带电粒子在匀强磁场中运动的能量和磁通量量子化问题

一 本文试图探讨为大学低年级学生讲授带电粒子在磁场中运动的能量量子化及磁通量量子化问题.目的有两个.其一,可使没有机会专门攻读量子力学这门课程的大学生们了解更多的量子化现象.其二,对于专攻物理科学的大学生们,虽然他们在学习量子力学时将有机会从更严格的角度来解决这类问题,但在基础物理中介绍更多的量子化现象无疑将使他们在以后学习量子力学时减少困难. 以往以初等方法介绍量子化概念的主要例子之一是电子在有心的库仑场中运动.例如在氢原子中,电子绕质子运动,满足经典动力学方程.同时,电子具有波动性,在稳定轨道上运动的电子波…     

从量子力学层面上认识,到大学物理层面上理解顺磁性和抗磁性

大学物理教科书中对物质磁性——顺磁性和抗磁性的机理描述不自洽.顺磁性用原子磁矩沿磁场方向的"倾倒"来解释,抗磁性用电子磁矩的"旋进"来解释.同样都是磁矩,为什么却有不同的行为呢?显然不能令人信服.本文将从量子力学角度给出两种磁性的来源,从中可以看出,顺磁和抗磁在量子力学的哈密顿量中正好是磁相互作用的展开项中的两项,这两项可以同时存在,也可以只有抗磁性,这取决于原子壳层的电子分布.在保持与量子力学一致的情况下,如何在大学物理层面上理解顺磁性和抗磁性?     

飞秒尺度下的惯性磁化强度动力学

在亚皮秒到飞秒时间尺度下,铁磁体中磁化强度的动力学中要考虑惯性效应,它可以用惯性朗道-利夫希茨-吉尔伯特(inertial Landau-Lifshitz-Gilbert)方程来描述.本文主要介绍了超快铁磁共振、磁矩翻转和惯性自旋动力学在理论和实验上的一些发展,这些研究结果将有助于更好地理解超快退磁和翻转的基本机制,加深对磁惯性微观机制的理解,揭示未来的实验和理论研究的发展趋势.     

自制振动样品磁强计的设计与应用

一、引 言 自然界中任何物质都是有磁性的.磁矩表征了物质磁性的强弱,是了解物质性能最基本的参数.测量磁矩的普通方法分为三种:1.测量样品在不均匀磁场中所受的力;2.测量样品附近的磁感应;3.间接测量磁性有关的其它性能.测力法通常称为磁天平,早已在实验室中得到应用.它的灵敏度高,能测很弱的磁性物质,但是测量的磁场必预是梯度场,因此很难观察均匀场中的磁矩,也不适用于测量磁化强度对外加磁场或晶轴方向的关系.例如单轴各向异性很强的钐钴合金对于不加外场的剩磁磁化强度也不能测量.许多间接测量磁矩的技术,例如法拉弟效应的测量;霍尔效…     

《电磁学》自学辅导材料(三)

第四章研究稳恒磁场,主要讨论两个问题.第一是建立对稳恒磁场的描述,阐明它的规律和性质.第二是磁场对处于其中的载流导线和运动电荷施加作用力的问题.虽然稳恒磁场与静电场是不同性质的场,它们有不同规律,但它们都是矢量场,在不少问题上有一定的类似之处.因此在这部分的学习中,采用对比的方法,可以收到较好的效果. 一、稳恒磁场的性质及计算 稳恒电流产生的磁场称为稳恒磁场。载流导线间的相互作用、运动电荷与电流之间的相互作用都是通过磁场实现的.磁场与静电场一样,都与电荷相联系,但静电场是与静止电荷相联系,而稳恒磁场则是与连续匀速…     

