相对论动力学方程的一个简单例解

采用在牛顿力学中常用的方法,用一种简洁的数学形式给出了一维运动情形下受恒力作用的粒子的相对论动力学方程的一个例解,详细讨论了相对论粒子的加速度、速度和运动方程与牛顿力学中对应物理量的区别和联系.     

带电粒子在磁镜中的重力漂移运动模拟研究

基于电磁学基本原理讨论了由两个相互平行的载流圆环构造的简单磁镜场的场分布以及均匀磁场中粒子运动的磁通量守恒量关系式.通过理论分析和数值模拟研究了在弱非均匀磁镜场中带电粒子的重力漂移运动,并运用重力漂移速度公式验证模拟结果,二者符合得较好,结果表明弱磁场下带电粒子所受重力会破坏带电粒子在磁镜场中运动的磁通量守恒关系.     

恒力场下粒子一维运动问题的求解

利用动量表象与坐标表象的等价性,本文采用了动量表象和路径积分的方法计算了恒力场下一维运动粒子的传播函数,然后再将其转换为坐标表象下的传播函数.提出了一种路径积分的解法思路,展示了动量表象在解决恒力场下粒子一维运动问题的价值.     

匀强磁场中带电粒子运动轨迹的一种推导

垂直射入匀强磁场中的带电粒子,在洛伦兹力F=qvB的作用下,将会偏离原来的运动方向.那么,粒子的运动轨迹是怎样的呢?     

对于“功”定义中的一点看法

垂直射人匀强磁场中的带电粒子，在洛伦兹力F=qvB的作用下，将会偏离原来的运动方向．那么，粒子的运动轨迹是怎样的呢？     

相对论力学对恒力作用下质点运动的讨论

从相对论力学的基本方程Ｋμ＝ｄｐμ／ｄτ出发，计算粒子在恒力作用下的速度与坐标随时间变化的规律，由此得出当ｔ→∞时，粒子速度以真空中的光束ｃ为极限。     

高速带电粒子辐射的经典行为

给出了以任意速度运动的带电粒子辐射功率的严格表达式及做准周期运动时的辐射阻尼力公式，论证了在无外力作用时，有辐射行为的带电粒子不可能做速度和加速度能复原值的周期（或准周期）运动，得到了辐射粒子做直线运动时速度随时间的变化关系。     

带电粒子与静电波相互作用单粒子方程的严格解

研究了带电粒子与静电波之间的相互作用,给出了带电粒子运动方程的严格解,得出了粒子的速度的解析表达式,同时推导出了带电粒子被静电波俘获的数学条件,讨论了粒子与波能量交换的物理过程,对现有等离子体物理的教材中相关的问题是一个补充.本文结果对带电粒子加速器、微波管以及基础等离子体问题的研究有一定参考意义.     

带电粒子与静电波相互作用单粒子方程的严格解

研究了带电粒子与静电波之间的相互作用, 给出了带电粒子运动方程的严格解, 得出了粒子的速度的解析表达式, 同时推导出了带电粒子被静电波俘获的数学条件, 讨论了粒子与波能量交换的物理过程, 对现有等离子体物理的教材中相关的问题是一个补充. 本文结果对带电粒子加速器、微波管以及基础等离子体问题的研究有一定参考意义.     

等单元长度多间隙加速结构的束流动力学特性

等单元长度多间隙加速结构是一种非同步加速结构,当粒子在加速结构中的速度变化很明显时,粒子在每个间隙的相位是不相同的,薄透镜近似下的束流纵向运动方程没有考虑粒子在加速结构中的速度变化,这在单腔的能量增益相对于粒子能量很小的情况下是合理的,但是当粒子在加速结构中的速度有明显变化时,这种处理方式是不够的.本文从带电粒子在电磁...     

带电粒子在地磁场中的运动及Mathematica数值模拟

基于单粒子轨道模型和地磁场偶极子模型,考虑相对论效应,对近地球区域磁场中运动的带电粒子轨迹使用Mathematica软件中六阶龙格—库塔算法进行数值计算和模拟,并对极光现象的产生进行了解释,同时讨论了带电粒子在地磁场中运动的引导中心近似.结果表明：1)从地球北极方向观察,被地球磁场捕获的质子沿顺时针方向漂移,电子沿逆时针方向漂移;2)粒子各个分运动的运动周期数值模拟结果与文献中理论值非常吻合;3)从(4R_e,0,0)入射的粒子投掷角小于7.38°时,带电粒子将会与地球表面大气层碰撞而沉降,存在产生极光现象的可能.大于7.38°时,粒子将会被束缚在地磁场中,形成辐射带;4)其他条件相同时,带电粒子投掷点距离地球越远,其漂移速度越大;投掷角越大,其漂移速度也越大;5)对于能量较低的粒子,一阶近似下引导中心轨迹能很好地代表粒子实际运动轨迹.     

