分区均匀介质静电场的求解

1分区均匀介质静电场求解方法的回顾分区均匀介质静电场的求解是电磁学课程中比较有难度和有特色的内容.有两种情形的分区均匀介质静电场问题可以解析求解:一种是介质-介质界面与撤去电介质时的电场线平行;另一种是介质-介质界面与撤去电介质时的电场线垂直.它是唯一性定理应用的一个生动的实例,并且涉及到静     

分形多孔介质中的热传导

本文将多孔介质视为由骨架和空隙组成的二元混合介质,研究了多孔介质中的热传导过程,发现分形结构中的导热规律与孔隙的分布有关,存在着与实体导热完全不同的特征。计算表明,分形介质中的导热过程除了与基质(骨架)的分形维数有关外,还与基质率以及反映介质中热量传递动态过程有关。     

二维随机介质中准态模的频谱时间演化特性

采用时域有限差分法数值求解Maxwell方程组，分析了平面随机介质中光波模式的频谱时间演化特性.随机介质的特征可以用散射颗粒的随机构形、介质参数（如颗粒的尺寸和填充率等）以及介质形态等因素来描述.这些因素决定了随机介质在准稳态下模式的频率特性与数量，但具有不同因素的随机介质中模式的产生、选择与演化，具有大致相同的特征与速度.平面随机介质的这些冷腔特性，与传统光腔中模式的产生、选择和演化的特征非常相似. 关键词： 激光物理 随机激光器 无序介质中的光学特性     

微波脉冲与带介质孔缝矩形腔体耦合的数值模拟研究

利用时域有限差分(FDTD)方法对微波脉冲与带介质孔缝矩形腔体的耦合过程进行了数值模拟研究.如果孔缝填有介质,则预期对微波耦合进入腔体的物理过程有重要影响,研究了微波与带介质孔缝矩形腔体耦合的过程中影响介质孔缝耦合共振峰和共振频率点的因素,包括孔缝长度、宽度和介质相对介电常数等物理量的影响.通过大量不同孔缝尺寸的模拟研究,发现孔缝的介质对孔缝耦合共振频率有明显影响,我们对微波与带介质孔缝耦合发生共振的公式进行了拟合,最后得出了微波脉冲与带介质孔缝矩形腔体耦合的共振条件.     

高能量光泵浦下板状复合介质的热特性

为降低高能量光泵浦下板状激光放大介质内的热效应,提出了复合介质的方案。利用有限元方法,计算并比较了侧面存在强迫对流换热条件下,单一介质与复合介质内的温度分布和热应力分布。分析了复合介质尺寸对介质内最高温度及最大热应力的影响,给出了复合介质的最佳尺寸。     

含有偏心球形微粒介质球的有效介电常量

对于处在均匀外电场中含有偏心球形微粒的介质球,利用分离变量法求出球内外的电场,给出了球外电偶极矩和电四极矩的近似表达式.首次引入含有偏心球形微粒介质球的有效介电常量,它不同于同心多层介质球的等效介电常量,不仅与介质球内的介质有关,而且与球外介质有关.数值结果显示了有效介电量数随偏心距和球外介质介电常量的变化情况.     

点电荷与介质球系统电势的计算和讨论

计算了点电荷与介质球系统的电势．指出点电荷与导体球、点电荷与无限大导体平面或介质分界平面均匀外电场中有导体球或介质球系统的电势都可由点电荷与介质球系统的电势给出。     

吸收-透射界面下正弦折射率介质内辐射换热

对具有吸收-透射性边界面的梯度折射率半透明介质层,建立了介质内热辐射传递与边界面辐射换热的数理模型,并采用数值弯曲光线跟踪法求解介质内的热辐射传递。通过数值模拟,分析了正弦折射率下,边界面的反射特性、吸收率以及介质层光学厚度对介质内热辐射平衡温度场及热流分布的影响。结果表明,边界面的反射特性与吸收率对介质内辐射换热均有重要影响,吸收率的影响与边界面反射特性、介质层光学厚度及环境条件相关,呈现特征不同的作用。     

光在介质中的折射

研究了光的磁场在光与介质相互作用中的行为,建立了电子云导体模型,即介质中一个电子的电子云可以看作是一个微小导体,光变化的磁场与电子云导体间的电磁感应作用导致光与电子云导体之间的能量交换。光在介质中速度减慢起因于这种能量交换。应用电子云导体模型和能量守恒原理,导出了介质折射率表达式,并利用这个表达式计算了几种介质的折射率,计算结果与实测值符合得很好。解释了折射率的各向异性,以及静电场或静磁场对介质折射率的影响。     

微波脉冲与带介质孔缝矩形腔体耦合的数值模拟研究

利用时域有限差分(FDTD)方法对微波脉冲与带介质孔缝矩形腔体的耦合过程进行了数值模拟研究. 如果孔缝填有介质, 则预期对微波耦合进入腔体的物理过程有重要影响, 研究了微波与带介质孔缝矩形腔体耦合的过程中影响介质孔缝耦合共振峰和共振频率点的因素, 包括孔缝长度、宽度和介质相对介电常数等物理量的影响. 通过大量不同孔缝尺寸的模拟研究, 发现孔缝的介质对孔缝耦合共振频率有明显影响, 我们对微波与带介质孔缝耦合发生共振的公式进行了拟合, 最后得出了微波脉冲与带介质孔缝矩形腔体耦合的共振条件.     

