类比法在电磁学教学中的运用

通过对电场、磁场的一般性质和规律进行对比、总结,给出了类比法在电磁学教学中的具体运用实例.     

对感生电场计算方法的探讨

对于感生电场的计算问题,在大学电磁学教材中一般都是利用反证法证明螺线管管内外的E感线都是与螺线管轴线相垂直的同心圆.笔者在此利用解析法和类比法两种方法来证明螺线管管内外的E感线都是与螺线管轴线相垂直的同心圆,并在此基础上计算了E感的大小,以供教学参考.     

对称性在电磁场方向判断中的应用

在求解电磁场问题中,往往都需要判明总电场或磁场的方向,才好根据电场或磁场分布特点选取相应定理或定律来求解,分析常用的方法都是利用对称位置上取电荷元和电流元,再利用电磁场的叠加原理判断其方向.本文利用带电体和载流导体的对称性直接判断电场方向,分析过程更加简洁,不必涉及太多物理知识,这种分析方法对于初学电磁学的学生来说更加容易接受.     

关于感生电动势计算问题的分析

产生感生电动势的非静电力为感生电场力, 它是感生电场对电荷的作用力, 而感生电场及非闭合回路 感生电动势的计算是大学物理中较难理解的问题. 通过对一道计算感生电动势的问题进行分析, 得到了3种解决问 题的方法, 加深了学生对感生电场及感生电动势计算的理解和掌握     

金属纳米椭球结构表面的局域电场和吸附分子分布

过渡金属纳米结构表面吸附CO分子时会出现异常红外效应,这一现象可以用纳米结构表面吸附分子在外电场作用下产生局部凝聚从而相互作用能增加来解释.在前期研究的基础上,给出金属基底表面生长出的纳米颗粒为椭球状颗粒的理论计算结果.基于均匀外电场中金属纳米椭球颗粒按一定对称性排列的表面结构模型,用经典电磁学理论计算了纳米椭球颗粒表面附近的局域电场.在此基础上,将吸附的CO分子等效为偶极子,在考虑了偶极子与局域电场、偶极子之间以及偶极子与金属基底三种相互作用的情况下,用Monte-Carlo方法进行数值模拟,最后给出纳 关键词： 金属纳米结构表面 纳米椭球 吸附分子 局域电场     

"电场"学习障碍成因及对策

高中物理包括力学、热学、电磁学、光学、原子物理学几部分，教学中，各部分的学习困难不平衡，学习障碍也不尽相同．笔者曾经在任教过的前后四届高三学生中做过问卷调查，针对“你觉得高中物理最困难的内容”这一问题，84％的选择了“电场”．无独有偶，在多次高中物理教师培训中，无论是座谈还是问卷调查，都有超过80％的老师认为：“电场”一章是高中物理最难教的部分，可见，教与学双方一致认为“电场”是高中物理最困难的内容．     

非平行板电容器电容和电场的两种计算方法之讨论

介绍求解非平行板电容器电容和电场的两种计算方法,一种是从平行板电容器的概念入手的求解方法,另一种是利用电场能量和电容器的能量公式,解出非平行板电容器的电容和电场分布.通过对上述两种方法的讨论,指出第二种方法,严格、简捷易懂,图像清晰,且颇具新意.     

电磁场的对称性分析

理工科大学生应该了解对称性的基本概念和做简单的对称性分析.我从1997年起在电磁学中结合环路定理和通量定理的应用来讲授这些内容,并写了两篇文章进行对称性分析的探讨[1,2].下面是经过不断改进后的有关教案,主要分电场和磁场两部分讨论.为减少篇幅,例题中与对称性无关的部分     

大学物理电磁学教学改革的研究与实践

大学物理电磁学部分内容抽象,逻辑性强,一直是教学重点和难点.学生在学习和理解电场和磁场的概念及规律时,经常混淆电学和磁学的问题,更难清晰地理解和建立电磁场理论.在电学和磁学的教学过程中对教学内容进行深入的分析研究,改变孤立地讲解电、磁现象的定理、定律的传统教学方法,从"场"的共性与描述的共同特点和规律出发,通过类比和归纳等方法,引导学生深入理解电磁场理论的精髓.     

颗粒增强复合材料电导性能研究

将弹性理论中的变换场概念引入电磁学领域,并从第一性原理出发,通过拟合颗粒的边界条件和Ｆｏｕｒｉｅｒ分析,建立了确定颗粒增强复合材料内电场的积分方程,在此基础上对其电导率做了研究,其理论结果与实验结果比较吻合,该方法不再受颗粒形状及体系结构的限制,为研究复合材料的电导性能开辟了新途径。     

电场中MgO分子吸附H_2的理论研究

研究电场中MgO分子与H_2的相互作用是探索MgO材料储氢性能的基础.在B3LYP/6-31G**水平上研究了电场中H2在MgO分子上的吸附行为.结果给出电场中单个H_2在Mg/O上的吸附能由无电场时-0.021/-0.099eV提高到场强为0.005a.u.时的-0.037/-0.139eV.H2吸附在O离子上时,电场效应更显著.电场中MgO分子最多能吸附10个H_2,相应的质量密度达33wt%.表明电场诱导MgO材料吸附H_2是一种具有潜力的储氢方法.通过电子结构分析讨论了电场中MgO分子储氢的机理.     

