水平层状介质中电磁场并矢Green函数的一种快速新算法

本文利用提取直射波并结合自适应数字滤波等技术提出一种计算水平层状介质中电磁场并矢Green函数的快速算法. 首先将谱域Green函数中表征均匀介质作用的直射波提取出来并对其积分进行解析计算,这种处理降低了谱域Green函数的奇异性,可在很大程度上缩短其积分收敛区间. 然后在将谱域Green函数剩余部分对应积分转化为三个快速下降积分的基础上,引入一种自适应数字滤波算法对其进行快速求解. 最后通过具体算例验证了本文所述算法的有效性. 关键词： 并矢Green函数 快速算法 水平层状介质     

用毕奥-萨伐尔定律计算磁偶极子的磁场分布

本文提供了一种用毕奥一萨伐尔定律求解磁偶极子的磁场分布公式的方法．此方法简单明了，求解过程严谨，为针对低年级大学生开设的“大学物理”课程中导出磁偶极子磁场的公式提供了一个很好的途径．     

层状介质中声无损检测的模拟研究

本文针对层状复合结构的实际声无损检测情况,模拟研究了声波垂直和斜入射两种情况下回波响应与层状结构特性变化的定量或定性关系,从而不仅比较明确地分析了实际检测中出现的多种现象,而且为实际检测的条件选择提供了依据。首先,在前人的弹性波理论基础上,简明推出了两个更为适用于计算机模拟的递推公式。其次开发了传输树的概念,使复杂的层状介质中的波传播过程变得了然。最后是系统的模拟研究,着重于粘接层的缺陷和各层中的高衰减这两大实际因素。     

磁偶极子在磁场中相互作用能及相互作用势能的简单计算

通过一简化的物理模型,计算了载流线圈在外磁场中的相互作用能及相互作用势能,且当载流线圈很小时便过渡到磁偶极子的情况。     

水平层状介质并矢Green函数的递推矩阵方法

采用递推矩阵方法计算任意数目水平层状介质的并矢Green函数.根据层界面处电场和磁场的连续性条件得到3个确定Sommerfeld积分待定系数的矩阵方程组,分别对应于垂向单位电偶极子产生的TM波、水平方向单位电偶极子产生的TE波和TM波,这些方程组均可通过递推方法快速求解.只需改变3个方程组中源项元素的位置,就可以方便地得到当源点和场点在任意层时的并矢Green函数.本文给出的并矢Green函数表达式形式简洁且不含指数增加项,计算时不会出现溢出现象.     

熔石英表面划痕附近电磁场分布模拟分析

亚表面缺陷是造成固体激光器光学器件损伤阈值过低的重要原因,而表面划痕是缺陷中重要的一种。使用时域有限差分方法（FDTD）模拟了熔石英表面圆柱形、三角形划痕对激光电磁场的调制作用,绘出了2维电磁场强度分布图,计算出划痕尺寸不同时电磁场的最大强度。数值计算结果表明,尺寸为二倍波长的划痕可以获得最大的电磁场强度,此时容易导致自聚焦;亚波长级和足够大尺寸的划痕作用基本可以忽略。一定尺寸的划痕,深度越大,最大场强也越大,但当划痕过深时最大场强反而会降低。     

熔石英表面划痕附近电磁场分布模拟分析

 亚表面缺陷是造成固体激光器光学器件损伤阈值过低的重要原因，而表面划痕是缺陷中重要的一种。使用时域有限差分方法（FDTD）模拟了熔石英表面圆柱形、三角形划痕对激光电磁场的调制作用，绘出了2维电磁场强度分布图，计算出划痕尺寸不同时电磁场的最大强度。数值计算结果表明，尺寸为二倍波长的划痕可以获得最大的电磁场强度，此时容易导致自聚焦；亚波长级和足够大尺寸的划痕作用基本可以忽略。一定尺寸的划痕，深度越大，最大场强也越大，但当划痕过深时最大场强反而会降低。     

介质窗横向电磁场分布下的次级电子倍增效应

本文利用自编P3D3V PIC程序, 数值研究了BJ32矩波导传输TE₁₀模式高功率微波在介质窗内、 外表面引发的次级电子倍增过程, 给出了次级电子3维空间位置分布特征、介质窗表面法向静电场分布规律以及电子数密度分布特性. 模拟结果表明: 对于介质窗内侧, 微波强场区域率先进入次级电子倍增过程; 而对于介质窗外侧, 则是微波弱场区域优先进入次级电子倍增过程. 形成机理可以解释为: 微波坡印廷矢量方向与介质窗外表面法向相同而与内表面法向相反, 内侧漂移运动导致强场区域电子易于被推回表面, 有利于次级电子倍增优先形成; 外侧漂移运动导致强场区域电子易于被推离表面, 不利于次级电子倍增形成. 准3维模型相对1维模型: 介质窗内侧次级电子倍增过程中, 次级电子倍增进入饱和时间长、饱和次级电子数目少、平均电子能量高、 入射微波功率低、沉积功率低; 介质窗外侧次级电子倍增过程中, 次级电子倍增进入饱和时间短、饱和次级电子数目少、平均电子能量低、 入射微波功率低、沉积功率低. 沉积功率与入射微波功率比值与微波模式、强度及介质窗内外侧表面关系不大, 准3维和1维模型计算结果均在1%–2%左右水平. 关键词： 高功率微波 介质表面次级电子倍增 粒子模拟 横向电磁场分布     

亚波长锥形波导的电磁场分布及传输特性

利用时谐电磁场和波导理论,推导出锥形卒心金属波导中球横电模和球横磁模各电磁场分量的解析表达式,对输出孔径是哑波长尺寸的锥形空心金属波导内球横电模和球横磁模的传输特性及与锥形空心金属波导内光透射率有关的时间平均能量密度分布进行了详细的分析.运用数值求解获得的精确本征值,进一步讨论了光波波长、锥形波导的长度、输出孔径以及锥角对锥形空心金属波导内时间平均能量密度分布的影响.研究结果表明,时间平均能量密度分布在锥形金属波导内呈现准周期性变化,且周期与传输模式、锥角及光波波长有关.并且,在传输径向坐标上会出现一个最大值,最大值的位置随光波波长、锥角发生强烈的变化.     

