新学说:磁场空间分布的新概念

 在磁场空间分布的传统概念中,认为一条棒状磁铁的两端磁性最强,称为磁极,如果把棒状磁铁悬挂起来自由转动,磁棒指北的一端称为北极(N极),指南的一端称为南极(S极),棒状磁铁的中部几乎无磁性,棒状磁铁周围磁场的分布是空间位置的函数,磁场由S极向着N极方向,如图1(a)所示.地球象一条形磁铁,也有S极和N极,地球外部磁场的空间分布如图1(b)所示.     

负氢离子源中多峰磁场形态数值模拟

 基于磁荷模型,在有限差分法基础上,推导了3维永磁体数值算法,结合全3维PIC/MCC粒子模拟算法,数值分析比较了外置型和“伞状”型两种特殊形态多峰磁场对电子能量沉积的影响。模拟结果表明:二者都能对粒子起到约束作用且能过滤引出负氢离子,同时二者电子能量分布规律基本一致,都呈现了双电子能态,符合等离子体放电基本机理;外置型过滤磁场对粒子的约束能力更强,能明显产生更多的粒子,总粒子数大约是“伞状”型过滤磁场情况下的4倍;“伞状”型过滤磁场能有效地抑制由磁场不均匀所引起的电子漂移,使产生的负氢离子空间分布更均匀。模拟结果与国外实验结果基本一致。     

引导磁场对收集极中电子能量沉积的影响

理论分析了引导磁场对收集极材料中电子运动的约束作用,推导了引导磁场作用下二次电子的逃逸条件,利用蒙特卡罗方法计算了引导磁场作用下电子束在收集极中的能量沉积规律。研究结果表明:引导磁场对电子在材料内部的运动约束作用很弱,对二次电子有强约束作用;大部分二次电子经拉莫回旋再次轰击在收集极上被收集,逃逸的二次电子沿引导磁场方向进入束波作用区;增大电子的入射角度时,束流密度的降低和二次电子的再次入射降低了收集极中电子的最大沉积能量密度,提高了收集极的耐电子轰击能力。     

电子束在相对论返波管振荡器收集极上的能量沉积

在圆周对称的磁场作用下,环形电子束以一定角度轰击在圆柱面的相对论返波管振荡器(RBWO)收集极上并将能量沉积其中,采用蒙特卡罗程序FLUKA,建立了电子的能量沉积分布计算模型,研究了电子能量沉积分布规律;建立了背散射电子的运动模型,模拟了磁场作用下背散射电子的运动轨迹;研究了圆周对称径向磁场的近似方法。研究结果表明:随着磁场强度的增大,最大能量沉积密度增大,背散射电子在更靠近电子束入射区域的位置再次入射并沉积能量,且可能形成一个新的能量沉积峰值。在磁场强度较大时,采用单向的径向磁场即可较好地计算圆周对称径向磁场下背散射电子的能量沉积分布。     

关于地球磁场形成原因的探讨

地球是一个大磁体,磁场的N极在南极附近,S极在北极附近。地球磁场产生原因尚无定论,本文根据磁场产生机理,推理出地球磁场是由于地球内部高温高压使岩浆内外层带不同电荷和地球旋转而产生。     

斜磁场作用下的射频等离子体平板鞘层结构

建立一个一维坐标空间、三维速度空间的斜磁场作用下的射频等离子体平板鞘层模型，讨论了磁场对射频鞘层结构及其参数特性的影响.研究结果表明：磁场对鞘层结构有不可忽略的影响，特别是能够使鞘层边界附近的离子速度分布和密度分布产生明显的变化.此外，虽然磁场不能改变离子总的能量密度分布，却能改变离子的运动状态，并同时影响着基板上离子在各个方向上的能量分布和入射偏移角度. 关键词： 射频 鞘层 磁场     

飞秒激光-固体靶相互作用中γ射线发射研究

采用137Cs-γ标准源对LiF热释光探测器进行了标定,将其用于测量激光-固体靶相互作用产生的γ射线的空间分布和能量分布。结果显示：γ射线主要在激光反射方向和靶法线方向附近区域发射;γ射线能量分布为类麦克斯韦分布,拟合的温度约为12.52 keV 。     

