水平磁偶极子电磁场特征研究
电偶极子在电磁场中的作用和应用
电偶极子在电磁场中的作用和应用电偶极子是一对等大等质量的正负电荷,它们之间由一个固定的距离连接。
在电磁学中,电偶极子是一个重要的概念,它在电磁场中扮演着重要的角色。
本文将探讨电偶极子在电磁场中的作用和应用。
首先,电偶极子在电磁场中的作用是产生电场和磁场。
当电偶极子处于电磁场中时,正负电荷之间的距离会发生变化,从而产生电场。
电场的强度与电偶极子的电荷大小和距离有关。
此外,由于电偶极子的正负电荷在空间中产生相对运动,会形成一个环绕电偶极子的磁场。
磁场的强度与电偶极子的电荷大小、距离以及运动速度有关。
其次,电偶极子在电磁场中的应用十分广泛。
一个重要的应用是在天线中。
天线是将电信号转换为无线电波的装置。
其中,电偶极天线是最常见的一种。
电偶极天线由一个电偶极子构成,当电流通过电偶极子时,会产生电磁场,从而辐射出无线电波。
电偶极天线在通信和广播中起着至关重要的作用。
此外,电偶极子在核磁共振成像(MRI)中也有应用。
MRI是一种医学成像技术,通过对人体内部组织的核磁共振信号进行分析,可以获得高分辨率的影像。
在MRI中,强大的磁场会使人体内的核自旋发生共振,产生信号。
这些信号被接收并转换为图像。
在这个过程中,电偶极子的概念被用来描述核自旋的运动。
另一个应用是在电子设备中的电容器。
电容器是一种用来存储电荷的装置。
它由两个导体板之间隔开一定的距离构成。
当电压施加在电容器上时,正负电荷会在导体板上积累,形成电场。
这个过程可以看作是一个电偶极子在电磁场中的作用。
电容器在电子设备中广泛应用,如电脑、手机等。
此外,电偶极子还在光学中有应用。
光学是研究光的传播和光与物质相互作用的学科。
在光学中,电偶极子被用来描述光的偏振。
偏振是指光波中电场矢量的方向。
当光波通过偏振片时,只有与偏振片方向相同的光波能通过,其余的光波被吸收或反射。
偏振片实际上是由许多微小的电偶极子构成的。
总之,电偶极子在电磁场中扮演着重要的角色。
它们产生电场和磁场,并在许多领域中有广泛的应用,如天线、核磁共振成像、电容器和光学等。
电磁场与电磁波实验指导书(参考)
电磁场与电磁波实验指导书目录实验一电磁波感应器的设计与制作实验二电磁波传播特性实验实验三电磁波的极化实验实验四天线方向图测量实验实验一电磁波感应器的设计与制作一、预习要求1、什么是法拉第电磁感应定律?2、什么是电偶极子?3、了解线天线基本结构及其特性。
二、实验目的1、认识时变电磁场,理解电磁感应的原理和作用。
2、通过电磁感应装置的设计,初步了解天线的特性及基本结构。
3、理解电磁波辐射原理。
三、实验原理随时间变化的电场要在空间产生磁场,同样,随时间变化的磁场也要在空间产生电场。
电场和磁场构成了统一的电磁场的两个不可分割的部分。
能够辐射电磁波的装置称为天线,用功率信号发生器作为发射源,通过发射天线产生电磁波。
图1 电磁感应装置如果将另一付天线置于电磁波中,就能在天线体上感生高频电流,我们可以称之为接收天线,接收天线离发射天线越近,电磁波功率越强,感应电动势越大。
如果用小功率的白炽灯泡接入天线馈电点,能量足够时就可使白炽灯发光。
接收天线和白炽灯构成一个完整的电磁感应装置,如图1所示。
电偶极子是一种基本的辐射单元,它是一段长度远小于波长的直线电流元,线上的电流均匀同相,一个作时谐振荡的电流元可以辐射电磁波,故又称为元天线,元天线是最基本的天线。
电磁感应装置的接收天线可采用多种天线形式,相对而言性能优良,但又容易制作,成本低廉的有半波天线、环形天线、螺旋天线等,如图2所示。
图2 接收天线本实验重点介绍其中的一种─—半波天线。
半波天线又称半波振子,是对称天线的一种最简单的模式。
对称天线(或称对称振子)可以看成是由一段末端开路的双线传输线形成的。
这种天线是最通用的天线型式之一,又称为偶极子天线。
而半波天线是对称天线中应用最为广泛的一种天线,它具有结构简单和馈电方便等优点。
