关于动生电动势起源的讨论

法拉第电磁感应定律统一描写了两种不同的物理现象：(1)曲面内磁通变化在构成曲面边界的闭合曲线上存在感应电动势；(2)在磁场中运动的曲线上存在动生电动势。虽然都知道这两个现象背后的基本规律均为麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式，但是对现象(2)有不同的解释。本文从电荷轨道约束的角度讨论动生电动势的意义。对运动电荷的轨道进行约束需要对电荷施加一定的约束力。若预定轨道依赖于时间，约束力会对电荷作功，从而导致动生电动势，磁场在其中起着传递约束力的作用。我们通常不知道约束力的准确表达式。动生电动势的主要用处是让我们在分析电荷沿预定轨道运动的能量变化时无需求助于约束力，而这严格来说仅适用于准静态过程。电动势概念从准静态过程到迅变过程的推广并不唯一。本文把电动势一般地定义为：在单位正电荷瞬间走过某预定轨道的虚过程中外界对该电荷所作的虚功。这个定义同时适用于感应电动势和动生电动势，预定轨道曲线可以具有任意形状(开或闭合)并随时间变化。     

卫星发射情况的数理分析

在地球表面发射一颗卫星,若发射速度v〈7．9km／s,则卫星会落回地面;若发射速度v=7．9km／s,卫星恰好能绕地球做匀速圆周运动,即轨道为圆;     

基于Matlab/Simulink的嫦娥二号探月轨道运动的动态仿真

建立了嫦娥二号卫星在有心力场中做轨道运动的动力学模型,使用MATLAB中的SIMU-LINK仿真工具实现了卫星在不同轨道的运动,并得到了卫星轨道运动的实时高度曲线。     

圆偏振涡旋光致非轴向自旋和轨道运动研究

为了实现粒子的非轴向旋转操控,对圆偏振涡旋光的光致旋转特性进行了研究。理论上,利用T矩阵理论,计算光场作用于微粒的光力和力矩,分析圆偏振涡旋光场中自旋角动量和轨道角动量的取向对非轴向旋转效应的影响。研究结果表明：当轨道角动量和自旋角动量的方向相同时,粒子除受轨道矩和轴向自旋矩作用外,还受一个可观的横向自旋矩作用,可以诱导粒子同时做轨道和非轴向自旋运动;当轨道角动量和自旋角动量方向相反,则粒子受到的横向自旋矩难以驱动其做非轴向自旋运动。实验上,利用全息光镊系统捕获微米尺度的粒子,观察到粒子做轨道运动时的非轴向自旋现象,对理论研究结果进行了初步验证。     

人造地球卫星十问

人造地球卫星十问王国士（兰州十中７３００４６）１．为什么人造地球卫星的周期不可能小于８５分钟？轨道上做圆周运动的人造地球卫星所受地球的吸引力是它做圆周运动的向心力，即：变形得卫星的周期为由此可得：卫星的周期随轨道半径的减小而减小。由于卫星的轨道半径Ｒ...     

基于Matlab/Simulink的嫦娥一号探月轨道运动的动态仿真

本文建立了嫦娥一号卫星在有心力场中做轨道运动的动力学方程,使用Matlab中的Simulink仿真工具实现了卫星在不同轨道的运动和变换,并模拟了卫星轨道运动的实时高度和角速度.     

并五苯分子光谱和激发态的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论对并五苯分子做理论研究.在几何结构优化的基础上,对其进行频率分析得到了分子的红外光谱和喇曼光谱,并对谱线中的各峰值做了具体指认,同时也得到了分子的最高占据轨道和最低空轨道能隙为2.17 eV.利用含时密度泛函理论对其激发态计算,得到最低十个跃迁允许的单激发态.对前线分子轨道最高占据轨道和最低空轨道分析得到,C-C原子之间形成离域π键.结果表明：并五苯是一种良好的有机半导体材料,并具有很好的发光性能.     