磁镜场对射频等离子体中离子能量分布的影响

运用阻碍栅极型能量分析器,在不同磁镜场参数下测量了低温等离子体中离子的能量分布. 结果表明,在放电管中心处离子能量分布,随磁镜场强度的增加而向低能方向偏移,但离子能量分布宽度却没有明显的变化;而随着磁镜比的增加离子能量分布却向高能方向偏移,并且离子能量分布宽度也将变宽.由此可见,磁镜场参数对离子能量分布有很大影响. 关键词： 磁镜场 辉光放电 低温等离子体 离子能量分布     

根据激光单脉冲能量空间分布测量激光横模结构的方法

针对脉冲激光器,提出了一种根据激光单脉冲能量空间分布测量激光横模结构的方法,构造了相应算法,并通过理论和实验验证了该方法.通过对调Q二极管泵浦固体激光器的调Q过程进行数值模拟,计算出单脉冲能量空间分布曲线和各阶横模比例,同时根据单脉冲能量空间分布曲线上一些离散点计算出各阶横模比例,且与调Q过程数值模拟的直接计算结果相等.同时在实验中根据测量出的单脉冲能量相对值,计算出各阶横模比例,拟合出腔外不同距离处的单脉冲能量空间分布曲线.对腔外不同距离处单脉冲能量相对值和相应拟合曲线进行比较,发现测量值和拟合曲线吻合.     

根据激光单脉冲能量空间分布测量激光横模结构的方法

针对脉冲激光器,提出了一种根据激光单脉冲能量空间分布测量激光横模结构的方法,构造了相应算法,并通过理论和实验验证了该方法.通过对调Q二极管泵浦固体激光器的调Q过程进行数值模拟,计算出单脉冲能量空间分布曲线和各阶横模比例,同时根据单脉冲能量空间分布曲线上一些离散点计算出各阶横模比例,且与调Q过程数值模拟的直接计算结果相等.同时在实验中根据测量出的单脉冲能量相对值,计算出各阶横模比例,拟合出腔外不同距离处的单脉冲能量空间分布曲线.对腔外不同距离处单脉冲能量相对值和相应拟合曲线进行比较,发现测量值和拟合曲线吻合.     

高温超导条纹相稳定性的能量计算

基于一个假想模型，本文计算了高温超导条纹相形成时两种能量－反铁磁交换能和库仑能的变化，得出在一般情况下库仑能升高比反铁磁能降低严重得多。但仍然可能出现二者可比拟的结论。我们的工作是首次对条纹相的能量稳定性的计算。文章末尾对条纹相的一些理论问题作了讨论。     

多个矩形载流线圈组合磁场的模拟仿真及应用

根据毕奥-萨伐尔定律推导出矩形载流线圈在空间产生磁场的计算公式.利用公式计算出两个\\四个矩形载流线圈同名磁极相对时磁场分布规律.根据计算结果,设计出磁场能量转化演示仪,分析了弹体在磁场中运动特点及动能的来源.     

掺杂ZnSe/BeTe Ⅱ型量子阱结构中带电激子的磁场效应

报道了n型掺杂ZnSe/BeTe/ZnSe Ⅱ型量子阱(type-Ⅱ QW)在极低温 (5—10 K)条件下的各种光学性质. 磁场中(Farada配置)ZnSe层的反射光谱展示了一个典型的负的带电激子(X^-)的跃迁特征. 对于空间间接光致发光(spacially indirect PL)光谱,它的主发光峰显示了一个反玻尔兹曼分布的非对称性,并且在磁场中(Voigt配置)它的峰值能量随磁场的增加而降低. 这些实验结果显示了该掺杂样品的空间间接PL是来自Ⅱ型QW结构所特有的带电激子的跃迁. 关键词： 光致发光 二维电子气 带电激子 Ⅱ型量子阱     