半波振子因其一臂长度为/4λ,全长为半波长而得名。
其辐射场可由两根单线驻波天线的辐射场相加得到,于是可得半波振子(/L λ=4)的远区场强有以下关系式:()cos(cos )sin I I E f r rθπθθ==60602 式中,()f θ为方向性函数,对称振子归一化方向性函数为:()()maxcos(cos )sin f F f θθπθθ==2 其中max f 是()f θ的最大值。
电磁偶极子全空间场的分布及对偶性分析
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高 新 技 术
电磁偶极子 全空 间场 的分布及对偶性分析
刘 文 庆 黄 朝 军
( 陕西理工学院物理 系, 陕西 汉中 7 3 0 ) 20 0
摘 要 : 坐标下 , 用位 函数和 场强 的 关 系, 出电偶极 子 和磁 偶 极子 全 空 间的 电场 强度 和磁 场强度 的表 达式 , 据 对偶 原理 在球 利 给 并根
分 析 了电磁 偶 极子 全 空间场 强表 达式 的对 偶 关 系。 关键 词 : 极子 ; 偶 电场 强度 ; 场 强度 ; 磁 对偶 性
整 个 电磁 理论 中像这 种对 偶关 系并 不仅 仅 局 云 P ( ̄ cs +es 0 e2o 0 oi ) n 电偶极 子 和磁偶 极子 作 为一 种理 想化 模 , ( 限于 电磁偶 极 子的场 分布 表达 式之 中 ,而是 5 ) 型 , 电磁 理论 中具有 重 要 的地位 , 们是 很 在 他 2磁偶 极子 全空 间场 的分 布 在 电磁 理论 中所 有 的电参 量都 存在 对偶 关 系 多 电磁 场求 解 问 题 的基 础 _] 如 在研 究 介 l, -例 3 磁偶 极子 是指几 何线 度( 半径 a ) 于场 或 对偶 量 , 没有 对偶量 , 们仍 然 可 以给 远小 即使 人 质 的极 化和 磁化 问题 时 ,可 以将介 质 等 同与 点 P 到其 中心距 离 r : 的载 流 圆形 平 面 回路 , 假 想一 个对偶 量 ,以便 于对 问题 的 理解 和满 无数 多个 电偶极 子 和磁偶 极 子 ,然 后求 解 这 其 磁 失 位 和 磁 场 是 研 究 介 质 磁 化 问题 的 基 足 人们 主观 上 的对 称 性 ,例 如 电荷 的对偶 量 些偶极 子在 空 间激 发 场 的叠加 就 可 以给 出极 础 。若 圆形 回路载 有 电流 为 I且位 于 直角 坐 可 以假 想磁 荷来 替代 ,若再 假设 磁标 位 的存 , 化介 质和磁 化介 质在 空问 场 的分 布 。而 且 标 系 的 xy 面 , o平 圆心 在 坐标 原点 上 , 该 圆 在 ,则 电场 的位方 程 就可 以完 全移植 到 磁场 则 电磁偶 极子 是天线 中最 基 本 的天线 振 子1 对 形 回路 的电 流分 布具 有对 称性 ,在 球 面坐 标 当中 ,这 对 于磁场 的研 究 和分 析带来 极 大 的 6 1 , 且 其场 的分布 的研究 有利 于 更深 层次 的理解 天 系 中该载 流 回路 的磁失 位 只有 分 量 , 其 方 便 ,完 全可 以将 电场的研 究方 法 通过 对偶 和 与 无关 , 可将 场 点选 关 系用于研 究磁 场 的各 种性 质 。 故 线 的工 作原理 , 进天 线技 术 的开 发和 应用 。 只是 r 0的 函数 , 促 4结语 本 文在 球坐标 系 中利用 位 函数 和场 强之 间的 取 在 XZ 面并不 失一 般性 , O平 根据磁 失位 的计 本 文利 用 位 函数 和 场 强 之 间 的关 系 , 给 关 系 ,给出 了 电偶 极子 和 磁偶 极子 全 空 间场 算 关 系 ,可得 出此 载流 圆形 回路 在 空间 任一 分布 的解析 表达式 ,根 据 对偶 原理 分析 了电 点 的磁 失位 为 出 了球 坐 标 系 中 电 磁 偶 极 子 全 空 间 的场 分 f 7a i f m n0 k 1r s 0 n s i 布 ,同 时简要 分析 了 电磁偶极 子 场强 之 间 的 场强度 和磁 场强度 表 达式 的对 偶关 系 ,为 加 — 7一 丁 , 【 f 对偶 关 系及应 用 ,为深 入理解 和掌握 电磁 理 6 1 深理解 电磁偶 极子 全空 间 场 的分布 提供 一 种 式 中 m 为 圆形 回路 磁 矩 m:1a 一 7。 