先进磁镜装置中径向电场对高能粒子的约束性能研究

本文运用Boris算法对紧凑型聚变反应装置(compact fusion reactor, CFR)中高能a粒子的运动轨道进行了数值模拟,分析了高能a粒子在不同径向电场作用下运动轨道的差异性;探究了不同径向电场对CFR装置中不同位置处a粒子约束性能的影响.研究结果表明,当正、负径向电场强度达到一定临界值时,都能够使高能a粒子很好地约束在CFR装置内部,但不同位置处径向电场强度临界值与a粒子初始条件有关.     

中型tokamak中快离子的约束

利用三个运动常数发展了导心轨道程序GCORBIT. 该程序在计算轴对称tokamak中带电粒子导心轨道的同时，也考虑了纵场纹波和螺距角散射的效应. GCORBIT可以用来计算轴对称tokamak中的导心轨道，计算速度空间的损失区，计算快离子的损失份额. 与已有的工作相比，GCORBIT计算出的速度空间损失区包括了多种效应：偏滤器位形中的非闭合轨道、由于导心轨道与第一壁相交引起的首次轨道损失、纵场纹波局部磁阱俘获、纹波随机扩散以及速度空间不连续约束区导致的螺距角散射效应增强. GCORBIT程序已被用于分析“先进超导托卡马克实验装置”(experimental advanced superconducting tokamak,EAST) tokamak中快离子的约束. 并讨论其中的某些数值计算结果. 关键词： 导心轨道程序 快离子约束 tokamak     

合肥光源BPM真空室位移的测量与分析

合肥光源电子储存环的束流水平轨道存在缓慢漂移现象, 本文针对这一现象进行了束流位置检测器(BPM)真空室形变、位移和温度等参数的测量. 通过这些测量, 分析了BPM真空室的形变、位移、温度以及束流轨道漂移与束流流强的关系, 对束流水平轨道的漂移现象做出合理的解释, 即导致轨道水平漂移的主要原因是同步光热效应导致BPM真空室水平移动, 提出了采用补偿方法对BPM的轨道测量值进行实时修正, 从而提高了慢速轨道反馈系统有效性.     

合肥光源BPM真空室位移的测量与分析

合肥光源电子储存环的束流水平轨道存在缓慢漂移现象,本文针对这一现象进行了束流位置检测器(BPM)真空室形变、位移和温度等参数的测量.通过这些测量,分析了BPM真空室的形变、位移、温度以及束流轨道漂移与束流流强的关系,对束流水平轨道的漂移现象做出合理的解释,即导致轨道水平漂移的主要原因是同步光热效应导致BPM真空室水平移动,提出了采用补偿方法对BPM的轨道测量值进行实时修正,从而提高了慢速轨道反馈系统有效性.     

用原子的发射光谱对氢原子、氦离子、氦原子内电子的运动瞬时速度和轨道半径的实测与研究

本文利用笔者发明的"原子内电子运动瞬时速度和轨道半径测量方法及其测量设备"(于2005年3月23日,由中华人民共和国国家知识产权局授予发明专利证书,发明专利号ZL00105041.9),对氢原子、氦离子、氦原子内旋转运动着的电子在发射不同频率的电磁波时的运动瞬时速度和轨道半径进行了实测与研究,首次实现了氢原子内电子运动参数的精确测量,氢原子的电子在发射(巴尔末谱线系)不同频率的电磁波时分别所对应的电子运动瞬时速度(km/s)是5173.9740,4899.4164,5510.2393,4673.4087,5860.4100,4313.0330;和分别对应的轨道半径(×10-12 m)是9.4640,10.5540,8.3440,11.6000,7.3770,13.6200.此结果与过去用其它方法实测的氢原子核间距离的一半32×10-12 m进行分析、比较,可以断定,用此方法测量的原子内电子运动瞬时速度和轨道半径数据是非常精确的.原子结构的动态"行星"模型图像第一次清晰地展现在人们的眼前;这标志着爱因斯坦与玻尔关于对"测不准原理"长期争论的结束;爱因斯坦的决定论观点取得了根本性的胜利.氢原子内旋转运动着的电子发射红、绿、兰、紫、紫外1、紫外2电磁波时,它所处的位置, 运动速度不同.每一个小周期内,电子发射两次电磁波.电子发射电磁波时,在一个位置上的运动速度较快,而在另一个位置上则较慢,即电子时而加快,时而又减慢;电子时而靠近原子核,进而又远离原子核,电子围绕原子核的旋转运动半径R 成周期性的变化;同时,电子旋转运动速度的大小也成周期性的变化,这正反映了原子的振动规律性.通过对氦离子、氦原子内旋转运动着的电子在发射不同频率的电磁波时的运动瞬时速度和轨道半径的实测、研究,发现氦原子的外层电子电离后,内层电子将作减速运动,并且内层电子的轨道半径将变大.氦原子内、外层电子在发射不同频率的电磁波时,所处的位置、运动速度均不相同;所发射的电磁波频率并非以其所在轨道半径的大小而成比例地增大或减小.实测证明电子发射电磁波频率的大小只取决于电子作减速运动的负加速度的大小.在每一个小周期内,电子发射两次电磁波,电子发射电磁波时,在一个位置上的运动速度较快,而在另一个位置上则较慢,即电子时而加快,时而又减慢;电子时而靠近原子核,进而又远离原子核,电子围绕原子核的运动半径R成周期性的变化,同时,电子旋转运动速度的大小也成周期性的变化.以上所测氢原子内电子的旋转运动轨道平均周期是0.79097372～1.98414850×10-17 s(注1飞秒=10-15 s);以上所测氦原子内电子的旋转运动轨道平均周期是4.764819～114.76487×10-22 s.     

