电制备巨囊泡的方法和机理探索

利用倒置显微镜研究电制备巨囊泡,并分析其形成和成长的动力学机理.由于磷脂头部的电特性,电场对水化的磷脂双层的静电力促使磷脂膜内双层之间分离.在动力学的作用下,双层两叶的不对称受力引发其弯曲、出芽、膨胀、封闭以及相互融合.结果表明,电场参数、干磷脂膜的均匀性、缓冲液以及温度等因素影响巨囊泡的粒径、形状和稳定性.     

电制备巨囊泡的方法和机理探索

利用倒置显微镜研究电制备巨囊泡, 并分析其形成和成长的动力学机理. 由于磷脂头部的电特性, 电场对水化的磷脂双层的静电力促使磷脂膜内双层之间分离. 在动力学的作用下, 双层两叶的不对称受力引发其弯曲、出芽、膨胀、封闭以及相互融合. 结果表明, 电场参数、干磷脂膜的均匀性、缓冲液以及温度等因素影响巨囊泡的粒径、形状和稳定性.     

汽泡在电场作用下的变形

为探明外加电场对汽泡形状的影响规律,本文采用人工注射汽泡的方式,对均匀电场作用下单个汽泡的形状进行了可视化试验研究,计算了汽-液两相系统中的电场分布及汽泡所受的电应力。结果表明:电场作用下汽泡表面所受电应力分布的不均匀性导致汽泡沿与电场相平行的方向拉长,变成扁长椭球形。随着场强的增加,汽泡变形量加剧,汽泡与壁面的接触角逐渐变大。此外,讨论了汽泡变形对电场强化沸腾换热的影响。     

金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振与面形状关系研究

采用三维时域有限差分法,数值研究了等高、等体积下不同形状金属纳米颗粒的局域表面等离子体的共振性质及其规律,得到了面形状因子对共振波长的影响关系。研究表明,沿偏振方向的形状变化对共振波长偏移有重要贡献,在空气中,确定金属纳米结构局域表面等离子体共振波长的形状参数L可采用偏振方向上的纵横比和面形状因子描述,L可以拟合为纵横比和面形状因子乘积的线性函数。得到了等高、等体积下不同形状金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振的电场能量和共振波长的关系,面形状因子越小,形状越尖锐,电场能量越高,共振波长红移。研究结果为进一步了解金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振性质提供有益的参考。     

椭球体等形状介质的退极化因子

利用离散偶极子近似和电静态近似的方法研究了具有代表性的椭球体、圆柱体、立方体和其余5种形状介质粒子的吸收效率因子或内部电场,计算了外电场沿不同方向时粒子的退极化因子,阐明了得到任意形状粒子的退极化因子的简易方法.该计算结果可以加深学生对介质形状和退极化场大小关系的理解,并对介质的退极化因子的研究提供一定的参考.     

一次人工触发闪电上行正先导的传输特征

利用山东一次人工触发闪电的高速摄像和30 m, 60 m和480 m的同步电场测量, 清晰显示了人工触发闪电上行正先导的传输特征.上行正先导头部光强相对较强, 二维发展速度变化波动较大并呈现明显不规则性,表明上行正先导发展具有明显的梯级特征. 在先导开始阶段从340 m到705 m高度之间上行正先导平均发展速度为9.8×10⁴ m/s,起始速度是 3.8×10⁴ m/s,局部速度总体上随高度呈现增加趋势.电场变化在近距离产生有规律的梯级状 变化,记录到的28个梯级相邻梯级间隔变化从14 μs 到 39 μs,几何平均值为25.1 μs. 估计的先导梯级长度分布在0.9 m到3.7 m,几何平均值为1.7 m.先导电场变化由慢的正向梯级状变化和 脉冲变化组成,结合光学和电场变化测量结果,得出正先导头部通道发生弯曲可使其电场变化的梯级特征减弱 或消失;正负先导梯级形成机制可能类似,均由其先导头部前端的双向流光发展而来.     

阵列棒状电极尖端电场的数值计算

引言目前人们对一个棒状电极和板电极之间高压电晕放电已做过透彻理论分析,静电除尘技术的发展要求考虑电极为棒状电极阵列排列时的电晕放电现象。在对电极间隙内电晕流注进行分析时,必须计算棒状电极头部尖端附近的电场,其电场可写为     

阴极微凸起形状对热不稳定性的影响

为了研究阴极微凸起形状对其热不稳定性的影响,采用数值模拟方法研究了不同外加电场条件下,圆柱、圆台和圆锥形等不同形状微凸起的热不稳定性发展过程。结果显示:对于不同形状的微凸起,当微凸起顶部温度达到阴极材料的熔点时,微凸起内部温度分布差异显著,随着微凸起形状由圆柱-圆台-圆锥形变化,微凸起内部温度接近材料熔点的部位越来越少;外加电场相同时,微凸起形状越接近圆锥形,爆炸电子发射延迟时间越长;在阴极表面电场强度高于11 GV/m时,爆炸电子发射延迟时间随着微凸起顶底半径比值的减小或阴极表面电场强度的下降近似成指数规律增长。     

高气压强电场电离过程中的离子浓度分布规律

研究了高气压强电场电离区域的离子浓度分布的连续性方程, 对电离区域的电离物的产生、消失和输运进行了研究。通过采用电离放电增加了输入能量密度、G 值、电离占空比等, 从而提高了离子产生率。通过外加电场和离子“雪崩”头部的本征电场的叠加作用, 离子被束缚在放电通道中。对离子施加垂直电场方向的作用力, 就能把电场中的等离子体成束输送出去。已经能够做到有效体积仅为1cm³的等离子体源, 输运等离子体率达到 10¹² cm^{- 3}•s^{- 1}。     

加偏置电场的双曲线量子阱中的光整流效应

用量子力学中密度矩阵算符理论导出了加偏置电场的双曲线量子阱中光整流系数的解析表达式.并以典型的GaAs双曲线量子阱为例进行了数值计算。研究结果表明,该势阱中的光整流系数与势阱的形状和偏置电场的强度有关。通过调节势阱参量a以及外加偏置电场,在该势阱中可获得一个大的光整流系数.     

