相对论磁控管中自磁场的影响

针对相对论磁控管中自磁场的产生与分布、自磁场对电子运动的影响以及自磁场对互作用的影响进行了深入分析。分析认为,由于自磁场分布的不对称,自磁场对不同区域电子束的作用不同。加速器一侧的电子束受到更明显的自磁场作用,促使此区域的电子束角向速度增加,直接激化模式竞争。同时,如果阴极比较靠近加速器一侧的1/4区域(距磁控管对称中心大约1/4高度）,模式竞争将进一步被激化。     

高温超导直流输电电缆结构研究

高温超导直流输电电缆存在多种结构,按照不同方式可分为:单极型与双极同轴型、单液氮通道型与双液氮通道型。文中主要通过分析电缆的磁场分布特性及过流稳定性等两个方面,分别对每种分类进行了分析比较,结果表明:双极同轴型电缆对绝缘要求高,结构紧凑、功率密度大,不仅能够屏蔽磁场而且还能使磁场分布得到优化,从而提高带材临界电流、增大电缆的电流裕度;单液氮通道型电缆制冷方式单一但在过流工况下由于铜骨架的分流作用,具有更高的暂态稳定性。     

YBCO线圈交流损耗的有限元分析与实验验证

随着高温超导YBCO带材载流能力的不断提高和成本的逐渐降低,YBCO线圈及磁体的应用将日益广泛。文中利用有限元方法研究了YBCO线圈的交流损耗特性,计算了50Hz下线圈的瞬时交流损耗,分析了每匝带材中的电流和磁场分布。仿真结果表明,线圈内侧承受的磁场最大,但线圈中部每周期的交流损耗最大,且线圈中始终存在未被磁场穿透的区域。除此之外,文中实验测量了YBCO线圈的临界电流和交流损耗,实验结果良好地验证了仿真方法的正确性。     

不同磁路电子回旋共振离子源引出实验

空间推进所用的电子回旋共振离子源(ECRIS)应具有体积小、效率高的特点. 本文研究的ECRIS使用永磁体环产生磁场, 有效减小了体积, 该离子源利用微波在磁场中加热电子, 电子与中性气体发生电离碰撞产生等离子体. 磁场在微波加热电子的过程中起关键作用, 同时影响离子源内等离子体的约束和输运. 通过比较四种磁路结构离子源的离子电流引出特性来研究磁场对10 cm ECRIS性能的影响. 实验发现: 在使用氩气的条件下, 特定结构的离子源可引出160 mA的离子电流, 最高推进剂利用率达60%, 最小放电损耗为120 W·A^-1; 所有离子源均存在多个工作状态, 工作状态在微波功率、气体流量、引出电压变化时会发生突变. 离子源发生状态突变时的微波功率、气体流量的大小与离子源内磁体的位置有关. 通过比较不同离子源的引出离子束流、放电损耗、气体利用率、工作稳定性的差异, 归纳了磁场结构对此种ECRIS引出特性的影响规律, 分析了其中的机理. 实验结果表明: 保持输入微波功率、气体流量、引出电压不变时, 增大共振区的范围、减小共振区到栅极的距离, 离子源能引出更大的离子电流; 减小共振区到微波功率入口、气体入口的距离能降低维持离子源高状态所需的最小微波功率和最小气体流量, 提高气体利用率, 但会导致放电损耗增大. 研究结果有助于深化对此类离子源工作过程的认识, 为其设计和性能优化提供参考.     

