基于等效原理求解介质球极化场问题

文章利用场的叠加原理和连带勒让德多项式的性质,并结合等效偶极矩模型导出导体球在均匀电场中感应场的表达式。以此为基础,基于电磁场的等效原理分析了介质球和介质球壳在均匀电场中的极化场问题。计算结果与相关文献相一致,从而证明了该方法的正确性。最后探讨了时谐电磁场对介质球的极化可以用电偶极矩场近似的条件,并阐明介质球的极化场在电磁辐射与散射、纳米球颗粒共振及电磁隐身中的作用。对于更好地理解极化的物理本源以及应用具有指导意义。     

余弦分布球面电荷的电场

用电场的迭加原理及等效变换法则，可给出真空中具有余弦分布球面电荷的电场公式． 若在匀强电场的无限大介质中引入另一均质介质球（包括挖成一个球形空腔），或引入一个导体球，则球面上的束缚电荷或自由电荷均属于余弦型分布．运用静电场边值条件（Ｄ１ｎ＝Ｄ２ｎ），可决定相应的电荷面密度的最大值σ０；从而求出相应情况下的电场分布．     

含有偏心球形微粒介质球的有效介电常量

对于处在均匀外电场中含有偏心球形微粒的介质球,利用分离变量法求出球内外的电场,给出了球外电偶极矩和电四极矩的近似表达式.首次引入含有偏心球形微粒介质球的有效介电常量,它不同于同心多层介质球的等效介电常量,不仅与介质球内的介质有关,而且与球外介质有关.数值结果显示了有效介电量数随偏心距和球外介质介电常量的变化情况.     

多重镜像法求解三带电金属球的电场

镜像法是求解静电场的一种基本方法.本文通过电容法和电荷法两种方法来求解三金属球体系的多重镜像电荷,进而将带电金属球在空间的电场替代为各个等效电荷和镜像电荷产生的电场.通过对比电场的分布,验证了两种方法的正确性和一致性.进一步的研究结果表明,调节第三个金属球的位置和带电量可以实现两金属球之间的相互作用力由吸引向排斥的转变.结合Matlab软件,我们直接给出了双球和三球体系时电势在空间的分布.     

介质球极化强度矢量的辨析

问题的提出:将一介电常数为ez,半经为a的介质球置于均匀外场E0中,若球外充满另一介电常数为e1的介质,求球内、外的电场,进而讨论介质球的极化强度矢量.很显然,球内、外的电场是原来的均匀电场与球面上极化电荷的场的叠加,用分离变数法容易求得叠加后球内电场仍为均匀场　　　　　　　,而球面上极化电荷在球外的场则等效于一个位于球心、电矩 的电偶极子所激发的.由于球内的场是均匀的,介质球的极化也是均匀的,因此在有的教科书[1]和参考书[2]中,得出介质球的极化强度矢量 必须指出,用(1)式来表示介质球的极化强度矢量是错误的.因为电矩 是…     

介质球在基质中的等效电偶极矩

从均匀外电场中介质球颗粒内外电势分布出发,讨论了介质球在基质中的等效电偶极矩,并进一步分析了等效电偶极矩的物理本源.     

介质球在点电荷电场中产生的电势分布规律

推证了介质球在点电荷电场中产生的电势分布规律;同时由此推出了当介质球的电容率ε→∞时,介质球在点电荷的电场中为等电势体,以及金属导体球在点电荷电场中产生的电势分布规律．     

电偶极子激发的电场及其MATLAB软件的模拟仿真

分析偶极子产生的场,对于研究介质的极化、介质中的场以及电磁波的辐射等具有重要作用。关于电偶极子的电场分布,一般教科书上只给出某个特殊方向的电场表达式,本文详细介绍了电偶极子在空间任意一点激发的电场的计算公式,并用M ATLAB模拟出电偶极子的场分布图形,同时给出了一些典型图形以供参考。     

平面上方二维介质目标对高斯波束的电磁散射研究

基于矩量法、互易性定理及镜像理论,提出了一种新的混合方法用于研究水平分界面上方二维介质目标对垂直入射高斯波束的差值散射场.应用镜像理论,介质水平分界面可被原始目标相对于该分界面的镜像目标所替代,从而给出散射问题的等效模型.在等效模型中,应用矩量法求解了原始目标及镜像目标对高斯波束的散射场,同时结合互易性定理得到了原目标与其镜像目标之间的耦合散射场.数值计算结果与相关文献方法及MoM所得结果进行了比较,验证了该混合方法的有效性. 关键词： 互易性定理 电磁散射 高斯波束 二维目标     

微波烹调的基本原理

微波烹调的基础是微波介质加热．根据物理原理可知,介质分子可分为有极分子和无极分子两大类．有极分子的正负电荷的中心并不重合而有一段距离,可等效为一个电偶极子．在外电场作用下,使原来杂乱无章的有极分子沿着外电场的方向偏转,产生转向极化（而无极分子在外电场...     

