一维三原子链的格波解及其色散关系

通过求解简谐近似下一维三原子链的晶格振动方程得到其格波解和色散关系,进而研究一维三原子链的晶格振动特点,讨论一维三原子链和一维单原子链色散关系的内在联系.结果表明,一维三原子链的色散关系包含一个声学支和两个光学支,频谱范围和频率禁带与原胞内三个原子的质量都有关联,在原胞内原子质量相等的情况下一维三原子链的色散关系与一维单原子链色散关系所描述的晶格振动模式相同,进而对固体物理教学中容易误解的两个相关问题进行了说明.     

具有在位势的一维双原子链晶格振动的色散关系

在简谐近似下,求解具有在位势的一维双原子链晶格振动运动方程,得到了具有在位势的晶格振动的色散关系.在位势使色散关系声频支在布里渊区中心的振动频率不再为零,并且随在位势的增大而增大.对于原子之间相互作用势不随在位势大小变化的情况下,晶格振动的色散关系的频隙随在位势的增大而变宽.讨论了原子链由只有在位势的不连续极限(AC极限),通过在位势逐渐减弱而原子间相互作用势逐渐增强,最后演变到只有原子间相互作用势的原子链的情况.随着在位势减弱和相互作用势增强,色散关系的频隙由AC极限的孤立轻、重原子简谐振动频率之差逐渐变化到通常的无在位势的色散关系频隙.     

一维j原子链晶格振动的色散关系

本文以一维j原子链晶格振动为理论计算模型,在简谐近似和最近邻近似下获得其晶格振动方程组,并分别令j=1, 2, 3得到了一维单原子、双原子以及三原子链晶格振动的色散关系,获得了与现有教材及文献中已有的相同结论.结果表明,本文所获得的一维j原子链晶格振动方程组具有一般性.紧接着以该组晶格振动方程组为出发点,通过数值模拟法分析原子间距、恢复力系数及原子质量等晶体结构参数对一维四原子链晶格振动色散关系的影响,进而加深了对固体物理学晶格振动相关内容的理解,并可为工程上带通滤波器的研发提供一定的参考.     

一般情况下一维j原子链的求解及色散关系讨论

本文推导了一般情况下一维j原子链晶格振动的计算模型，并在简谐近似和最近邻近似下获得了晶格的运动方程组。令j=2,3分别计算了一维双原子链及三原子链晶格振动的色散关系，得到了与现有教材及文献相同的结论。本文还讨论了原子质量顺序、恢复力系数顺序等特有晶体结构参数及原子质量大小、恢复力系数大小、晶格常数等一般晶体结构参数对一维三原子链晶格振动色散关系的影响。本文内容可为固体物理教学提供额外的教学素材，帮助学生深入理解晶格振动相关内容，也可为工程上带通滤波器的研发提供一定的参考。     

不同边界条件下一维双原子链的晶格振动

在自由边界条件和驻波边界条件下，讨论分析了一维双原子链晶格振动的振动模和色散关系，并与周期性边界条件下的结果进行了比较；明确了在不同边界条件下讨论实际原子链晶格振动的振动模和色散关系，其结果是相同的。     

原子链与弦中波包演化的比较分析

分析了一维单原子链中与连续弦中的波包的演化过程.弦中的波包以恒定速度移动,且保持形状不变;而原子链中的波包在演化过程中形状不断地发生变化.通过比较分析一维单原子链与弦振动的色散关系,讨论了波包演化的不同以及离散的原子链到连续弦的过渡.     

一维共聚物链的色散关系研究

研究了一维共聚物链的晶格振动，得到了不同均聚物构型的色散关系，并分析了其振动模的结构特点.调整界面耦合，得到了界面模，其频率位于声频与光频或光频之间的带隙中.从晶格振动的角度分析了共聚物的量子阱或超晶格特征. 关键词： 共聚物 界面耦合 晶格振动     

在位势对于一维双原子链晶格振动长声学波的影响

根据声学模的定义,明确了具有在位势的一维双原子链的晶格振动不存在声学模,讨论了具有在位势的一维双原子链晶格振动的低频支长波模振动图像,得到原胞中两种原子运动的振幅不再一致,低频支长波模不再是原胞质心的运动,且两种原子运动的振幅比随在位势的增大而单调增大.     