同轴波导环形相对论电子束空间极限电流

得到了1维条件下电子均匀分布时,环形电子束在同轴波导内轴向传输的空间极限电流解析表达式。通过讨论解析式在薄电子束和波导内导体半径为0等极限条件下的近似情况,分析了其合理性。在电子束非均匀分布的条件下,对空间极限电流进行了数值求解,并与解析计算结果进行了比较。理论研究表明：环形电子束在同轴波导内具有较圆柱波导内更高的空间极限电流,而且当电子束靠近波导壁时,空间极限电流会显著提高。     

有机发光二极管的光致磁电导效应

制备了结构为ITO/CuPc/NPB/Alq₃/LiF/Al的常规有机发光二极管, 之后对器件采用波长为442 nm和325 nm的激光线进行照射产生激子, 并在小偏压下(保证器件没有开启)对激子的演化过程进行控制, 同时测量器件的光致磁电导(photo-induced magneto-conductance, PIMC). 实验发现, 不同于电注入产生激子的磁电导效应, PIMC在正、反小偏压下表现出明显不同的磁响应结果. 当给器件加上正向小偏压时, 器件的PIMC在0-40 mT范围内迅速上升; 随着磁场的进一步增大, 该PIMC增加缓慢, 并逐渐趋于饱和. 反向小偏压时, 器件的PIMC随着磁场也是先迅速增大(0-40 mT), 但达到最大值后却又逐渐减小. 通过分析外加磁场对器件光生载流子微观过程的影响, 采用'电子-空穴对'模型和超精细相互作用理论对正向偏压下的PIMC进行了解释; 反向偏压下因各有机层的能级关系, 为激子与电荷相互作用提供了必要条件, 运用三重态激子与电荷的反应机制可以解释PIMC出现高场下降的实验现象.     

物理学咬文嚼字之四十三 左右可有别?

左右是个常见的源自日常生活的科学概念.英文物理文献中同左右之分有关的概念有handedness,helicity,spirality,chirality和parity,且关于左(left,link,gauche,sinister,nigh)、右(right,recht,droit,dexterous)的写法也是多样并存的局面.左右的对称性及其破缺在自然界得到了最广泛的表现.     

用于全光铯原子磁力仪的激光器稳频技术研究

全光铯原子磁力仪是采用光学的方法实现微弱磁场检测,激光频率稳定性直接影响磁力仪的灵敏度。分析了二向色性原子蒸气激光频率锁定(Dichroic atomic vapor laser lock DAVLL)技术用于稳定激光器频率的原理,及其在全光原子磁力仪中的应用优势,发现通常的二能级原子模型不适用于分析铯原子D2线的稳频。实验测量了不同磁场下铯原子D2线基态Fg=4和Fg=3跃迁的DAVLL光谱,发现16mT是实现DAVLL稳频的最佳磁场;在此磁场附近,基态Fg=4跃迁鉴频曲线零点相对于Fg=4→Fe=5跃迁会产生6MHz/mT的线性频移,基态Fg=3跃迁鉴频曲线零点相对于Fg=3→Fe=4线会产生-9MHz/mT的线性频移。     

磁场对含稀土铝锂合金断裂特征的影响

以含铈铝锂合金为研究对象，研究了磁场对含稀土铝锂合金时效过程的影响，从断裂特征及微观组织两方面分析了磁场作用规律。实验结果表明：未加磁场时，合金的断裂特征以理断裂为主；扁平晶粒厚度不匀，在磁场作用下，此合金的断裂特征与微观组织发生明显改观，随磁感应强度增强，合金主断裂面上准解理断裂特征减弱，同时二次裂纹增多，分层比较升高；扁平晶粒厚度变薄，尺寸趋于均匀。用少体物理理论，探讨了磁场对含稀土合金原子扩散过程的影响，为进一步研究稀土元素在磁场中的行为及其局域效应提供了一定的实验依据。     

磁场作用下铁电极的不均匀阳极溶解

采用电化学方法以及扫描电镜形貌观察研究了磁场对铁在硫酸溶液中的阳极溶解的影响 .恒电位极化测试结果表明 ,随外加阳极电位的增加 ,磁场的存在将加速阳极溶解 ,使振荡态或钝态变为活性溶解态 ,维持钝态 .于特定电位下与重力方向平行的电极表面两侧将因局部溶解加速而出现凹陷 .由于电极周边浓度梯度场的特殊性以及磁场的作用方向导致了铁的不均匀阳极溶解