駐极体

在物理学中,人們很早注意到电与磁之間的許多相似性;于是自然提出这样一个問題,卽既然可以用某些磁介貭經过磁化而制成具有永久磁性的鉄磁体,那末是否可以用某些材料(电介貭),經过电极化而制成带有“永久”异性电荷的极化体呢?曾經普遍认为这是不可能的,但事实并非如此。     

磁化介質产生的磁埸B,H的意义及相互关系

上列題目一向是高等学校普通物理課中的难点。这里是个人在教学工作中对此得出的一些浅見。提出来请大家指正。內容分下列四点: (一)电流圈与假想磁偶层等效的意义。二者产生的磁場不全相同,但可导出一普遍关系式,它对于計算磁化介貭产生的磁場,很有帮助。 (二)按經典物理現在的正确认識,介貭是无数小电流圈的集合。过去曾认为是无数小磁偶板子的集合。从这两种不同的观点来討論磁化介貭产生的磁場,結果不全相同,但可导出它們相互间的一普遍关系式。由此可說明磁庫伦定律是比奥、沙伐、拉普拉斯定律在某些情况下更便于应用的形式。 (三)B与H是分别按上述两种不同观点得出的     

电子衍射技术及其应用

引言在18—19世紀間,光的微粒学說和波动学说进行了很久的爭論。十九世紀初,光的干涉和衍射現象使光的波动学說取得了胜利;但是,十九世紀末和二十世紀初的光电效应现象又使光的微粒学說复活了。于是人們便不能不承认光具有波动和微粒的两重性。在二十世紀的二十年代德布罗意(de Broglie)把光的这种两重性运用到物貭的概念上,认为运动的物貭不仅具有微粒的性貭,同时也具有波的性貭。也就是說,物貭微粒的运动也     

铁电体

在研究电和磁的现象的時候,很容易注意到:電场中電介体的行為与磁埸中磁体的行為之間有若干相似的地方。在这兩种情形中都可以观察到場和引入場中的物体间的相互作用:在电场中是电介体的電極化,在磁場中是磁体的磁化,这种电極化和磁化又引起了埸的本身的改变。我們知道,在磁的性质上物体可為分三类:順磁体、抗磁体和鉄磁体。第一類物质為順磁体,当它被引入磁场中時,其磁化方向与磁場方向相同,而且在磁化强度与磁場强度间可观察到直線性的比例關係,只有在磁场强度很大時这關係才被破壞。第二类物質為抗磁体,被引入磁场中時,其磁化方向与磁場方向相反。第三类物質為铁磁体,為數比較不多,     

问题解答

問:导线割切磁力线时,导线中为什么会产生电流?由于导线在磁场中运动而產生的电动势和由于磁场随時间变化而產生的电动势是否可以统一地都用割切磁力线来說明? 答:这兩個問題是有關聯的。先說明第一个問題。我們知道,一根通有電流的導线在磁場中要受到作用力。由於電流实質上是带電質點的移动,因此很自然地會設想,任何带電質點在磁場中運动时要受到力(稱为羅侖次力)。這一设想完全为實驗所證實。力的方向同時垂直於帶电質點运动的方向和磁場的方向,力的大小則与質點的速度、磁場强度(在真空中)、以及速度和磁場强度间夾角的正弦成比例——當运动方向(即速度的方向)与磁場方向垂直時     

W粒子和Z粒子的发现

六十年代粒子物理学的重大进展之一是提出建立了弱相互作用和电磁相互作用的统一理论,即Glashow-Weinberg-Salam弱电统一理论。这个理论在1978年得到实验的证实而确立,但是这个理论最直接的实验证据则应是实验上发现传递弱相互作用的W粒子和Z粒子。 按照弱电统一理论,正如电磁相互作用由交换光子来实现,弱相互作用由交换带一个单位电荷的W粒子和交换中性的Z0粒子来实现。光子的静止质量为零决定了电磁相互作用为长程相互作用,W粒子和Z粒子的质量很重决定了弱相互作用为短程相互作用并且在低能实验中表现为远比电磁相互作用为弱。根据现…     

高效能光电阴极

光电发射是光与物貭相互作用,物貭吸收光子而发射电子,又称为外光电效应. 1887年赫芝注意到:用紫外光照射处在火花放电間隙下的电极,会使火花容易在电极間通过.1888年斯托列托夫研究了赫芝实驗,得到了一些有意义的結果.1898年J.J.湯姆逊实驗証实了光照释出的負电荷是电子。     

利用光镊技术演示光的自旋角动量

阐述了光与物体相互作用时自旋角动量的传递与扭力矩原理.基于光镊光致旋转原理,利用能够悬浮单个粒子的光镊技术并采用具有双折射特性的CaCO3晶体粒子,设计了微粒在不同偏振光场中的旋转运动实验内容,研究光与双折射晶体粒子相互作用产生的光致旋转效应,观察和测量由自旋角动量引起粒子的扭转力矩的大小、方向以及旋转速度等力学效应.     