磁流体结构的Lattice-Boltzmann方法模拟

本文运用Lattice-Boltzmann(LB)方法建立了宏观静止磁流体模型,提出磁性聚集体概念,充分考虑了磁性颗粒受到的各种内力与外力包括重力、布朗力、vanderWaals相互作用及静磁相互作用,对无外加磁场及外加竖直均匀磁场时磁流体的结构进行了模拟,并分析了磁能与热能之比对磁流体系统中粒子分布形态的影响。模拟结果表明:无外加磁场时磁流体结构易失去稳定性,外加均匀磁场时磁流体粒子沿外磁场方向排列,随着磁热能比例的增大,外磁场对粒子分布的影响逐渐明显。     

快离子辐照损伤能深度分布理论计算

本文描述了一个用于计算快离子在无定形结构靶材料中引起的损伤能量分布的计算程序HEDEP-1.程序中采用了I.Manning等发展的近似计算方法,在处理入射离子与靶原子碰撞过程中考虑了核力影响,在电子阻止本领计算中选用了最新发表的J.F.Ziegler等数据.程序适用的能量范围是较宽的,从L.S.S.能区一直延伸到弹-核系统的库仑势垒以上,可以计算单质和多至四种元素组成的均匀靶材料.     

体积产生负氢离子能量沉积及引出效率数值模拟研究

深入研究了负氢离子输运及能量沉积机理,采用全三维蒙特卡罗碰撞方法处理负氢离子与其他粒子间的碰撞,运用CHIPIC软件平台下的PIC(particle-incell)技术处理粒子的储存和磁场约束作用,在此基础上,对JAEA 10 A离子源中体积产生负氢离子输运和散射情景进行了模拟,并分析和讨论了不同气压和过滤磁场对体积产生负氢离子传输和引出特性的影响.结果显示:气压越大,体积产生负氢离子碰撞损耗越大,体积产生负氢离子达到器壁的数量和被引出的数量都越小;低气压放电环境中,过滤磁场对体积负氢离子的引出影响更强烈,且过滤磁场越大,引出效果越差.     

飞秒激光-固体靶相互作用中γ射线发射研究

采用137Cs-γ标准源对LiF热释光探测器进行了标定，将其用于测量激光-固体靶相互作用产生的γ射线的空间分布和能量分布。结果显示：γ射线主要在激光反射方向和靶法线方向附近区域发射；γ射线能量分布为类麦克斯韦分布，拟合的温度约为12.52 keV 。     

基于环磁美特材料的无线传能系统

传统的四线圈磁共振耦合无线传能系统已在移动电子设备、电动汽车无线充电中得以应用,然而,其传能效率仍然因其磁场空间分布的发散性而难以提高.为了克服上述缺点,我们提出了一种基于环磁美特材料、磁场更为局域的高效无线传能系统.该系统将四线圈系统中的一对磁谐振耦合线圈替换为具有环磁谐振特性的四个非对称开口谐振环.该环磁模式具有高Q值、低金属损耗以及辐射抑制的特性.实验结果表明,相对于四线圈系统,该系统的磁场更为集中,能量传输效率更高.     

超强磁场对中子星外壳层核素56Fe,56Co,56Ni,56Mn和56Cr电子俘获过程中微子能量损失的影响

研究了超强磁场对中子星外壳层核素⁵⁶Fe,⁵⁶Co,⁵⁶Ni,⁵⁶Mn和⁵⁶Cr电子俘获过程中微子能量损失的影响.结果表明,就大部分中子星表面的磁场B<10¹³G,超强磁场对中微子能量损失率的影响很小.对于一些磁场范围为10¹³—10¹⁵G的超磁星,超强磁场可使中微子能量损失率大大降低,甚至超过5个数量级.     

磁化非均匀等离子体中模转换机制对电磁波吸收的数值研究

用数值方法研究磁化非均匀等离子体(磁场与密度梯度垂直)中模转换机制对p极化电磁波的吸收效应,重点考虑磁场对吸收率的影响,结果表明:与非磁化等离子体相比,磁场的加入使得吸收率曲线相对入射角的分布发生小的偏移,吸收率为零的位置不是发生在零度入射(即垂直入射)时.而是在一个负的入射角位置,垂直入射时有不为零的吸收率,且正角度范围与负角度范围的峰值吸收率不相等,磁场提高了正入射角范围内的峰值吸收率而降低了负角度范围内的峰值吸收率(或反过来,这取决于磁场方向).