正交各向异性双层交换弹簧薄膜的磁矩分布

本文以Pt_(84)Co_(16)/TbFeCo双层交换弹簧体系为研究对象,利用微磁学连续模型,研究了软/硬磁层易轴方向相互垂直的新型体系中磁矩的分布特征.研究结果表明,磁矩偏离薄膜法线方向的角度在软磁层中沿膜厚方向的变化速率比硬磁层中的快.通过调节软磁层参数来增加软/硬磁的各向异性常数比、交换能常数比、饱和磁化强度比或外磁场强度,都可有效改变磁矩偏角在软/硬磁层中的变化速率.特别是当软/硬磁各向异性常数比值和交换能常数比值同时增大时,可以使得磁矩在硬磁层中的变化速率快于软磁层中的.而饱和磁化强度比值对磁矩变化速率的影响源于饱和磁化强度的变化会相应地改变各向异性常数,进而改变磁矩在软/硬磁层中磁矩方向变化速率的比值.此体系的磁滞回线显示磁性参数的改变可以显著改变体系的剩磁及饱和磁场.软磁层中的退磁场能及体系的正交各向异性可导致负的成核场.     

金属中逆法拉第效应的经典理论

研究电子在圆偏振光驱动下的经典动力学问题以及金属中逆法拉第效应(IFE)的经典微观机制.得到电子在圆偏振光驱动下的一个解,表明其运动轨道是螺旋线.忽略电子与磁场的相互作用,电子作绕平行于其初速度的轴、横截面为椭圆的螺旋线运动,产生了一个平行于其初速度、方向由圆偏振光的手征性决定的磁矩.磁矩的统计结果与Hertel从电子气整体出发得到的结果一致.     

非晶态合金Pr-Co薄膜的磁性

本文研究了非晶态Pr_xCo_1-x薄膜合金的磁化强度与温度和磁场的关系。得到非晶态合金Pr-Co中存在有两个磁相的结论。这可能是由于局域化学短程序涨落造成的相分离,通过对磁化强度-温度曲线拟合,得到了这两相的相变温度。另外通过对合金的饱和磁矩与成份的关系研究,分别得到Pr原子的有效原子磁矩与成份的关系,以及Co原子在x=0时的有效原子磁矩。 关键词：     

均匀磁场中荷电粒子量子运动的经典对应

荷电粒子在均匀磁场中的运动是螺旋线,在垂直于磁场的平面内为圆轨道.在量子力学中,可以利用规范变换将这个经典圆轨道关系的算符形式推导出来.     

首次观察到弯曲晶体中沟道粒子磁矩的进动

最近在美国费米国立实验室进行的一个实验中,物理学家第一次观察到穿过弯曲晶体运动的基本粒子的自旋产生进动.他们把两片45mm(约2英寸)长的硅晶体弯成十分之一度角,粒子的自旋在其中以60度角进动,得到的磁矩测量结果与以前使用的常规方法所预言的一致.这个新方法使用沟道技术,即带电粒子沿着理想晶体的晶面做导向运动. 许多基本粒子,如质子和中于,都具有磁矩,磁矩与粒子的自旋相联系.对一个稳定的粒子如质子,常利用共振技术测量其磁矩.质子的磁矩在磁场中就象指南针指向北极那样指向磁场方向.如果这时再加上一个适当的交变磁场,就可以改变…     

Co-Ni/FeMn双层膜中磁化强度对交换偏置的影响

固定CoNiFeMn双层膜中反铁磁层的厚度,改变CoNi铁磁层的成分来调节磁化强度,从而研究铁磁层的饱和磁化强度对CoNiFeMn双层膜中交换偏置的影响.研究表明,CoNiFeMn界面的交换耦合能U不是一个常量,而是随(MFM)12的增加而线性增加.其原因是铁磁层磁矩通过界面相互作用在反铁磁层中形成的局域交换磁场,在磁场冷却时影响反铁磁层的自旋结构或磁畴结构及双层膜中的交换偏置 关键词： 交换偏置 磁化强度     

带电粒子在均匀磁场与三维各向同性谐振子场中运动的双波描述

研究带电粒子在均匀磁场与三维各向同性谐振子场中运动的双波描述,得到了量子结果及其 经典极限,并与纯经典情形比较. 关键词： 双波描述 均匀磁场 谐振子场     

铁磁体中热磁电动势的测定

铁磁体中热磁电动势的测定单聚海（东北电力学院）一个磁矩是Ｍ的磁偶极子，在外磁场。里，具有的相互作用能是（图１）：Ｗ＝ＩＳＢｃｏｓａ＝Ｍ·Ｂ（１）而作用在其上的广义力（磁力矩）是对于铁磁性物质，磁矩Ｍ可以理解成自由电子的磁矩μ．在没有外磁场存在时，自由...     