介质损耗和高频介质加热

(一) 一般概念电介貭在交变电場的作用下,其中一部分电能会轉变成热量,这种能量損耗称为介貭損耗。远在1886年,俄国学者鮑格尔曼就在实驗中发現了这一現象。他把玻璃块放在两块平行板的电极之間,在交变电压的迅速相继的充电和放电下,玻璃块被加热。同时,他还发現,加热的热量不仅与充放电的交变电压的頻率有     

封面故事

正磁子(Magnon)是自旋波量子化的准粒子。磁子具有在绝缘磁性材料中无热耗散、低阻尼、长距离传输自旋信息的优势,而且具有GHz～THz波段本征频率、以及振幅和相位的波动特性。磁子型器件可避免传统芯片中因电荷运动引发的焦耳热问题,有望实现低功耗、高速信息存储与逻辑运算功能及应用。探索上述磁子器件的一个关键前提是实现磁子操控磁性。近期,大连理工大学王译教授与新加坡国立大学Hyunsoo Yang教授组成的研究团队在     

重夸克偶素的强子跃迁理论

我们知道宏观物体是由分子、原子组成的.原子是由电子和原子核组成的.原子核又是由原子和中子组成的.人们对物质徽观结构和微观运动基本规律的不断深入的研究,推动着物理学不断向前发展.近代粒子物理(又称高能物理)的研究,发现质子、中子和与它们相似的超子等(统称为重子)以及与它们有强相互作用的介子(介子和重子统称为强子)还有更深一层的内部结构.它们是由一种称为夸克的更基本的粒子所组成的.已经知道的夸克有以下几种: u c t(所带电荷为质子电荷的2/3), d s b(所带电荷为质子电荷的-1/3),其中u,d,s,b等夸克的存在已有明确的实验根据,t…     

世界何处没有磁

 在一般人看来,磁是一种少见的现象,似乎只有磁石吸铁和指南针指南等少数现象才同磁有关,其他许多现象都与磁无关,看作是无磁的或非磁的。实际上,这样的看法是不对的。因为现代科学的发展,已经认识到,磁是普遍存在的,磁与我们的关系是十分密切的。为什么这样说?因为所谓磁,是指物质的磁性和空间的磁场。磁性是指物质在磁场中会受到力或力矩作用的性质,磁场是指运动的电荷在其中会受到力作用的物理场。从这样的意义看,任何物质都是具有磁性的,只有强弱的差别;任何空间都是存在磁场的,只有高低的不同。现在让我们来看一看,世界何处没有磁?     

趋磁细菌中的磁接收器

趋磁细菌是一种水生的能够运动的微生物,通常存在于含氧—缺氧的具有垂直化学梯度的沉积物和水柱等过渡区域中.在这种分层环境中,地磁场磁力线作为垂直通道,趋磁细菌在通道中沿着磁力线方向排列,上下运动寻找最佳生存位置.这种现象背后的机制则是趋磁细菌体内磁小体磁接收器的存在.趋磁细菌体内具有磁性的链状排列的磁小体,磁小体链与外磁场相互作用,使趋磁细菌可以沿着磁力线游动,具有极性趋磁性,而这种趋磁性与趋磁细菌趋氧性密切相关,帮助它处于最佳氧化还原生存环境中.本文就主要对趋磁细菌体内的磁小体、磁小体链的物理特征以及磁小体磁接收器的工作模型做简要描述,希望能为相关研究提供借鉴.     