超高速碰撞产生等离子体云的粒子能量时空分布

为了研究超高速碰撞产生等离子体的粒子能量对航天器电路中元器件的毁伤,获得超高速碰撞产生等离子体粒子能量的时空分布特性是十分必要的。基于超高速碰撞产生稀薄等离子体中带电粒子的运动速度、等离子体的扩散特点,推导出等离子体的粒子能量密度与带电粒子密度及带电粒子运动速度的关系式。进而通过对超高速碰撞2024-T4铝靶实验采集的原始数据分析,利用Matlab编程得到了超高速碰撞2024-T4铝靶产生膨胀等离子体云物理过程中,等离子体的粒子能量密度与带电粒子持续时间及被测点到碰撞点距离的时空分布规律。     

基于MATLAB的地磁场中带电粒子运动模拟分析

依据单粒子轨道理论和偶极磁场模型定性分析中高能带电粒子在近地区域的运动过程,并利用MATLAB对地磁场捕获带电粒子的基本原理进行数值模拟.结果表明,地球的磁镜结构可以将一定角度射入的带电粒子束缚在其中,粒子的漂移运动速度大小取决于粒子的能量,能量越大的粒子其漂移速度越大;磁镜点的磁感应强度大小由粒子的抛射角决定,随着抛...     

如何求物体运动的最大速度

物体如果在一个(或几个)恒力和一个变力共同作用下运动时，在什么条件下物体将具有最大速度?最大速度将怎样计算?解此类题时要对运动物体进行正确的受力分析，在掌握变力的变化规律的基础上，了解物体在整个运动过程中各时刻所受合力、加速度、速度的变化规律．下面结合几个例题进行具体分析，来探讨解题规律．     

麦克米伦（McMillan．Edwin Mattison，1907-1991）美国物理学家（Physicist．America）

20世纪40年代，建成的回旋加速器已很大，粒子被加速到很高的速度，相对论质量增加很显著。质量增加会引起速度减慢，并使粒子和原先加速它的作用不能同步。这样，带电粒子上所得到的能量就不能超过某个上限。麦克米伦等人在1945年提出了一种对付这种质量增加的有效方法，以使加速粒子的周期性电场和粒子运动保持同步，这便导致了同步回旋加速器的出现。     

带电粒子在复合场中的运动问题

带电粒子在复合场中的运动能很好的考查学生分析和解决问题的能力,因此它是历年高考的热点,但对于学生来说,往往又是难点. 一般的在重力场,匀强电场及匀强磁场共同构成的复合场空间,带电粒子所受的重力,电场力为恒力;洛伦兹力的决定因素比较复杂.带电粒子在复合场中做什么运动决定于带电粒子所受的合力及初速度.因此在处理复合场中的问题时要把受力情况和运动情况结合起来看. 带电粒子在复合场中的运动主要考虑三种情形:(1)直线运动:(2)竖直平面的匀速圆周运动;(3)复杂的曲线运动(非匀变速曲线运动等).     

Kaluza理论的运动定律

本文指出,如同在广义相对论中粒子运动方程是场方程的推论一样,在引力场与电磁场的Kaluza统一理论中,粒子的运动方程也是场方程的一个推论,即带电粒子在引力场和电磁场中的运动方程可以从Kaluza统一理论中的场方程推导出来。本文进而在Minkowski时空的条件下,借助Maxwell理论的Kaluza形式,得到Maxwell方程也包含了带电粒子运动方程的结论。 关键词：     

巧用已知图形突破作图难关

高中物理中有两个作图的难关,一个是根据两点振动情况,画简谐波波形求解波长的问题;另一个是根据带电粒子在两个点的运动情况,画出带电粒子在有界磁场中运动轨迹,确定带电粒子运动轨迹圆的半径,进而求解粒子速度和运动时间的问题.完整的简谐波的波形是一个正弦或余弦函数的图像;带电粒子在磁场中的运动轨迹是一个圆.但是在受到两个点的限制下,需要画的不是完整的图形或图像.如果先画出完整的图形或图像,再在图像上取满足题目条件的点,作图就显得很容易,问题解决起来就比较轻松.     

正电子面沟道辐射的非线性特征

经典物理学指出,在电磁场中作加速运动的带电粒子将不断向外辐射能量.在晶体沟道中运动的带电粒子也不例外,晶格场可以使带电粒子的辐射能量达到很高.对于10MeV的正电子,辐射能量可达keV量级.粒子在沟道中的运动行为决定于粒子晶体的相互作用势,常用的相互作用势有Lindhard势、Moliere势和正弦平方势.由于粒子在沟道中的运动行为十分类似于震荡器中运动的自由电子,可望把沟道辐射改造为Χ射线激光或γ射线激光.从Lindhard势出发,将其展开到四次项,在经典力学框架内,粒子的运动方程可以化为含立方项的二阶非线性微分方程,并利用Jacobian椭圆函数和第一类全椭圆积分解析地表示了系统的解和粒子运动周期,导出了正电子面沟道辐射的瞬时辐射强度、平均辐射强度和最大辐射频率,指出了利用沟道辐射作为γ激光的可能性.     

能谱仪

能譜仪一般是指測量各种带电粒子和电磁波所組成的射线(例如α射线,β射线和γ射线等)的动量或能量和相应强度的仪器。分离和测定中子束能量的中子谱仪事实上也是一种能譜仪,不过习慣上一般不把它們包括在所謂“能譜仪”的范畴內。 測量带电粒子用的能譜仪有:测量电子动量或能量的β譜仪和測量重粒子:质子或α粒子等用的重粒子谱仪。它們主要利用带电粒子在电磁場中运动的規律把不同动量或能量的带电粒子分別焦聚在不同的位置,或把它們随着电磁場的改变依次在同一位置焦聚。目前也有利用不同能量粒子的不同速度而設計成的能谱仪。速度不同的粒子在一定距离間的飞行时間不