应用电势梯度求场强时应注意的一个问题

文章通过分析利用电势与电场强度的微分关系求均匀、非均匀带电圆环轴线上的电场强度,探讨了在已知某一轴线上电势分布情况下求轴线上电场强度的方法,得到了电场强度在轴线上的投影是电势在该轴线上的变化率的结果.     

各向异性电介质中均匀带电矩形线框的空间电势和电场强度

从各向异性电介质中点电荷的电势表达式出发,采取分段计算叠加的方法,首先计算了各向异性电介质中均匀带电矩形线框的空间电势.然后,利用电场强度与电势梯度的关系,导出了各向异性电介质中均匀带电矩形线框电场强度的空间分布表达式.最后,对方形均匀带电线框和中心轴线上的特殊情形进行了简单说明.     

叠加法求均匀带电球体电场问题

现有教材中计算均匀带电圆盘轴线电场强度公式,只得到场强大小,没有明确给出场点和圆盘的相对位置与场强方向之间的关系。若根据场强叠加的方法利用此公式计算均匀带电球体的场强分布,容易得到错误的结果。将符号函数引入均匀带电圆盘轴线上电场强度计算式,可以得到场强大小及相对于圆盘的方向,清楚而准确地给出均匀带电圆盘轴线电场强度。利用该公式再次求解均匀带电球体电场,结果与利用高斯定理得到的结果完全相符。     

圆环形线电荷的场

在电磁学中,常用计算圆环形线电荷轴线上的电位(电势)和电场强度来作为静电场的典型例题。但在常见的书刊中都没有给出圆环形线电荷全部场的分布情况。有的文章(注1)给出了电荷环电位的解法,但却使用了较深的数学方法。本文从较简单的数学方法出发,导出圆环形线电荷空间电位及电场强度的分布。 将半径为R,线电荷密度为r的圆环形线电荷置于圆柱坐标系中。空间中任意一点P的电位(由几何对称性可知)仅与变量ρ及z有关(图1)。在圆环上面任取一元线段dl, da则 dq=。dl,由 dq产生的电位dw一百天了, N此P点的电位为: 由图中的几何关系得:代人上式…     

均匀带电细圆环的电场的一般分布

直接由电场强度的计算公式计算均匀带电细圆环在全空间的电场分布,绘制出电场量值的空间分布图,进而讨论均匀带电圆环平面内、中心轴线上和远区的电场．     

水听器非轴线布放时的拖线阵流噪声响应

对拖线阵流噪声理论做出两项改进.(1)对Corcos/Carpenter两种压力起伏模型以及相应的拖线阵流噪声响应进行了全面的比较; (2)讨论了有限水听器非轴线布放时的拖线阵流噪声响应,并导出了噪声功率谱的解析表达式.结果表明,这两种压力起伏模型的波数谱、流噪声响应具有一定差别;流噪声响应与拖曳速度、套管外径以及轴线偏移距离有着密切关系.基于Carpenter模型的数值分析表明,拖曳速度提高一倍,噪声功率谱增加约24 dB,且随着套管外径的增大而减小、轴线偏移距离的增大而增大.套管外径以及轴线偏移距离对高频噪声的影响要大于其对低频噪声的影响.     

均匀带电细圆环电场的分布

在柱坐标系中根据电场强度的计算公式,计算出均匀带电细圆环在全空间的电场公布,得到了级数形式解;讨论了圆环平面内、中心轴线上和远区的电场分布情况。     

均匀异号电荷等大共轴圆板轴线上电场均匀性研究

重新推导了均匀带电圆形薄板在轴线上的电势和电场强度公式,建立了均匀带等量异号电荷共轴圆板在轴线上的电势和场强公式.研究表明:均匀带等量异号电荷共轴圆板在轴线中心的场强最小,两板内表面的场强最大.引入均匀系数的概念,说明了两板之间的轴线上形成匀强电场的条件.     