强聚焦拉盖尔-高斯光场中球形粒子的受力

拉盖尔-高斯光束是典型的涡旋光束,光束的轨道角动量会传递给微粒使其产生轨道运动。本文利用T矩阵方法和麦克斯韦应力张量积分计算了强聚焦线偏振拉盖尔-高斯光束对球形粒子的捕获力,并着重分析了粒子半径和光束阶数对微粒在涡旋聚焦场中运动状态的影响。当光束阶数一定时,随着微粒半径的增大,轨道运动的轨迹会逐渐缩小。当粒子半径大于临界值时,就会被捕获到光轴上,且无法进行轨道运动。但是,离轴捕获的粒子受到的轴向捕获力比轴上捕获的要小一个量级,需要施加足够的入射光功率以维持稳定的轨道运动。     

引力辐射阻尼对双星轨道要素变化的影响

本文利用摄动方法研究引力辐射阻尼对双星轨道要素产生的影响。这种影响导致双星系统的瓦解,特别轨道长轴、偏心率和公转周期不仅有周期变化,也有长期变化,但对近星点进动只有周期变化。最后利用所推的结果对三颗双星(Y cyg,PSR2303+24,PSR1913+16)的轨道要素变化产生的周期项和长期项做了数值估计,并同广义相对论效应做了比较。 关键词：     

二维可积系统的求迹公式和周期轨道的量子化

从Berry–Tabor求迹公式出发,导出了二维可积系统周期轨道作用量的半经典量子化条件.利用此量子化条件,考虑周期轨道满足的周期条件,得到了二维无关联四次振子系统周期轨道作用量的半经典量子化条件,并给出了半经典能级公式.对能级与周期轨道的对应关系做了分析.     

地磁场对带电人造卫星运动的影响

本文利用电磁学、理论力学等方法研究了带电的赤道卫星在地磁场中做椭圆轨道运动时地磁场对轨道运动的影响。研究结果表明:地磁场对带电卫星的轨道长轴没有摄动影响,但对轨道偏心率和近地点均有进动影响,且近地点不仅有周期变化影响而且还有长期变化影响。由计算实例表明:当卫星自身带电量较大时(如1库仑电量),这种影响必须予以考虑。     

完美涡旋光中微米级粒子的受力与力矩特性分析

基于紧聚焦方法在几何焦平面处获得了完美涡旋光场,理论分析了该光场中微米级尺寸微粒受到的光学力与轨道矩。结果表明,该完美涡旋光可以在横平面上捕获微粒并驱动其绕光轴做轨道旋转运动,微粒受到的轨道矩随着拓扑荷的增大先增大后趋近于稳定。此外,分析了圆偏振、径向偏振和方位角偏振完美涡旋光对微粒施加的光学力和轨道矩。结果表明完美涡旋光的偏振态在一定程度上会影响微粒的轨道运动,圆偏振完美涡旋光更适合用于诱导微粒轨道旋转。     

问题解答

问:行星为什么不沿着圆周运动? 答:这问题可分为两部分:行星的轨道为什么不是圆形的和产生及保持椭圆形轨道的原因是什么。回答前一问题比较容易。所有天体均按圆锥曲线而运动,如果仅限于闭合轨道,偏心率的数值将有无限组。在这无限多的轨道中,只有偏心率为零的轨道是圆形的。因此,圆形轨道的几率是无限小的。即使形成了圆形轨道(这是极稀罕的情形),这种轨道也只能维持极短暂的时间,因为所有其他行星的影响(扰动)会极快地使轨道变形,而圆形的任何改变都难免使轨道变成椭圆。实际上,对于所有行星,其     

电磁发射装置轨道热管理冷却管道的力学设计

为了解决电磁轨道发射器在实际应用中遇到的高热量积累问题,需要对轨道进行冷却。基于多物理场耦合仿真平台Comsol Multiphysics,从轨道结构特性和电气特性两个方面进行分析,提出了在轨道内部设置冷却管道的基本规律。建立发射器的电磁场和结构场耦合模型,利用有限元法对预紧力和电动力作用下的轨道响应进行数值计算。仿真结果表明,设置冷却管道会对轨道造成材料损失,进而影响轨道性能,冷却管道应当尽可能远离肩部与枢-轨接触面连接处,并提出了冷却管道位于轨道不同位置时,轨道的形变规律和电感梯度变化规律,为轨道热管理冷却管道的设置方案提供了理论依据。     

