稳恒电场和静电场

稳恒电场和静电场北京邮电大学乔本元程守株等主编的《普通物理学》第三版第二册在谈到稳恒电场时，有这样几段论述：“事实上，在导体内形成稳恒电流是和导体内稳恒电场的建立密切相关的，而引进直流电源就为稳恒电场的建立创造了条件．”，“这个维持在导体内的恒稳电场...     

导体与外电场的相互作用能和相互作用力

本文由电场能量的一般表示式出发，导出导体与外电场相互作用能的一般表示式，然后将它和电荷体系与外电场的相互作用能的表示式相比较，最后对导体与电荷的相互作用能和相互作用力的计算作一定的讨论．     

对静电场中导体表面的电场强度的研究

在研究导体在外电场中感应产生感应电荷达到静电平衡状态时，导体表面的电荷分布与表面曲率和外电场分布情况有关，然而导体表面上的电场强度究竟由什么决定?是同导体内的电场强度即为零还是等于导体外周围附近的电场强度即为σ/ε0？还是既不等于零也不等于σ/ε0，而是由其他因素决定。     

涡旋电场中导体中上的电势

在似稳条件下，处于涡旋电场中导体上的电势差是导电体内无旋电场的线积分，不是合电场的线积分。     

载有稳恒电流圆柱形导体内外的电场分布

当一根又长又直半径为R的圆柱形导体通以稳恒电流I时(图一),一般的电磁学教科书都讨论了导体内外的磁场分布和导体内轴向电场分量(导体内电流方向和这个轴向电场分量的方向是一致的).但是,它们往往没有讨论在导体的径向方向是否存在着电场?本文将对这个问题以及导体外的电场分布作简要的讨论,供教学上参考. 首先要指出的是,在导体内部存在着径向方向的电场分量.由安培环路定理可知,导体内部的环向磁感应强度为:其中r为导体内某点至导体轴的垂直距离,J(r)为导体内电流密度矢量.导体内电子在这个磁场作用下受到一个洛仑兹力的作用(图二) j—…     

带电导体椭球的静电场

根据带电导体椭球电场的对称性,从特殊方向的电场计算出带电导体椭球外的电势与椭球几何特征的关系,然后根据电势计算出带电导体椭球外的电场强度.     

在电磁学体系下讨论运动电荷的电场与磁场的联系

本文以点电荷相对导体圆环运动为例，在麦克斯韦电磁理论的体系下，阐明导体圆环系下电场与磁场之间的联系，以揭示电磁场的相对性。     

关于静电屏蔽上限的讨论

将导体壳放入外电场中,导体会在表面产生感应电荷,并达到静电平衡状态,导体壳腔内的电场处处为零,这就是静电屏蔽效应.然而,如果外电场极强,或者导体内部的自由电荷太少,以至于感应电场不能完全抵消外电场,则静电屏蔽效应将失效,这就是静电屏蔽的上限问题.本文从静电屏蔽的原理出发,将导体壳简化为一对平行金属平板的模型,定量的讨论了这一问题.通过计算我们发现,由于金属内存在大量的自由电子,在非极端问题中,宏观的导体装置都远远不会遇到静电屏蔽的上限问题.     

金属目标表面气体放电单元放电过程的PIC-MCC模拟

 对目标表面的浮地导体边界的存在及其对单元气体放电过程所产生的影响进行了研究，针对导体边界条件，应用高斯定理和电荷守恒定律推导出这种边界条件的数值处理方法，得到了有界等离子体空间电势的数值分布。电场的数值计算表明，浮地导体的电势随着内部场的变化而变化，其大小介于两个电极的电势之间，对放电区域的电场分布产生较大的影响。 对金属目标表面放电单元的放电过程的PIC-MCC模拟结果表明， 浮地导体的存在能够改变放电空间的电场结构，形成不均匀场，有利于气体的电离和等离子体区域的形成，同时将使虚阳极所形成的电势平台在边界附近下陷，导致等离子体壳层的厚度变小。     

点电荷与导体球系统的电场线

用电像法将点电荷与中性导体球系统的电场化为一维点电荷分布系统的电场,导出电场线满足的方程,利用Mathematica软件画出了电场线簇图形,并对点电荷与接地导体球、点电荷与带电导体球两系统的电场线进行了描绘。     