一维单原子链中杂质引起的局域振动模

讨论了一维单原子链中杂质引起的晶格局域振动模和局域振动图像,分析了杂质质量和杂质近邻力常数对振动模的影响,通过数值求解晶格振动运动方程组．给出了局域振动模关于杂质质量和杂质近邻力常数分布的相图;分析了含杂质晶格振动模频率相对于完整晶格振动模频率的变化。     

一维分子链中激子与声子的相互作用和呼吸子解

运用连续极限近似，求解声子与激子相互作用的运动方程，得到了简谐分子链和 非简谐分子链中晶格振动的孤子解，在考虑三次非简谐势的情况下，一维分子链晶格振动具 有扭结孤子解，在考虑具有四次非简谐势的情况下，得到一维分子链晶格振动具有呼吸子解 . 关键词： 一维分子链 激子 声子 孤子 呼吸子 非线性效应     

光频支格波对晶格热容的贡献

讨论晶格的光频支格波对晶格热容的贡献，得到了这部分的热容的表达式。在低温极限情况下,光频支格波对晶格热容的贡献很小，可以忽略，只有频率较低的声频支格波对晶格热容有重要贡献；在高温情况下，复式 和中光频支格波对晶格热容有重要贡献，高温情况下的结果与杜隆－珀蒂定律给出的经典数值一致，该定律在高温时与实际实验符合得很好。     

Dispersion relation for two-dimensional simple cubic lattices

The linear wave equation for the simple cubic lattice is given in this paper. The dispersion relations of both longitudinal and transverse waves are given analytically for the acoustic mode and the optical mode, respectively.      

强非局域光晶格中空间孤子的脉动传播

根据强非局域结构中空间孤子的演化方程——非局域非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶方法,对一维强非局域光晶格结构中空间孤子的脉动传播进行数值研究.分析了孤子的初始光束能量、非局域程度、光晶格调制强度、光晶格周期以及线性折射率的纵向调制率与空间孤子的脉动传播周期之间的关系,并对影响脉动传播的内在物理机制进行了讨论.同时,还研究了在线性折射率纵向调制情况下强非局域光晶格结构中空间孤子传输的开关行为. 关键词： 非局域非线性薛定谔方程 光晶格 空间孤子 光开关     

多端输出等幅振动的纵振动变换体

提出了一种一端输入多端输出等幅振动的纵振动方向变换体。变换体由输入杆、半球形过渡体和输出杆组成,通过半球形过渡体将一个输入杆与多个输出杆耦连为一体,并且多个输出杆呈立体分布,可实现一端纵振动输入多个方向上纵振动均匀输出。利用振动变换体端面的自由边界条件,以及各组件连接处的纵向位移、纵向力、横向位移和转角连续条件,推导了纵振动方向变换体的频率方程。解析计算了不同几何尺寸的纵振动变换体的谐振频率,与有限元法的计算值及实验测试值基本吻合。将纵振方向变换体的输入端与谐振频率为19.8 kHz的换能器相连,利用激光测振仪测试了纵振动变换体各输出端振型及各输出端相对于输入端的振幅放大系数,结果显示纵振动经过方向变换体成功地传输到了变换体的各输出杆的端面,且各输出端的振幅基本相等。      

The kink-soliton and antikink-soliton in quasi-one-dimensional nonlinear monoatomic lattice

1 Introduction During recent decades great progress has been made in the soliton formation and its application in one-dimensional (1D) system. The interest in the soliton modes has been intensified due to their observation in the energy propagating along bio- logical molecule chain. The new achievement in studying the topological soliton in polyacetylene molecule chain and the phenomena of transformation with the action of electric field are continuously reported[1]. The electric field domain…     

换能器前辐射头与轴向相平行方向的弯曲振动

复合棒型换能器前面的变截面组件在工作时常伴有弯曲振动现象，这在一定程度上会影响换能器的工作性能；利用复合棒型换能器的纵向振动基频与前辐射头弯曲振动的恰当耦合，可展宽换能器的频带。本文用有限元法，研究了前辐射头在声换能器组成中的弯曲振动问题，与测试结果相吻合。     

纳米晶体线的晶格动力学格林函数及晶格振动

通过求解差分方程,推导了纳米晶体线的晶格动力学格林函数,分析了其晶格振动,并推导了声子数表象中的原子位移及晶格振动哈密顿公式.研究结果表明,纳米晶体线的晶格振动能带分裂为一系列的子带,格波只能沿纳米晶体线的纵向传播,沿纳米晶体线的横截面只存在驻波.     

Longitudinal vibration of multi-step non-uniform structures with lumped masses and spring supports

The governing equation for longitudinal free vibration of a one-step non-uniform bar is reduced to an analytically solvable equation by selecting suitable expressions, such as power functions and exponential functions, for the area variation. The analytical solutions of one-step non-uniform bars are derived and used to obtain the mode shape functions of a multi-step bar with or without lumped masses and spring supports. The eigenvalue equation of such a multi-step bar can be easily established using the fundamental solutions developed in this paper. The new exact approach is presented which combines the recurrence formula and closed form solutions of one step bars. A numerical example demonstrates that the calculated natural frequencies and mode shapes of a high-rise structure are in good agreement with the corresponding experimental data, verifying the accuracy of the proposed method. This numerical example also shows that one of the advantages of the present method is that the total number of the elements required in the proposed method could be much less than that normally used in conventional finite element methods.