谈磁感强度矢量定义式

任何运动电荷或电流的周围空间，除了存在电场之外，还存在磁场．为了定量地描述磁场的强弱和方向，需要引入磁感强度矢量B．定义磁感强度矢量主要有以下两种方式：     

运动介质的电偶极矩与磁矩

在推导出介质的极化强度与磁化强度的坐标变换公式的基础上,分析导出了运动介质的电偶极矩与磁矩.     

铁磁球/反铁磁纳米体系磁滞回线的Monte Carlo模拟

利用经典Heisenberg模型和Monte Carlo方法研究外磁场和反铁磁磁晶各向异性、交换相互作用对铁磁球均匀嵌入到反铁磁基体中的铁磁/反铁磁纳米体系磁滞回线的影响.模拟结果显示,外加反向最大磁场不同时,磁滞回线形状不同.当磁场正向增加时,体系的磁化强度会产生一个跃变,但跃变高度与反向场最大值无关.反铁磁磁晶各向异性越大,体系的交换偏置现象越明显,且磁化强度回到饱和值所需的外磁场越大.随着反铁磁基体交换相互作用的增大,在正向和负向磁场区域还可能出现新的磁滞现象.     

匀强磁场与简谐势阱中荷电自旋-1/2费米子的热力学性质

基于准经典近似方法,研究了匀强磁场与简谐势阱中荷电自旋-1/2费米系统的热力学性质,给出了系统的粒子数、内能、比热、磁化强度和磁化率等热力学量的解析表达式.通过引入自旋因子描述电荷-磁场和自旋-磁场作用的相互竞争,并数值分析了自旋因子对系统磁化强度的影响.研究表明,系统呈现抗磁性还是顺磁性取决于自旋因子的值,二维荷电费米系统的磁性质与三维系统相似.     

塞曼效应的偏振问题

引 言 荷兰物理学家塞曼(P.Zeeman)于1896年发现,当光源放在外磁场中时,它发出的光谱谱线会发生分建一之种现象现在通称为塞曼效应,它是反映原子内部结构的一种信息,对于人类认识原子结构和建立量子力学,曾起过重要作用.因此,在一般原子物理和量子力学的书中,都要讲到它.但一般书上都只讲垂直于磁场方向上的横效应和平行干磁场方向上的纵效应,对其他方向上的情况,却很少提到.塞曼在他的书[1]中,虽然讲到其他方向上的现象,但他的书成于量子力学出世之前,是用洛伦兹(H.A.Lorentz)的经典电子论来解释观察到的现象的.本文用量子力学处理塞曼效…     

自由粒子在μ空间的运动描述

对一维自由粒子在μ空间的运动,经典力学和量子力学各自提供了看似不同、实则等价的两种描述.一些经典教材对这个问题的表述有误或者不完整.本文首先通过分析经典力学中自由粒子在一维盒子中和在全空间的运动,画出了μ空间的轨迹;然后通过分析量子力学中自由粒子在无限深势阱中和在全空间周期性边界条件下的运动,画出μ空间每个量子态占据的面积元.最后本文讨论了周期性边界条件下动量为零的态存在性,一个量子态在相空间中的体积元和不确定性关系之间的区别等问题.     

缪子反常磁矩与格点量子色动力学

正一、g-2的历史意义——奠定量子电动力学的基石早在1820年,法国物理学家安培(A.-M. Ampère)通过实验发现,载流线圈在磁场中会像一个小磁铁一样转动起来。这种规律被称为安培定律。物理学上,把电流强度与电流回路面积的乘积定义为磁矩的大小。磁矩越大,载流导线所感受的磁场力就越显著。我们可以把载流线圈等效为电子在做环形运动,圆环半径为R,电子速度为v,质量为m。