Reduction of electric-field intensification inside GIS by controlling spacer material and design

This paper presents finite-element simulation to calculate electric-field distribution inside coaxial gas-insulated switchgear and lines (GIS and GIL) for different solid spacer configurations, namely, disc, conical and post spacers. Several troubles and systems’ outages have been reported worldwide due to insulation failures. Therefore, it is essential to minimize the electric-field intensification along their surfaces, especially at the triple point “electrode-spacer-gas”, and hence enhance their reliability and increase their lifetime. Finite-element-based OPERA-2D software was used to calculate electric-field distribution by studying the effects of solid spacer dimensions and relative permittivity, application of functionally graded material (FGM) and the use of spacers with metalized cavities and shields.     

Hamiltonian for a symmetric-top molecule in an electric field

A method is presented by which one can systematically derive the types of terms, with regard to rotational as well as electric-field dependence and vibronic selection rules, that can occur in the effective Hamiltonian for a symmetric-top molecule placed in a homogeneous electric field. Rotation and molecular point groups somewhat modified from the ordinary ones are used for the derivation. The method is applied to the case of a C_3v molecule as an example, yielding a list of the operators occurring in the effective Hamiltonian with an electric-field dependence up to the second order.     

TE（A）激光器中放电电极的设计与选择

介绍了TE（A）激光器中Rogowski电极和近似Rogowski电极、Chang电极和紧凑式Chang电极、两类Ernst电极和紧凑式Ernst电极的设计方法。给出了上述放电电极的面型和表面电场分布，简述了制造上述电极的注意事项。在同等电场均匀度和均匀电场分布范围的情况下，对比了保角映射型电极的尺寸大小和电场分布特点。综合放电电极的面型、制造难度、辉光放电实验可知，在要求高能量和高功率的场合下，选择Ernst电极较好；在脉冲激光指标要求一般的场合下，选择近似Rogowski电极较好。     

亚纳秒前沿有界波模拟器传输线设计的理论分析与实验

 介绍了亚纳秒前沿有界波模拟器的组成、主要技术指标和传输线结构。用时域有限差分法对模拟器的场传播和场分布进行了数值模拟,并实测了工作区域的电场分布。测量结果表明:不同位置处场的上升时间基本不变,约为800 ps,1 m×1 m×1 m工作区域内的电场两侧不均匀性约为10%,前后位置约为±50%,满足技术指标要求,场的分布与数值模拟结果相一致。     

集成电光器件电极的数值分析法

本文描述了一种数值分析方法,计算了集成光学中电光器件电极的电场分布。在电极无限薄的假设条件下,把数值分析法计算的结果同保角变换法的结果进行了比较,并讨论了电极厚度和缓冲层对电场以及特征参量的影响。计算结果表明电极厚度对电场分布影响较小,但特征阻抗和有效介电常数随电极厚度增加明显减小。而且使用缓冲层使波导的有效深度增加,电场强度减小,特征阻抗和有效介电常数都发生很大变化。利用这些特性可对集成光学电光器件的电极进行优化设计。     

Mechanisms for the Formation of Electric-Field Pulsation Spectra in the Near-Surface Atmosphere

We present the results of detailed measurements of the spectrum of short-term (f 0.001-1 Hz) pulsations of the electric field of the near-surface atmosphere under the fair-weather and fog conditions. It is shown that the electric-field pulsations at frequencies 10^-2-10^-1 Hz have a power-law spectrum under both fair-weather and fog conditions. The spectral index varies in a range of from -1.23 to -3.36 depending on the experimental conditions, but the most probable values of the index fall in a range of from -2.25 to -3.0. The spectra corresponding to long time intervals of about a few hours are more steep. The relation of the spectral characteristics to the formation of aeroelectric structures (AESs) is studied. The distribution obtained for the structured spectra is bimodal, i.e., it exhibits two maxima in the ranges of spectral indices from -2.75 to -3.0 and from -2.25 to -2.5. The nonstructured-spectrum distribution is asymmetric and has a pronounced maximum corresponding to hard spectra with indices from -2.5 to -3.3. The intensity of the electric-field pulsations under fog conditions increases by about an order of magnitude compared to the case of fair-weather conditions. The mechanisms of spectrum formation of electric-field pulsations and their relations to the pulsation spectra of the electric-charge density with allowance for the neutral-gas turbulence and the presence of AESs are analyzed. We point out the key role of the nonlocal relation between the electric-field intensity and the space-charge density under conditions of spatially inhomogeneous turbulence. Model problems of the spectrum of electric-field fluctuations generated by a homogeneous and structured turbulence in the presence of charge-density fluctuations, considered as a passive tracer, are solved.     