电场中MgO分子吸附H2的理论研究

研究电场中MgO分子与H2的相互作用是探索MgO材料储氢性能的基础。在B3LYP/6-31G**水平上研究了电场中H2在MgO分子上的吸附行为。结果给出电场中单个H2在Mg/O上的吸附能由无电场时-0.021/-0.099eV提高到场强为0.005a.u.时的-0.037/-0.139 eV。H2吸附在O离子上时,电场效应更显著。电场中MgO分子最多能吸附10个H2,相应的质量密度达33wt%。表明电场诱导MgO材料吸附H2是一种具有潜力的储氢方法。通过电子结构分析讨论了电场中MgO分子储氢的机理。     

利用磁矢势求解涡旋电场

给出了一种利用磁矢势计算涡旋电场的一般方法,并结合实例验证,以深化学生对磁矢势和涡旋电场概念的理解.     

电场中(MgO)2吸附H2的理论研究

电场诱导MgO材料吸附H2是一种有效的储氢方法,而较高的场强制约其广泛应用。本文在B3LYP/CC-PVTZ水平上对电场中 (MgO)2团簇的储氢性质进行了研究,结果表明仅需外加强度为0.005 a. u. 的电场,就能使其对单个H2在Mg/O上的吸附能由无电场时的-0.143/-0.091 eV提高到-0.202/-0.134 eV. 该场强远小于其他大尺寸MgO材料达到相同吸附强度所需的电场,表明降低材料尺寸是减少储氢所需电场强度的一种可能方法。计算还表明电场中(MgO)2最多能吸附8个H2,相应的质量密度达到16.7 wt%。     

电场中(MgO)2吸附H2的理论研究

电场诱导MgO材料吸附H2是一种有效的储氢方法,而较高的场强制约其广泛应用。本文在B3LYP/CC-PVTZ水平上对电场中 (MgO)2团簇的储氢性质进行了研究,结果表明仅需外加强度为0.005 a. u. 的电场,就能使其对单个H2在Mg/O上的吸附能由无电场时的-0.143/-0.091 eV提高到-0.202/-0.134 eV. 该场强远小于其他大尺寸MgO材料达到相同吸附强度所需的电场,表明降低材料尺寸是减少储氢所需电场强度的一种可能方法。计算还表明电场中(MgO)2最多能吸附8个H2,相应的质量密度达到16.7 wt%。     

电场中(MgO)_2吸附H_2的理论研究

电场诱导MgO材料吸附H_2是一种有效的储氢方法,而较高的场强制约其广泛应用.本文在B3LYP/CC-PVTZ水平上对电场中(MgO)_2团簇的储氢性质进行了研究,结果表明仅需外加强度为0.005a.u.的电场,就能使其对单个H_2在Mg/O上的吸附能由无电场时的-0.143/-0.091 eV提高到-0.202/-0.134 eV.该场强远小于其他大尺寸MgO材料达到相同吸附强度所需的电场,表明降低材料尺寸是减少储氢所需电场强度的一种可能方法 .计算还表明电场中(MgO)_2最多能吸附8个H_2,相应的质量密度达到16.7 wt%.     

关于“电风”的探讨：试析烛焰倾斜的原因

许多电磁学教材都介绍了这样一个实验:在导体尖端附近放一根点燃的蜡烛,用起电机不断地给导体充电,便观察到烛焰好象被风吹动一样,朝背离尖端的方向倾斜,如图1。对该现象的解释也多为:在尖端附近强电场作用下,空气中残留的离子会发生激烈的运动,与其它空气分子碰撞使其电离,从而产生大量新离子。与尖端上电荷同性的离子受到排斥而飞向远方。烛焰的倾斜就是受到这种离子流形成的“电风”吹动的结果。     

基于FPGA的电磁脉冲电场测量系统

为了测量纳秒级前沿的电磁脉冲电场,研制了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的宽频带电磁脉冲电场测量系统,该系统采用单极子天线作为电场探头的接收天线,高速AD采集调理电路输出的电压信号,由FPGA接收AD采样的数据并保存至DDR2和FLASH存储器中;分析了系统的整体方案;对系统的信号调理、采集的触发方式、FPGA控制以及干扰屏蔽等关键技术进行了重点分析;通过电场探头、电磁脉冲模拟器、PTEM暗室、衰减器以及示波器进行了性能和功能验证实验;利用软件将电场探头和示波器测得的信号进行处理和对比;实验表明,所研制的电场探头可以测量前沿大于2.5ns、电场强度为0~50kV/m的脉冲电场,系统线性度好,体积小,抗干扰性能好,测量准确性高。     

麦克斯韦（Maxwell,James Clerk．1831-1879）英国物理学家（Physicist,England）

麦克斯韦19岁时已在皇家学会发表了两篇论文。1850年到剑桥大学，不久转到了三一学院，1854年以优异的成绩毕业于数学专业。他创立的麦克斯韦方程组，是电磁学中场的基本理论。他把带电物体周围的空间看作是电场的所在，从这个观点出发，场的概念有了广泛重要性。虽然场的理论的起源应归功于法拉弟心，但法拉弟不精通数学，他没有能发展这个概念。经过麦克斯韦之手，电场理论得到了精确的描述。     

对麦克斯韦电磁波传播图像的详解

电磁学的知识是高中物理教学的重要内容,学过的学生会对麦克斯韦电磁场理论深深着迷,“变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场”的规律充分体现了物理规律的对称美、和谐美．