利用拖线阵运动特性的阵形估计方法

有效估计阵形是提高机动条件下拖线阵声呐探测性能的关键,流体力学类阵形估计方法稳定性和可靠性欠佳,导致其难以应用于工程实际,该文针对此问题提出一种基于拖线阵运动特性的阵形估计方法。利用稳态振荡响应公式计算拖船回转机动时拖线阵稳态阵形特性,将转向机动过程中阵上各点运动状态划分为若干阶段,进而依据偏微分方程特征线理论计算各阶段的分界时刻,探究阵上相邻两点的沿阵切线方向差变化规律,最后通过计算当前阵上各点的沿阵方向实现阵形估计。计算机仿真和海上实验数据验证表明算法可行且有效,与传统的流体力学类阵形估计方法相比具有更高的稳定性和更好的工程应用前景。     

任意三角形均匀带电线框的空间电势和空间电场计算

从均匀带电直线的电势出发,采取分段计算然后叠加的方法,首先导出均匀带电任意三角形线框的空间电势表达式,然后,利用电场强度与电势梯度的关系,进而导出了均匀带电任意三角形线框的空间电场表达式,并讨论了均匀带电正三角形线框和中心轴线上的特殊情况.     

怎样利用电势、电势差求未知电场

电场强度和电势、电势差是电场中重要物理概念．理解它们物理意义的同时，还必须弄清楚它们的来龙去脉及其联系．电场强度是从力的角度研究电场而引入的，电势和电势差是从能量的角度研究电场而引入的．两者从不同侧面反映了电场这一特殊物质的两种属性，它们存在着必然的联系．电场线可以形象化的描述电场，电场线上每一点的切线方向表示该点的场强方向，电场线在某一区域的密疏分布可以表示场强的大小．因此，电场线与电势也有密切联系．电场线、电场强度与电势、电势差之间联系可归纳如下：1)电场强度跟等势面垂直，电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面；     

线电荷椭圆环中心轴线电场分布

运用场的叠加原理和椭圆积分的理论和方法,导出了线电荷椭圆环中心轴线场强分布的解析表达式,进行了有关的讨论,指出线电荷椭圆环中心轴线场分布具有的重要特性.     

Ag纳米颗粒修饰碳纳米管复合结构的拉曼增强及其结构参数优化

为了分析Ag纳米颗粒修饰碳纳米管(AgNPs/CNTs)复合结构的表面增强拉曼散射(SERS)电磁增强特性,用FDTD Solutions软件建立了AgNPs/CNTs复合结构的仿真模型,通过改变AgNPs尺寸、颗粒之间的间距及激励光源参数对AgNPs/CNTs进行了电场强度分布的仿真计算。仿真结果表明:AgNPs/CNTs复合结构存在两种"热点",一是CNTs和AgNPs之间的耦合,二是CNTs上两个AgNPs之间的耦合。在仿真参数范围内,随着AgNPs尺寸增大,最大电场强度先增强后减弱;随着AgNPs间距增大,周围电场强度减弱;当激励光波长为532nm时,AgNPs/CNTs周围的电场强度最大。以SiO_2膜作为基底材质,当AgNPs尺寸为60nm,颗粒间距为2nm,入射光波长为532nm时,AgNPs/CNTs周围的电场强度最大,计算增强因子约为108;理论和实验都证明Ag膜基底的SERS增强效果比SiO_2膜的增强效果更好。     

石英管对平行WR-430波导谐振腔电场的影响

详细讨论了石英管对平行WR-430波导谐振腔内部电场强度的影响。在没有石英管时,电场强度在每个狭缝附近发生突变,其峰值沿着一个波导逐渐减小,而沿着另外一个波导逐渐增大。存在石英管时,内部电场变弱且沿着石英管内表面无规则振荡,而且电场沿着两个波导之间的中心轴线波动。当石英管壁厚度和离上下波导的距离分别为5和2 mm时,谐振腔内部的平均电场强度达到最大,而且电场强区面积较大。当上述两者分别超过5和2 mm时,内部电场的最大值会随着石英管壁厚度和距离逐渐减弱。低气压和大气压空气等离子体在谐振腔内部被激发,其形态比较接近各自的仿真的电场强度分布。     

基于亚波长步进光延时线的雷达宽带波束形成技术

利用光延时技术抑制宽带相控阵雷达的波束色散,光延时量的离散特性会引入波束指向偏差.通过线性相位拟合法分析了最小延时改变对阵面等效相位分布的影响,建立了延时线步进与雷达波束指向偏差间关系的理论模型,得到波束指向偏差与延时步进成正比,与阵元间距、阵元数平方和波束指向的余弦值成反比.通过仿真和实测数据验证了该技术的可行性.实...     