r 的模 论提 供一 种方 法和 技巧 ,也有 利 于理解 物 质 方 法 ,有 利 于促 进对 极 化允 质 和磁 化介 质 场 值, 鬲的方 向 n 电流 流 向成 右手 螺旋 关 系 , 的极 化和磁 化 ,而且 还可 以初 步 了解 天线 的 和 分 布的研 究 , 同时 , 可 以对 最基 本 天线 的场 还 0 场点 的极 角 , 用矢量 形式 表示 载流 圆形 基 本原 理 , 于工程 应用 。 为 若 利 分 布有初 步 的认 识 。 参 考 文 献 回路 的磁 失位 , ( 可表示 为 则式 6 ) 1 电偶 极子 全空 间场 的分 布 【】 媛 , 军, 志方, 1 徐 徐建 林 电偶 极 子和磁 偶 极 子 电偶 极子 是指相 对 于点 电荷 到场 点距 离 m  ̄r : _ 『 而 言间距 很小 的两个 等 量异 号点 电荷 组 成 的 ( >> , . 1 ( 在 外 场 中 受 力 和 力 矩 公 式 的 一 种 简 明推 导 7 ) 4r , 7 . [ 大 学物 理 , o, 51)9 4 J L 2 6 2(O: —0 o 3 系统 ,其 电场和 电位 可 以用来 分 析 电介质 的 在球 面坐 标 系 中根据磁 失 位和 磁感 应 强 【】 荒 逸, 偶极 子 与磁 场 的相 互作 用能 与 2 邱 磁 极化 问题 。若 两等量 异号 电荷 的 电荷 量 为 q , = × 可得 J ] 间距 为 1则其 电偶 极矩 为 :q , 中 由 度之 间 的关 系 百 v , 全 空 间磁场 表 达 相 互 作 用 力 f,连 云 港职 业 技 术 学 院 学报 , , 7其 是 负 电荷指 向正 电荷 的有 向距 离 ,设 空 间任 意 式 为 20 .1()9 8 . 0 5 827 —0 : 【】 家礼 ,电 磁 场 与 电磁 波 【】 三版 , 3王 M, 第 西 场点 P到 正 、 电荷 的距离 分别 为 r和 r 且 曰= V ×A = 1 负 2 , ( 2C S + e sn , O 0 i ) 4r 7r () 安 : 8 西安 电子 科技 大 学 出版社 ,09年 8月. 20 r >,> l取 电偶 极 子 的轴 和直 角坐 标 系 的 , 1 2>, > r z 轴 重合 , 以上讨 论 的 电磁 偶极 子 的场 分 布都 是 电 [】 先权 , 海峰 , 4胡 廖 电偶极 子位 于均 匀介质 球 电偶极 子 的 中 心在 坐标 原 点 , 电 则 荷 和 电流 都是 稳恒 的 ,若将 电偶 极 子 的电荷 中时球 外 电场的研 究 大学 物理 , 0 , 7 2 8 2 0 偶 极子 在 P 点 的电位为 r ' 1 看作 是接 高频 信号 源 的开路 电流 ,将 磁 偶极 (1 2 - 3 1)0 2. : 子 中流 过 的 电流 也 看作 是 高 频 的 时变 电流 , 【 史晓锋 , , 宝发 等 , 分 层 非均 匀介 5 】 李铮 王 倾斜 J 1 若用 r 表示 P 点 到 坐标 原 点 的距 离 , 考 则可 以得 到 电基本 振 子天线 和磁 基本 振 子 天 质 中磁 偶极 子 场的数 值 分析 f北 京航 空航 天 线 在 全空 间 的场分 布 ,利 于进一 步 理解 天线 大学 学报 , o 3 2()3 —3 . 2o , 9 : 6 19 21 虑到 r >,> l l lr > , > 2 则 的工作 原理 。 [廖 艳 苹, 莘元, 6 】 杨 马惠珠 等 , 限偶极 子 天线 有 3 电磁偶 极 子的对偶 性 分析 阵 的 电磁散 射 理论研 究 兵工 学报 , 0, 2 7 0 式 ( 和式 ( 给 出电偶极 子 和磁偶 极 子全 2 ( : 2 16 5 ) 8 ) 82 1 - 8 )8 空 间 场分 布 的解 析 表达 式 , 比较二 式 可看 出 , 作者 简介 : 文庆 ( 9 7 ) 男 , 刘 1 8 一 , 河南郑 州 式( 、 )中的 0 r z 2( )3 为 和 轴之 间 的夹角 , 其 表达 式具 备完 全相 同的形式 ,根据 对偶 原 理可知他们之间必然存在着对偶关系,若对 人 , 士 , 西理 工 学 院物 理 系, 将 式( 、 ) 人式 (可 得 2 (带 )3 1 ) 学 陕 电子信 息 科 口c s /o 0 一 P. 式 f做 替换 , 云 成 百, P换成 m, l 。 学与技 术 。 5 ) 将 换 将 将 , £ 或 ’ 4 换成 。则可 以直接 得到 式( , ( ) , 8 同样做 相反 的 ) 指 导教 师 简介 : 黄朝 军 (9 7 ) 男 , 西 17 一 , 陕 替换 , 可 以由式 (得 到 式( , 明 电偶极 子 旬 阳人 , 士 , 也 8 ) 5说 ) 根据 电场强度 和 电位 函数 之 间的关 系 硕 陕西 理 工 学院 物理 系讲 师 , 主 , 云 v 可得 电偶极 子在 求 坐标 系 中 电场强 和 磁偶 极 子 全 空 间场 的表 达 式存 在 云和 百P 要 从 事大 学物理 教 学及 无线 电物 理方 面的研 =一 和 n, e 和 。 l1 。 / 的互 为对 偶关 系 。实 际上 , 在 究 度 为
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上周二选做作业二:
电偶极子、磁偶极子的 真实结构与远场近似公式 关于,E, A,B四个场分布的数值比较
孙午炯
1.电偶极子—标势
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孙午炯
1.电偶极子—标势
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A
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孙午炯
4.磁偶极子—磁场
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(r2 z2)2
孙午炯
2.电偶极子—电场
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《物探化探计算技术》2015年1~6期总要目
《物探化探计算技术》2015年1~6期总要目佚名【期刊名称】《物探化探计算技术》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】8页(P797-804)【正文语种】中文联用高斯求积与连分式求和计算Hankel变换及在地球物理上的应用……… 胡瑞华,林君,孙彩堂,刘长胜,周逢道(1 )沥青混凝土机场跑道面层脱空探地雷达图像模拟及应用研究…………………………………………………… 肖都(10)细胞神经网络在重力异常分异中的研究及应用…………………………… 李超,江玉乐,胡明科,蒋亚东,郑成(16)中梯装置相位激电电磁耦合研究…………………………………………………………………………………… 郭鹏(22)AMT勘查贵州铁(稀土)多金属矿效果分析…………………………………………… 张西君,杨胜发,张海,李家斌(27)基于cole-cole复电阻率模型的线源可控源有限元数值模拟……… 