自旋轨道矩协助自旋转移矩驱动磁化强度翻转

以磁隧道结/重金属层组成的三端口磁隧道结为理论模型,通过对包含自旋转移矩和自旋轨道矩的Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG)方程做线性化稳定性分析,研究了自旋轨道矩协助自旋转移矩驱动的磁化强度翻转.发现在自旋轨道矩协助下,磁矩的翻转时间极大减小,翻转时间随自旋轨道矩电流密度的增大而减小,且自旋转移矩和自旋轨道矩的结合可实现零磁场的磁化翻转.另外,相比自旋轨道矩的类阻尼项,类场项在磁化强度的翻转中起着主导作用,且自旋轨道矩类场项的出现也可以减小磁化强度的翻转时间,磁化强度翻转时间随自旋轨道矩类场项强度的增大而减小.     

XAuBi (X=Eu, Ba)拓扑nodal chain半金属的第一性原理研究

由于在磁性材料体系中缺失时间反演对称性,导致nodal chain被破坏,所以nodal chain通常存在于非磁材料中。但是,磁性材料EuAuBi是与常规磁性材料不同。本工作以第一性原理计算为研究方法,预言了在不考虑自旋轨道相互作用时,磁性材料EuAuBi体系为新型拓扑nodal chain半金属;当考虑自旋轨道耦合时,EuAuBi会退化为外尔半金属。对于非磁材料BaAuBi来说,在不考虑自旋轨道相互作用时,它同样是一种拓扑nodal chain半金属;当考虑自旋轨道相互作用时,由于C3旋转对称性的存在,BaAuBi会退化为狄拉克半金属。在XAuBi (X=Eu, Ba)中发现nodal chain半金属,会促进对六角材料的拓扑性质研究以及开拓其新实际应用领域。     

单粒子散射对拉盖尔-高斯光束轨道角动量的影响

通过时域有限差分法,研究了单粒子散射对拉盖尔-高斯(LG)光束轨道角动量态传输的影响,分别研究了散射粒径、粒子位置、椭球粒子半径比、倾斜角度及LG光束初始轨道角动量模式对轨道角动量态衰减的影响。研究结果表明:散射粒子半径越大,轨道角动量态的衰减越严重;散射粒子与光束相对位置的变化,也会引起能量占比的规律变化;初始轨道角动量模式、椭球粒子半径比和倾斜角度对轨道角动量态的衰减均有不同程度的影响。     

自旋轨道耦合作用的等效磁场

自旋与电荷一样,是电子的固有属性,电子的周期性轨道运动产生的磁场与电子的自旋磁矩相互作用,这种磁相互作用就是自旋轨道相互作用。在原子物理学中,这种自旋轨道作用会影响原子光谱的精细结构,然而教材中缺少自旋轨道耦合作用在二维半导体材料中的微观描述。本文将引入Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合作用的哈密顿量,研究单电子在无外场下二维平面内运动,讨论一种或者两种自旋轨道耦合的哈密顿量表示。通过自旋与等效磁场耦合的塞曼能量表示,本文计算了本征态下不同自旋轨道耦合作用下的等效磁场,从而有助于探索二维半导体材料中不同自旋轨道耦合作用下的物理特性。     

基于Matlab的匀质摆杆所受转轴约束力分析

分析重力场中匀质杆绕固定轴的摆动过程,给出轴对杆约束力的大小和方向随杆摆角和摆长变化的定量关系,利用Matlab分析了约束力的变化特点,更加直观形象地阐释了其变力属性。     

7-(3,6-二硝基-N-p-乙烯基苯基咔唑)香豆素分子的光谱和激发态的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)对7-(3,6-二硝基-N-p-乙烯基苯基咔唑)香豆素分子做理论研究。用B3LYP/6-31G(d,p)对其几何结构进行优化,得到其最稳定构型及能量。在优化结构的基础上,对其进行频率分析得到了分子的红外光谱和拉曼光谱,并对谱线中的各峰值做了具体指认,同时也得到了分子的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)能隙为2.150eV。利用含时密度泛函理论(TDDFT)对该分子的激发态进行计算,得到最低十个跃迁允许的单激发态。对前线分子轨道最高占据轨道和最低空轨道分析得到,C-C原子之间形成了离域π键。研究结果表明:7-(3,6-二硝基-N-p-乙烯基苯基咔唑)香豆素是一种良好的有机半导体材料,并具有很好的发光性能。