Controlling Josephson transport by manipulation of Andreev levels in ballistic mesoscopic junctions

We discuss how to control dc Josephson current by influencing the structure and nonequilibrium population of Andreev levels via external electrostatic gates, current injection and electromagnetic radiation. In particular we will consider the ‘giant’ Josephson critical current in ‘long’ SIS tunnel junctions and the regular and anomalous nonequilibrium Josepson currents in three terminal SNS junctions. We will briefly discuss applications to the Josephson field effect transistor (JOFET) and to the newly invented Josephson interference transistor (JOINT).     

基于MATLAB的静电场模拟

在静电场中引入电位和电场强度后,通过等电位线图和场强分布图可以具体的描述静电场这种抽象的物质场。传统的静电场模拟实验直观地展现出了静电场的分布从而形象地描述了静电场,由于这种方法属于类比模拟,所以存在一定的缺陷(比如不直接,不能描述立体规律等等)。随着计算机技术的发展,利用计算机技术来模拟静电场等物质场逐渐成为趋势。通过借鉴大量资料简要地介绍了如何利用计算机模拟静电场,如何利用MATLAB软件模拟静电场的问题。     

静电场模拟实验中误差的研究

静电场模拟实验是非常典型的实验,但是在数据处理中会发现大量误差,本文定性的研究了电压表内阻来源对实验结果的影响,加深对静电场描绘总体思路的理解。     

关于静电屏蔽上限的讨论

将导体壳放入外电场中,导体会在表面产生感应电荷,并达到静电平衡状态,导体壳腔内的电场处处为零,这就是静电屏蔽效应.然而,如果外电场极强,或者导体内部的自由电荷太少,以至于感应电场不能完全抵消外电场,则静电屏蔽效应将失效,这就是静电屏蔽的上限问题.本文从静电屏蔽的原理出发,将导体壳简化为一对平行金属平板的模型,定量的讨论了这一问题.通过计算我们发现,由于金属内存在大量的自由电子,在非极端问题中,宏观的导体装置都远远不会遇到静电屏蔽的上限问题.     

Nonlinear analysis of the equilibrium shape of a charged conducting drop in an electrostatic suspension

An analytical asymptotic expression is derived that describes the equilibrium shape of a charged drop of an ideal incompressible conducting liquid suspended in superposed collinear uniform electrostatic and gravitational fields. The expression is obtained in an approximation quadratic in the small amplitude of deviation of the equilibrium drop from a sphere, with the electrostatic field dimensionless strength taken as a measure of the deviation amplitude. With allowance for the gravitational and electrostatic fields and interaction between the drop self-charge and external electrostatic field, the equilibrium shape of the drop is found to be very close to a spheroid when the charge and the electrostatic field strength are far from their critical values. The analysis is carried out with a refined procedure of calculation of the equilibrium shape of drops placed in external force fields.     

On the instability against the surface charge of a liquid meniscus at the end of a capillary

The subject of consideration is instability of the flat meniscus of a viscous liquid at the end of a capillary in the gravitational field and an electrostatic field when the symmetry axis of the capillary is arbitrarily oriented relative to the direction of free-fall acceleration. It is shown that, if the electrostatic field strength is high, the development of meniscus instability does not depend on the orientation of the capillary. The instability growth rate versus wavenumber dependence for annular waves of different types on the meniscus surface is found to be nonmonotonic.     

Picosecond laser plasma creation in the presence of high electrostatic field on the surface of metals

Plasma was created by picosecond Nd-laser pulses on metal surfaces. In contrast to usual experiments the plasma was created in the presence of strong outer electrostatic field. In addition to strong ion and electron emission, very intense X-ray radiation was also observed, the intensity and energy of which depended to a very great extent both on the value and the polarity of the outer electrostatic field.     

Phase transitions induced in NaNbO3 crystals by varying the direction of an external electric field

The anisotropic behavior of the electrostatic field characterizing the phase transition from an antiferroelectric state to a ferroelectric state is studied for the first time with NaNbO₃ as an example. Structural changes taking place in the crystal as the direction of the electrostatic field is varied are studied and electrostatic field magnitude-direction phase diagrams are determined. Fiz. Tverd. Tela (St. Petersburg) 39, 1084–1087 (June 1997)     

静电系统受力和力矩计算

具有终端的静设备系统,是一种把电能转移为机械能的换能器。根据能量守恒和转换定律,导出该静电系统受力和力矩的两种计算方法及应用实例。     

Dominant electrostatic nature of the reversed field pinch dynamo

The origin of the dynamo velocity field of the reversed field pinch within the visco-resistive MHD modeling is uncovered. The main component of this field is an electrostatic drift. The corresponding electrostatic field is related to a small charge separation which is consistent with the quasineutrality approximation, and which should be present in real plasmas, too. While quite natural in the stationary single helicity state, this analysis is shown to extend also to the nonstationary multiple helicity regime. Numerical simulations provide the spatial distribution of fields and of charge separation.