厄米高斯短脉冲在色散介质中的传输

用短法研究含三阶色散的非线性薛定谔方程,讨论了厄米－高斯光脉冲在三阶色散介质中的传输特性,给出了近似解析解,并且同计算机数值模拟传输结果进行了比较,结果表明近似解有助于在理论上研究短脉冲在色散介质中的传输。     

关于磁介质的抗磁性机理

本文从物理磁性的基本起源“分子电流”出发,通过分析电子在外磁场中的旋进,严格分析了磁介质的抗磁性的微观机理。     

分形分层粗糙面电磁波透射特性的混合算法

运用基于矩量法(method of moment,MoM)结合基尔霍夫近似(Kirchhoff approximation,KA)的混合算法研究一维带限Weierstrass分形分层介质粗糙面的电磁波透射问题.在混合算法中将上层粗糙面和下层粗糙面分别划分到MoM区域和KA区域,数值计算得到透射系数随透射波的散射角的变化,讨论粗糙面分维数、高度起伏均方根、底层介质介电常数、中间层介质介电常数和厚度、入射波频率对透射系数的影响,结果表明上层粗糙面参数对透射系数有显著影响,而下层粗糙面参数对透射系数影响较小.     

一维光学格子孤子的传输特性及控制研究

利用解析和数值方法研究了在具有横向折射率周期性调制的克尔型非线性介质中光学格子孤子的传输，得到了孤子参数的演化方程以及格子孤子的形成和稳定传输的条件.结果表明：当光束的入射角小于某临界角度时，光束可被类似波导形式的路径俘获而稳定传输，该临界角随折射率调制周期、调制深度的增加而增大，且光束越窄临界值越大.此外，线性空间啁啾虽然对光束传输的中心位置没有任何影响，但会导致光束发散从而破坏格子孤子的形成和稳定传输，对此提出了采用特定功率取值来补偿啁啾作用从而形成格子孤子的方案. 关键词： 光孤子 光学格子 光传输 矩方法     

Stability of polarization vortices within two interacting ferroelectric nanoparticles

The state of polarization vortices within a ferroelectric nanoparticle could be affected by the long-range electrostatic and elastic interactions from the neighboring particles. Phase field simulations were conducted to investigate the stability of polarization vortices within two interacting ferroelectric nanodots embedded in a non-ferroelectric medium. The interaction between these two nanodots can be neglected if the intermediate distance is larger than a critical distance, whereas the interaction becomes visible once the distance is smaller than that. Two separate vortices were observed to merge into one single vortex once an extreme state of perfect contact condition has been virtually achieved.     

电矩张量与旋转带电体的磁矩

基于旋转带电体的磁矩与刚体转动惯量之间的类比关系,引入带电体的一个不同于电四极矩的电矩张量的概念,进而引入标量电矩二次曲面及电矩主轴的概念,借助正交变换及电矩张量矩阵的本征值理论,推导出沿任意方向定轴旋转带电体的磁矩的计算公式及电矩张量的若干性质,并举例说明.     

Mean-square displacement of a stochastic oscillator: Linear vs quadratic noise

Using the Langevin equations, we calculated the stationary second-order moment (mean-square displacement) of a stochastic harmonic oscillator subject to an additive random force (Brownian motion in a parabolic potential) and to different types of multiplicative noise (random frequency or random damping or random mass). The latter case describes Brownian motion with adhesion, where the particles of the surrounding medium may adhere to the oscillator for some random time after the collision. Since the mass of the Brownian particle is positive, one has to use quadratic (positive) noise. For all types of multiplicative noise considered, replacing linear noise by quadratic noise leads to an increase in stability.     

高粘度液体粘滞系数测定仪

本文对上海教学仪器厂生产的旋转式粘度计进行了改进，减小了实验误差，对实验教学和实际应用都很有意义。     

Polarized Fluorescence of Diphenylhexatriene-Incorporated Poly(Styrene) Film at Room Temperature

Poly(styrene) is a highly viscous, and cross-linked polymer at room temperature. This makes it ideal to use as a molecular fixer. The polarized fluorescence of a diphenylhexatriene (DPH)-incorporated poly(styrene) film has been studied. The excitation and emission wavelength dependence of the anisotropy of fluorescence of a luminophore-incorporated poly(styrene) film reveals that with decreasing excitation wavelength the anisotropy changes remarkably but is independent of emission wavelength. The investigation estimates an angle of no more than 7.4° between the absorption and the emission transition dipole moment for DPH, suggesting poly(styrene) as a suitable medium to evaluate the mutual orientation of absorption and the emission transition dipole moments at room temperature.     

A simple method to estimate the magnetic moment of magnetic micro-particles

Micro-particles in suspension in a fluid are an example of a very low Reynolds number problem. In this case, no inertial effects are observed. Magnetic micro-particles with magnetic moment m, suspended in a fluid orient to applied external magnetic fields B due to the interaction between the field and the magnetic moment. In this work, we present a simple method to estimate the total magnetic moment of magnetic micro-organisms. The method is based on the application of an external oscillating magnetic field in the sites where the micro-organisms are. In this case, it is possible to obtain theoretically the solution of the equation of motion (rotation of the organism and its trajectory). The solution is a transcendental equation relating the orientation angle and m and can be solved by numerical methods. Changing the frequency and/or the field intensity, it is possible to obtain a situation in which the crystal rotates uninterruptedly (a resonance regime). This condition is related to the applied field intensity, to the frequency, to the medium viscosity, to the crystal dimension, and to the micro-crystal magnetic moment m. The method can be used to estimate the total cellular magnetic moment of magnetic micro-particles.