外加电场对光折变高阶响应影响的微扰分析

应用微扰展开法了“跳跃模型”给出了空间电荷场前三阶分量随时间，外加电场等变化的解析表达式，同时讨论了外加电场对各阶空间电荷场建立的影响，当扩散与外加电场可比拟时，外加电场对空间电荷场的影响不大，随着空间电荷场阶数的提高，其达到最大饱和值所需的外加电磁越小，在外加电场作用下，空间电荷场各阶分量随时间呈振荡衰减，直到达到饱和，外加是场越大，振荡越强烈，周期越短，在考虑高阶分量的贡献后，空间电荷场的振荡     

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给出了不同坐标系中介质参数张量的变换,得到了磁化冷等离子体球电场的表达式,得出了任意各向异性目标散射场的表达式,研究了磁化冷等离子体球的微分散射截面、散射截面等的函数关系,仿真结果与有关文献一致,表明了本算法的有效性,从而为各向异性目标识别等提供理论支持。     

电磁脉冲对金属板搭接缝隙耦合效应分析

 针对在缝隙耦合研究中,对金属板接合处搭接缝隙电磁特性的讨论相对较少的情况,应用时域有限差分方法模拟了强电磁脉冲对搭接缝隙的耦合穿透过程,计算了缝隙口径面等效面磁流和进入另一空间的透射场。为便于由等效磁流外推透射场,应用等效原理将电磁流在1/4空间的辐射等效为电磁流及其镜像在自由空间的辐射,避免了计算搭接缝隙边界情形下空间格林函数的困难。外推时采用分区外推法节省了计算时间。最后通过分析耦合场的变化曲线,总结了耦合共振规律。     

电磁波在多层介质内的透射

导了多层介质中透射电磁波的电场振幅与介质表面入射电磁波场电场振幅之间的关系式，引入了一个母函数，通过微分可以生成介质各层中的透射波。     

等效思想在静电学中的一个应用

本文利用均匀极化的电介质球周围的电场与自由的余弦型球面电荷周围的电场完全等效这一思想,证明了带有余弦型球面电荷分布的电介质球壳发生均匀形变时,其内部的电场始终保持为方向恒定的均匀场,并进一步求出了带电球壳内电场强度和形变之间的关系.     

磁化冷等离子体球的瑞利散射

给出了不同坐标系中介质参数张量的变换,得到了磁化冷等离子体球电场的表达式,得出了任意各向异性目标散射场的表达式,研究了磁化冷等离子体球的微分散射截面、散射截面等的函数关系,仿真结果与有关文献一致,表明了本算法的有效性,从而为各向异性目标识别等提供理论支持。     

Ag,Au,K吸附在W(001)表面上的功函数随外加电场的变化

基于局域密度泛函理论和第一性原理赝势法,计算了Ag,Au,K在W(001)表面上吸附时的功函数随外加电场的变化关系.从计算结果可以看到,所有吸附系统的功函数变化与外加电场强度变化之间呈线性关系.通过比较系统功函数随外加电场强度变化的斜率的不同,可以推断Ag—W(001)的键合作用与Au—W(001)键合作用之间的细致差别,表明了Au—W(001)键合作用会略强于Ag—W(001)间的键 关键词： 功函数变化 外加电场 第一性原理计算     

二次等效法求三层媒质中静态电偶极子的场分布

在唯一性原理的基础上，提出采用二次等效的方法，求解三层平行媒质模型下，位于中间层的静态水平电偶极子在其他层媒质中产生的电场分布的解析表达式．也就是先经过一次等效求出场源同层时的场分布，然后利用二次等效将三层模型等效为两层模型，进而利用镜像法求出场分布．所得标量电位分布的表达式被证明是满足边界条件的，由此说明推导结果的有效性．并在实验室中模拟空气一海水一海床三层模型，对位于海水中的静态水平电偶极子在海水和海床中的标量电位进行了实测，并利用实验参数进行了仿真分析．实测结果和仿真分析相符合，表明推导结果的正确性．研究所得场分布表达式为以静态电偶极子为基本模拟体的电场分布的数学模拟、场分布特征分析等应用奠定了理论基础．     

外电场作用下乙炔分子的激发态研究P

本文采用密度泛函方法(B3LYP)和组态相互作用原理(CIS)在6-311++G**水平上研究了外电场对乙炔分子的激发态的影响规律,结果表明,外电场的大小和方向对乙炔分子的激发态都有明显的影响,沿分子方向的外加电场对分子偶极矩的影响比垂直于分子方向的外加电场更大.     

栅极调制纳米线的场增强因子计算

利用悬浮球模型和镜像电荷法计算了栅极调制纳米线的顶端表面电场,给出了场发射增强因子表达式β=1/2（3.5+L/r₀+W）,式中L与r₀分别是纳米线长度与顶端表面曲率半径,W是由栅孔半径R、阴极与栅极间距d以及纳米线自身几何参数所决定的函数．结果表明,纳米线长径比对场增强因子的影响很显著;当阴极与栅极间距较近时,场增强因子随d的增加而减小 关键词： 栅极调制纳米线 场增强因子 悬浮球