在匀强电场中电荷的运动

《大学物理》84年第六期发表了张福熹同志的“对运动电荷在匀强电场中的一点讨论”一文(以下简称张文,并将张文中的初速度v在本文中以v0表示).该文通过电磁场变换,并按F=ma一式进行推导得出“电荷q的运动轨道是抛物线”.这一结果显然错误的.因为电场力对电荷作功,则电荷q的能量必然增加,从而电荷q的质量增加.这样电荷q在z方向所受的力虽然是恒力,但由于质量增加不可能沿z方向是匀加速运动.另一方面电荷q在x方向虽不受力,但是由于质量增加,动量守恒,则沿x方向运动电荷q不可能是匀速运动,而是减速运动.所以运动电荷q的轨道不可能是抛物线.正…     

相对论性重离子对撞机RHIC

RHIC是世界上第一台相对论性重离子对撞机。重离子(主要是金离子)从离子源出发,先后在预加速器、增强器和AGS中逐级加速,最后送到RHIC中进行加速、储存与对撞。两束重离子在周长约3.8km的"跑道"上以十分接近光的速度(故谓之"相对论性")相向回旋运动,在交叉位置上进行对撞,而在其他地方两个束流则在超导磁铁的约束下在各自的真空盒(被称为绿环和黄环)里运动,互不干扰。在RHIC上安装了大型     

存在自旋轨道耦合的介观小环中的持续自旋流

文章作者研究了存在自旋轨道耦合的介观小环的平衡态性质.此前人们已经知道,在有磁通穿过的介观小环中,绕环运动的电子会产生一附加的Berry相位而导致持续电流;同样地,在仅有自旋轨道耦合的体系中,电子绕环运动也应当会产生附加的自旋Berry相位,进而驱动持续自旋流.文章作者通过对一个有正常区和自旋轨道耦合区的复合小环的计算,结果表明,无电流伴随的纯持续自旋流的确存在.文章作者指出,这持续自旋流描述真实的自旋运动,并且它能被实验观测.     

对运动电荷在匀强电场中的一点讨论

讨论一电荷沿x轴以初速υ垂直射入一匀强电场E0中(图一中的z方向).取电场E0为s’(x’,y’,z’t’)静止坐标系,观察者站在电荷q(s系)上看,s’系相对于s系以速度(-υ)运动,这时观察者将观测到原来的电场E0不再是E0.由电磁场的变换公式,在o’与o重合,即t=0时刻,在s系测得的电磁场为:式中　但在s’系看:把(2)式中的各分量代入(1)的变换式中变得s系中电磁场的分量这样站在s系看电行q的运动方程应是:但同时电场E0以速度-υ向左匀速运动,它的运动方程为 x=-υt. 于是电荷q相对于E0的等效运动方程是 解之得电荷的轨道方程:是一抛物线,轨道向x轴上…     

8-羟基喹啉锂及其衍生物电子光谱性质的理论

运用密度泛函(DFT/B3LYP)方法对三种吸电子基(-C6H5、-CN、-Cl)取代的8-羟基喹啉锂(Liq)所形成的18种衍生物进行对比,从中找出最稳定的三种衍生物,并在此基础上应用含时密度泛函(TD-DFF)方法和单激发组态相互作用(CIS)分析了取代基对Liq前线分子轨道和电子光谱的影响.结果表明:吸电子取代基主要影响所在环的前线分子轨道,其影响程度和取代基的吸电子能力有关;同时取代位置的不同和取代基的共轭效应会导致电子光谱的移动方向不同,取代基在苯酚环上时使Liq电子光谱蓝移,而在吡啶环上时使Liq电子光谱红移,取代基共轭效应大电子光谱红移.该计算结果与实验结果吻合.     