沿面闪络流体模型电离参数粒子模拟确定方法

介绍了粒子模拟确定高功率微波介质沿面闪络击穿流体模型相关电离参数的方法.对粒子模拟方法 (包括带电粒子动力学方程、次级电子发射以及蒙特卡罗碰撞模型)和流体整体模型方法 (包括连续性方程和能量守恒方程)做了简介.基于自编的1D3V粒子模拟-蒙特卡罗碰撞程序给出了在高(低)气压、不同气体种类以及不同微波场强和微波频率下流体模型电离参数的粒子模拟结果,包括电离频率、击穿时间、平均电子能量、电子能量分布函数类型.研究结果表明:平均电子能量与电子能量分布函数类型关系不大;中低气压下,电子能量接近Maxwell分布,电子能量分布函数类型对电离参数几乎没有影响;中高气压下,电子能量分布函数类型对电离参数有重要影响,其依赖系数X趋于高阶形式.不同气体的电子能量分布函数类型不同,需要利用粒子模拟对电子能量分布函数类型进行标定.同时,电子能量分布函数依赖系数与微波场强和频率也有关系,其随微波场强增加而增大,随微波频率增加而减小.在给定考察范围(微波场强在7 MV/m以下,微波频率在40 GHz以内),中低气压下,平均电子能量随微波场强增加而迅速增大,电离频率随微波场强增加先增大后降低,平均电子能量随微波频率增加而降低,电离频率随微波频率增加先增加后降低;高气压下,平均电子能量随微波场强增加而缓慢增大,电离频率随微波场强增加而增大,微波频率对平均电子能量和电离频率影响不大.     

Tesla变压器次级线圈电位分布

 为研究Tesla变压器锥形次级线圈的电位和电场分布问题,建立了非均匀参数双传输线模型,采用差分方法获得波动方程的数值解。计算结果表明：脉冲形成线充电过程中,最高场强点从次级线圈小半径端逐渐向大半径端移动;脉冲形成线快速放电后,次级线圈场强最大点位于大半径端部;脉冲形成线不能正常放电时,次级线圈最大场强点也位于大半径端部,此时场强达到最大值,约为平均场强的1.5倍。     

真空场注入三态叠加MFSS光场广义电场的等幂偶次Y压缩

对真空场注入三态叠加MFSS(多模泛函叠加态)光场|ψ_0~(3)〉q广义电场分量的等幂次偶次振幅压缩特性进行了详细研究,分析了光场经典强度、经典振幅和经典相位的任意空间分布特征、以及真空场注入对该光场的广义电场分量的等幂偶次Y压缩效应其压缩幅度和压缩量的影响。结果发现:导致态|ψ_0~(3)〉q的广义电场分量存在等幂偶次2m次方Y压缩效应的根本原因在于模间的量子干涉效应、态间的量子干涉效应以及模间和态间的量子纠缠效应;真空场注入可使该光场广义电场分量的2m次方Y压缩效应增强、压缩幅度增大、压缩程度加深。     

Effect of electric-field on spin transport and spin current in an organic semiconductor system

We use the two-component drift-diffusion model to study the spin density polarization in an organic semiconductor system under an external electric-field. The spin-dependent electrical-conductivity, the drift spin current and the diffusion spin current in the organic semiconductor are self-consistently derived. It is found that the spin current could be strongly influenced by the spin-dependent electrical-conductivity. When the spin-dependent conductivity varies from 0 to 0.5%, the spin current presents a very pronounced change almost three orders in magnitude. The electric-field could effectively enhance the spin-dependent electrical-conductivity and the spin current. Furthermore, the spin-dependent electrical-conductivity is position sensitive, but its position sensitivity goes down while electric-field is larger than about 1 mV/μm.