电场作用下C60富勒烯分子的几何构形与电子结构

采用分子动力学与半经验量子力学相结合的方法,对不同强度电场作用下C60富勒烯分子的体积、形变、电荷分布、偶极矩、系统能量、分子轨道能级等进行了计算,分析了外加电场对C60富勒烯分子几何构形、电子结构的影响.研究结果表明:①在电场作用下,C60富勒烯发生极化,分子沿电场方向伸长,沿垂直电场的方向缩短,体积膨胀.当电场强度增至0.102 a.u.时,C60分子构形破坏.②随着外加电场强度的增加,C60分子的偶极矩增大,系统能量、LUMO,HOMO能级减小,但LUMD,HOMO之间的能隙却先是减小,然后增大.     

C_(60)O_n(n=2,3)异构体的合成和理论计算研究

本文通过臭氧氧化C60得到C60On的混合物,反相高压液相色谱图表明有两种C60O2异构体和两种C60O3异构体,分别标记为C60O2(I)、C60O2(II)和C60O3(I)、C60O3(II),同时得到了它们的UV-vis谱图。为了确定它们的最可能结构,我们对四种最可能的C60O2异构体和九种最可能的C60O3异构体进行了理论计算,从能量、偶极矩、电子光谱方面进行了系统研究,提出了实验得到的C60On(n=2,3)的稳定结构。计算结果与实验吻合良好。     

基于莫尔干涉的激光中心波长精确检测的研究

为了提高激光中心波长检测的精确度,提出了基于正交干涉原理的静态干涉系统,由两个相互垂直的棱镜组成产生二维平面上的光程差分布,以面阵CCD取代线阵CCD,对平面上的正交干涉条纹数据进行采集.在计算分析莫尔干涉仪的光程差分布的基础上,计算干涉图像中干涉条纹的拼接及傅氏变换等,最终得到光谱分辨率.由MATLAB仿真软件分析结果可知,静态莫尔干涉系统可以产生的光程差最大为234μm,比等尺寸的傅里叶干涉体高约一个数量级.实验标定用的光谱仪选用LAB SPAKR 750A型光谱仪,针对中心波长为635 nm的半导体激光器进行测量,结果显示中心波长位置基本一致,但在中心波长附近的光谱细节上莫尔干涉优于传统干涉具.     

交流单针-板介质阻挡放电等离子参数空间分布研究

通过氩气和空气中交流针-板介质阻挡放电的光谱,研究了在外加电压正半周流注放电的等离子发光强度、谱线宽度、电场强度在放电通道内从针到板的空间分布情况,分析了介质板的存在对等离子参量空间分布的影响。通过对氩气放电光谱中763nm和772nm两条谱线强度研究发现,沿着放电通道从针到板等离子发光强度在针尖附近先增大后减小,在平板电极附近又迅速增大。通过研究氩气放电中696.54nm谱线的展宽发现,谱线宽度在平板电极附近最大。通过空气放电光谱中氮分子离子线(391.4nm)和氮分子谱线(394nm)的强度比,计算了放电通道中电场强度的分布,发现沿着放电通道从针到板电场强度先减小后增大。研究发现,介质板的存在对于放电等离子参数的空间分布有着重要影响。     

正三角形载流线圈的空间磁场分布

利用一段载流直导线在空间某点的磁场,对正三角形载流线圈进行分段计算,然后根据场强叠加原理,求出正三角形载流线圈的空间磁场分布,并讨论了线圈平面上和中心轴线上的磁场分布情况。