水基自形成CoFe2O4 磁性液体的零磁场粘滞特性

在零磁场下 ,水基自形成CoFe2 O4磁性液体粘度 η与CoFe2 O4纳米微粒体积分数Φ显示出特异的关系 ,然而 ,球形刚性粒子填料悬浮液粘度理论不能很好解释 .通过对水基自形成CoFe2 O4磁性液体中的微粒相互作用分析发现 ,此磁性液体的沉降和在磁场中的成链需有以预团聚体为核的大粒子存在 .在这一基础上 ,建立了团聚涨落模型 .于是 ,平均粒径、Einsten系数和粒径分布偏差均成为微粒体积分数的函数 ,也即对Popplewell粘度公式的修正 .最后得到与实验很好吻合的 η～Φ曲线及关系式 .     

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。     

在普通物理教学中引入磁场的一个方法

一、缘起 在普通物理教学中,可以在狭义相对论的基础上,通过运动电荷之间的相互作用,从理论上引入磁场概念,目前见到这样做的教科书,一本是A.P.French的“SpecialRelativity(狭义相对论)”(1968)。它根据下述基本事实:静止的源电荷对另一电荷 (不管它以多大速度运动)的作用力都由库仑定律给出,并利用了狭义相对论坐标变换关系。它导出运动的源电荷对另一运动电荷的作用力,除了电场E的作用外,还有一种力可归之于另一种场,叫磁场。该磁场B可根据下述定义由电场E给出式中v是运动源电荷的速度,该书还在此基础上讨论了直线电流的磁场分布。由…     

基于不敏粒子滤波的水中非合作磁性目标实时磁定位方法

针对水中非合作磁性目标的实时定位问题, 提出了一种基于不敏粒子滤波(unscented particle filter, UPF)的实时磁定位方法. 从非合作磁性目标的运动特征出发, 建立了状态空间模型, 利用UPF算法对目标状态进行实时估计. 为了提高系统的可观测性, 在算法迭代过程中对粒子状态进行约束及利用最小二乘法反演磁矩. 仿真与铁磁物体定位实验结果表明, 该方法的定位精度较高, 实时定位效果较好, 可用于近场实时磁定位问题中. 关键词： 磁定位 椭球体模型 状态空间模型 不敏粒子滤波     

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采用轨道受限运动方法研究了极区夏季中层顶区域的尘埃粒子电荷数与尘埃粒子半径。利用尘埃等离子体充电理论,建立了尘埃粒子充电方程模型,得到尘埃粒子充电时尘埃电荷数和半径的比值。然后结合ECT02实验数据,分析了发生极区中层夏季回波现象时极区中层顶区域尘埃粒子电荷数和半径的比值,并得到尘埃粒子的半径以及尘埃粒子所带电荷量。结果表明,极区中层顶区域的尘埃粒子平均所带电荷不到一个,它的半径约为20nm。     

极区夏季中层顶区域尘埃粒子参数的研究

采用轨道受限运动方法研究了极区夏季中层顶区域的尘埃粒子电荷数与尘埃粒子半径。利用尘埃等离子体充电理论,建立了尘埃粒子充电方程模型,得到尘埃粒子充电时尘埃电荷数和半径的比值。然后结合ECT02实验数据,分析了发生极区中层夏季回波现象时极区中层顶区域尘埃粒子电荷数和半径的比值,并得到尘埃粒子的半径以及尘埃粒子所带电荷量。结果表明,极区中层顶区域的尘埃粒子平均所带电荷不到一个,它的半径约为20nm。     

基于伊辛模型的Fe0.5Mn0.1Al0.4 合金磁化强度和磁熵变蒙特卡洛模拟

基于伊辛模型的单自旋反转蒙特卡洛算法,考虑了粒子间的最近邻以及次近邻相互作用,研究了无序 合金的磁化强度和磁熵变。首先,强调了粒子间的次近邻相关作用对体系的磁性和热力学性质的影响,明确了次近邻相互作用系数,证实了低温合金阻挫的存在;其次,研究了在相变温度处(不同磁场下)磁化强度随外加磁场（温度）的变化情况以及磁性粒子对磁化强度的贡献,发现反铁磁性粒子Mn在低温区对 合金的相变起了主要作用,而高温区体系的相变是由铁磁性粒子Fe贡献的;最后,分析了体系在相变温度处磁熵变数值随外加磁场的变化情况以及磁熵变在不同的外磁场下随温度的变化情况,当外加磁场h=0.14时,Mn粒子在冻结温度处的平均磁化强度为零,体系处于最无序的状态,对应的磁熵变 达到了正向最大值,极值的位置对应于体系的相变温度。