偶极子在径向非均匀介质中的电磁场分布

提出了柱状多层介质中的磁偶极子在任意介质层中的电磁场的递推算法，给出了磁偶极子产生的电磁波在柱状多层介质中的反射、透射系数和广义反射系数，从而得到了任意介质层中满足各层界面边界条件的电磁场解析表达式．     

Electromagnetic field representation in inhomogeneous anisotropic media

Some of the basic developments in the theory of electromagnetic field representation in terms of Hertz vectors are reviewed. A solution for the field in an inhomogeneous anisotropic medium is given in terms of the two Hertz vectors. Conditions for presentation of the field in terms of uncoupled transverse electric and transverse magnetic modes, in a general orthogonal coordinate system, are derived when the permeability and permittivity tensors have only diagonal components. These conditions are compared with some known special cases. This work was supported by the National Aeronautics and Space Administration, Langley Research Center, under NASA Grant NGR-23-005-477.     

电磁脉冲模拟器电磁场计算

利用电磁场张量法计算了平行板电磁脉冲模拟器内的电磁场并推导了其时域解析表达式。按照模拟器的平行板段和前后三角板的结构将平板近似为线网格。场的幅值由各线段元的不同滞后时间叠加来确定,其方向由线段元和场点的单位矢量经简单矢量运算来确定。计算结果表明：平行板段内的场具有横电磁分布特性,而靠近三角板处由于各线段元的非对称性贡献将使场出现其它分量。通过对模拟器的电场测量值与理论计算值相比较可知,两者大致相同。     

电磁脉冲模拟器电磁场计算

 利用电磁场张量法计算了平行板电磁脉冲模拟器内的电磁场并推导了其时域解析表达式。按照模拟器的平行板段和前后三角板的结构将平板近似为线网格。场的幅值由各线段元的不同滞后时间叠加来确定,其方向由线段元和场点的单位矢量经简单矢量运算来确定。计算结果表明：平行板段内的场具有横电磁分布特性,而靠近三角板处由于各线段元的非对称性贡献将使场出现其它分量。通过对模拟器的电场测量值与理论计算值相比较可知,两者大致相同。     

定轴转动带电体的远区磁场分布

类比定轴转动刚体转动惯量以及电偶极子电场的计算方法，得出定轴转动带电体的磁矩及其远区磁场分布。     

Entropy evolution properties in a system of two entangled atoms interacting with light field

In this paper, we use the field entropy as a measurement of the degree of entanglement between the light field and the atoms of the system which is composed of two dipole—dipole interacting two-level atoms initially in an entangled state interacting with the single mode coherent field in a Kerr medium. The influence of the coupling constant of dipole—dipole interaction between atoms and the coupling strength of the Kerr medium with the light field and the intensity of the light field on the field entropy are discussed by numerical calculations. It is shown that when the coupling strength of the Kerr medium with the light field is large enough, and the light field is strong, the degree of entanglement between the atoms with the light field becomes weaker. The degree of entanglement only changes slightly with the change of the coupling constant of dipole—dipole interaction between atoms.     

两种均匀磁介质分界面上有长载流导线的场和电流分布

分析两种均匀磁介质分界面上有长载流导线的场和电流分布，指出磁感应强度B=B(r)φ径向对称分布是由径向对称分布的总电流j=j(r)ez(包括传导电流和磁化电流)所激发,探讨了传导电流的分布与磁感应强度B、磁场强度H和磁化电流的分布的关系。     

Electromagnetic field produced in high-energy small collision systems within charge density models of nucleons

Recent experiments show that \begin{document}$ \Delta\gamma $\end{document}, an observable designed to detect the chiral magnetic effect (CME), in small collision systems (\begin{document}$ p+A $\end{document}) is similar to that in heavy ion collisions (\begin{document}$ A+A $\end{document}). This introduces a challenge to the existence of the CME because it is believed that no azimuthal correlation exists between the orientation of the magnetic field (\begin{document}$ \Phi_B $\end{document}) and participant plane (\begin{document}$ \Phi_2 $\end{document}) in small collision systems. In this work, we introduce three charge density models to describe the inner charge distributions of protons and neutrons and calculate the electric and magnetic fields produced in small \begin{document}$ p+A $\end{document} collisions at both RHIC and LHC energies. Our results show that the contribution of the single projectile proton is the main contributor to the magnetic field after averaging over all participants. The azimuthal correlation between \begin{document}$ \Phi_B $\end{document} and \begin{document}$ \Phi_2 $\end{document} is small but not vanished. Additionally, owing to the large fluctuation in field strength, the magnetic-field contribution to \begin{document}$ \Delta\gamma $\end{document} may be large.     

孔隙地层井壁上的声波首波及其诱导电磁场的原因

声波测井时孔隙地层中的声波首波平行于井轴沿井壁传播，它既有轴向位移分量，又有垂直于井壁的位移分量.这种以快纵波速度传播的波, 不仅含有由快、慢纵波势给出的梯度场,而且还含有由横波势给出的旋度场.慢纵波势的梯度是渗流位移首波的主要构成成分, 也是声电效应测井响应中存在伴随声波首波电场的主要原因.首波包含有旋度位移场，是存在伴随声波首波磁场的原因. 关键词： 孔隙介质 声波首波 诱导电磁场 测井