早期方案设计的有效性,对于聚焦型空间高能天文仪器的研制及其他类似领域具有一定的参考意义.     

用理想二极管测量电子的荷质比

本文介绍用理想二极管在磁场增加时电子束截止的方法取代传统的纵向磁聚焦法测量电子的荷质比．用此法可避免由于电子束在阴极射线管的荧光屏上长期聚焦而形成的焦斑．实验采用的原理和仪器比用纵向磁聚焦法简单．测量值接近磁聚焦法．     

又见磁聚集

当带电粒子垂直进入圆形边界磁场时, 如果粒子的运动轨迹半径与圆形磁场的区域半径相等时, 速度 方向互相平行的带电粒子出磁场时必然汇聚于同一点, 这就是磁聚集现象. 这类问题以往在老高考中曾经出现过, 在浙江新高考改革后的选考试卷中今年又重新出现, 值得重视     

极端超高能宇宙线的天体起源含磁单极的活动星系核模型

首先介绍了极端超高能宇宙射线的探测现况和理论研究中的困难. 从作者自己1985年前后提出的高速旋转的含磁单极的活动星系核模型出发，提出极端超高能宇宙线的天体起源的新理论模型. 其核心思想在于利用磁单极催化核子衰变, 产生高能带电粒子. 在Lorentz变换下, 含磁单极天体的径向磁场诱导出一直延伸到很远处的电场. 在这个电场的加速下，荷电粒子(结合一系列物理过程)可以到达10²¹eV的能量. 而且具有同观测相比较的流量.     

用于扫描SQUID显微镜的磁聚焦装置的初步研究

对可用于扫描SQUID显微镜的磁聚焦器进行了初步研究.提出了磁聚焦器的聚焦能力可以用聚焦参数K来描述,并得到聚焦参数由材料的磁导率和器件的退磁因子决定的理论公式.同时,对直径为0.1mm坡莫合金线的磁聚焦特性进行了较为系统的研究.得到了这种材料磁聚焦参数随器件长度和激励磁场(电流)变化的实验结果.研究表明理论表达式可以较好地描写聚焦器的基本物理特征.     

长磁聚焦电偏转象增强器设计计算

在长磁聚焦电偏转象增强器的设计中,我们着重从理论上证明了,在长磁聚焦场中能够实现电的线性偏转成象、并且研究试制了满足任务要求的、性能良好的长磁聚焦电偏转高速照相增强器。     

射频四极透镜的聚焦特性

研究了带电粒子在射频四极透镜中的运动方程,导出了传输矩阵元,讨论了透镜聚焦特性和透镜各参数间的关系.     

线性偏振光激发的错位表面等离子体激元纳米结构聚焦

利用扫描近场光学显微镜观测并分析了两种表面等离子体激元纳米结构对表面等离子体激元(SPP)的激发和聚焦现象.用线偏振光照射有半个周期相位差的环状沟槽结构与有半个周期位相差的环状狭缝结构,得到了单点的SPP聚焦.有限时域差分法的模拟结果验证了实验中观测的现象.这两种相位错位的表面等离子体激元纳米结构,突破了由于干涉导致的线偏振光不能得到单个聚焦点的限制.与采用径向偏振光激发而得到单个聚焦点的方法相比,线偏振光不需要聚焦,也不需要将光束中心对准纳米结构的几何中心即可得到单点聚焦。     

利用虚光子散射对回旋脉塞自发辐射的分析

利用电磁场变换分析了带电粒子在磁场中的螺旋运动,基于康普顿散射理论和多普勒公式分析了虚光子与带电粒子的康普顿散射,并推导了在磁场中做螺旋运动的带电粒子的自发辐射波长公式.结果表明,当带电粒子在回旋脉塞的磁场中作螺旋运动时,在粒子静止系中可以观察到运动的周期性变化电场和磁场,即运动的虚光子.通过与带电粒子发生康普顿散射,虚光子能够转化为实光子辐射出去.     

洛伦兹力公式是怎样给出的

在电子尚未发现,并无任何实验证据的1892年,洛伦兹力公式是怎样给出的?回顾了电磁学历史上超距作用和近距作用观点的长期论争以及"什么是电"的长期论争后指出,洛伦兹力公式是场观点和"电就是带电粒子"相结合的产物.一切磁作用力都应归结为磁场对运动带电粒子的作用力--洛伦兹力.     

CH_3NH_3PbBr_3纳米线中束缚激子g因子的各向异性

有机-无机杂化钙钛矿材料与其他半导体材料相比具有高的缺陷容忍率,在太阳能电池、发光二极管、低阈值激光器等领域有重要的应用前景.通常情况下,钙钛矿材料是通过溶液法合成的,这种方法虽然可以得到性能优异的钙钛矿器件,但同时也会在合成过程中产生大量缺陷.尽管目前在理论和实验上对钙钛矿材料的缺陷做了很多研究,但对单个缺陷附近的束缚激子发光问题的研究较少.本文通过共聚焦显微系统研究了低温(4.2 K)下单根钙钛矿纳米线的荧光光谱,观测到来自于缺陷周围束缚激子的窄线宽和高强度的荧光峰,同时观测到了磁场下的塞曼分裂和抗磁现象,并通过施加矢量磁场发现了束缚激子的g因子存在各向异性.单个束缚态激子的磁光性质的研究为深入理解束缚激子在量子光源以及自旋电子学中的应用提供了依据.     

自制光的干涉、衍射实验仪器

自制了光的干涉、衍射实验教学仪器,该仪器可以观测正n(n=3,4,5,6,7)边形孔和圆形孔的衍射现象;也可以通过调节单缝宽度,演示缝宽连续变化过程中,亮条纹的宽度变化过程;同时该仪器还可以开展双缝干涉实验来测定光的波长.实验装置轻便、操作简单,实验现象明显.     

基于三维磁成像的近场磁性体探测

提出一种近场条件下未知磁源的三维磁成像方法.考虑到大多数磁性体不仅受背景磁场磁化,本身也带有较强剩磁,将观测面上的磁场转换为磁场矢量异常模量,并建立目标函数进行最优化求解,以得到符合观测磁场特征的磁性体磁化模型.仿真和实验表明：此方法可有效消除剩磁对反演结果的影响,能够实现对近场多个磁源磁化率分布的成像,验证了所提方法用于探测隐含磁体位置和形状的可行性.     

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.     

磁聚焦法测量电子荷质比实验中励磁电流测量方法的研究

根据电荷在电场、磁场中的运动特点,分析了磁聚焦法测量电子荷质比的原理;利用磁场叠加原理,从理论角度探讨了测量磁聚焦时励磁电流的方法,并对各种方法进行了比较;从实验角度对实验数据分析处理,指出了误差产生的主要原因之一,得出了测量磁聚焦时励磁电流值的新方法.