响应矩阵分析方法在BEPC储存环上的应用

由于储存环中各种元件误差的存在, 机器的实际运行模式与设计模式有一定的偏差. 目前广泛开展的响应矩阵方法研究, 可以分析出磁铁元件以及束流位置测量元件的误差, 使束流基本参数得到校正. 介绍了用响应矩阵分析方法, 在BEPC储存环上进行的局部轨道校正的实验研究, 以及BEPC储存环束流参数校正的模拟研究.     

行波管放大器中的电子混沌现象

用自洽方程模拟了波-粒相互作用过程中的电子混沌行为.结果表明：随着电流的增大，电子在相空间的运动轨道将变得混沌，混沌轨道受失谐量的影响.在时间上，电子混沌比场的极限环和混沌振荡出现要早.与场出现极限环振荡的电流阈值相比,出现电子混沌的电流阈值要小；在场呈极限环状态的“软”非线性区域，电子的混沌轨道占据大部分相空间；而在场混沌的“硬”非线性区域，混沌轨道则弥漫在整个相空间.当电流一定时,电子的混沌运动图样是不变的；在一定的电流范围内， 场的极限环和混沌振荡特征是确定的， 但它们的输出功率是不确定的. 关键词： 行波管放大器 电子混沌 相空间轨道 非线性相互作用     

中国散裂中子源直线输运线束流位置测量系统

介绍了针对中国散裂中子源(CSNS)的直线到环输运线(LRBT)所设计的条带式束流位置测量(BPM)系统,探头方案以条带式电极为基础进行物理设计及参数优化,并通过机械标定减少机械加工误差,电子学选用商用数据处理方案。此系统在加速器实际运行中有效提供位置信息,对在线测量数据采用奇异值分解(SVD)进行分析,根据分析结果,对束流轨道测量的精度达到预期设计目的,满足物理调束需求。     

一种二维不稳定流形的新算法及其应用

提出了连续时间系统二维(不)稳定流形的一种新数值算法,不但可以快速地求得流形的直观图像,而且能够准确地获取流形上各点的位置、时间、轨道距离等丰富的信息,从而有利于人们从几何上去研究系统的全局行为,如边界特征、演化过程、奇异环等等.本算法首先通过解初值问题求出均匀分布的相邻轨道,然后连接这些轨道既得流形面.Lorenz系统原点的稳定流形的计算表明本算法快速有效.此外,通过试着寻找异宿轨道,还研究了一个三维神经网络中的混沌产生机理.     

杂质对量子环上荷负电激子的影响

讨论了在杂质电荷的电场影响下,量子环上荷负电激子X-的能-光谱及其Aharonov-Bohm振荡.当轨道总角动量不守恒的情况下,提出如何按轨道角动量分类构成基矢组并用典型的对角化方法求解体系的本征值和本征矢的方案.该方案计算简单,计算结果令人满意.还讨论了运用等效电荷变换公式和变换图,把位于三维空间的杂质简化为二维平面(或x轴上)的杂质处理,使计算变得更简单,对结果的分析也更明晰.     

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。     

周期轨道与求迹公式–可积系统

选择二维无关联四次振子系统作为理论模型来验证Berry–Tabor公式的有效性.在有理环面上积分Hamiltonian运动方程得到一系列的周期轨道,细致构造有理环面附近的轨道得到能量面上的曲率,并应用Berry–Tabor求迹公式经过Fourier变换得到的作用量函数,在作用量S<30的区间上,与得到的相应量子作用量函数进行了比较,其结果的一致性验证了求迹公式的有效性.最后,对量子作用量函数RQM(S,E)–S图上经典周期轨道作用量处出现的δ峰进行了讨论.     

论卫星抛射点在椭圆运动轨道上的位置

详细分析了人造地球卫星的椭圆轨道方程和在各种情况下卫星的抛射点在其椭圆运动轨道上的位置.     

同步加速器中束流能量的修正

叙述了同步加速器中束流能量测量和修正的原理,推导出关于闭合轨道畸变和校正二极子强度的束流能量的修正公式,介绍了这些公式在北京正负电子对撞机(BEPC)上的应用,并对其结果进行了讨论.     

基于反串接线圈的金属熔球磁悬浮感应加热数值分析

对金属熔球在反串接线圈中电磁感应加热的电磁场和温度场进行建模.分析安培力在金属熔球上的分布;分析反串接线圈的几何尺寸、电源参数、熔球位置等对金属熔球所受电磁力和所产生焦耳热的影响;给出金属材料的物性参数对金属熔球所受电磁力、产生的焦耳热和金属熔球内部温度场分布的影响.模拟结果与实验观察相吻合.