王珺璐,刘明文,李荡,李建华,林品荣,王萌(32)高阶导数在分离重力叠加异常中的研究及应用………………………………………… 谭建秋,江玉乐,黎莎,李超(40)瞬变电磁中两种发射源的响应特征研究……………………………………… 张扬,雷宛,杨武,刘家福,苏鹏(45)地面高精度磁法在青海尕林格矿区磁铁矿勘查中的应用……………………………………… 武明贵,陈健,钟皓(51)措勤盆地色林错-申扎北剖面电性特征分析……………… 卢景奇,何梅兴,方慧,白大为,裴发根,杜炳锐,张小博(56)使用1∶1万数字地形图进行重力近区地形改正方法试验研究…………………………………… 高智超,王晨阳,李玉涛(61)泊松阻抗地震属性在刚果A区块油气检测中的应用……………………………………………………… 解吉高,崔维,刘春成,刘志斌,张益明,王志红,牛聪,叶云飞(65)不整合面下隐伏逆冲断层反射地震成像模拟研究…………………………… 原健龙,丘斌煌,刘洪星,周武,余嘉顺(70)低频信息对阻抗反演的影响分析……………………………………… 许艳秋,文晓涛,郝亚炬,刘开元,刘佳乐,曾驿(78)叠前同步反演在M地区储层预测中的应用…………………………………… 陈利,方中于,但志伟,杨平华,梁立锋(83)钢管混凝土叠合柱弹性波CT空洞与脱空缺陷检测分析…………………… 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黄天统,朱自强,鲁光银,曹书锦(428)现行三类平台航磁勘查系统特点及勘查效果评述……………………………………… 崔志强,胥值礼,孟庆敏,高卫东(437)多功能电法数据处理解释软件系统及其应用效果……………………………………………… 刘明文,顾观文,吴文鹂(444)国内外多功能电法仪的对比试验研究………………………………………… 李建华,林品荣,丁卫忠,李荡,王珺璐(452)地球物理野外实验场候选地遴选方法研究………………………………………………………………… 龚胜平,王明明(459)高密度宽方位地震资料处理技术研究进展………………… 王兆磊,公亭,李隆梅,李国生,赵志强,顾小弟,孟晓梦(465)一种基于叠前反演的孔隙度预测方法…………………………………………………… 周单,朱童,胡华锋,唐金良(472)基于微分格式的微地震走时反演方法研究………………………………………………………………… 胡飞,苏奥(478)模型正演技术在巴中地区须四段主河道砂体识别中的应用…………………………………… 肖伟,王明飞,何志勇(488)松辽盆地葡南油田西缘薄砂体储层地震预测…………………………………………………… 尹兵祥,邱长星,刘洪涛(494)准噶尔盆地地震速度场的建立……………………………………………………………………………………… 徐群洲(502)文昌A凹陷油气勘探中的频率域信息应用与探索……………………………………… 刘仕友,李辉,杨振建,闫安菊(508)信息化背景下地震处理技术的一些发展趋势及对策探讨…………………… 邱铁成,焦叙明,李欣,谢涛,李永超(512)西昆仑甜水海铅锌矿地质地球化学特征及找矿标志………………… 谢渝,陶玲,李美英,赵森,李惠,赵同寿(517)北部湾东部海域表层沉积物常量元素地球化学特征及其物源指示意义………………崔振昂,甘华阳,刘文涛,张亮(522)Mallat小波滤波器系数的计算与地质应用………………………………………………………… 赵应权,沈忠民,周爱芬(532)对地球化学图编制过程的深层探究……………………………………………………… 高艳芳,陈军威,张玉领,王文君(538)接地电阻稳定性对音频大地电磁法测量的影响………………………………………………… 汤井田,胡双贵,肖晓(547)航空磁测中正常地磁场校正………………………………………………… 骆遥,罗锋,王明,何辉,王林飞(552)层状大地表面中心回线瞬变电磁响应特征…………………………………………… 吴琼,李永博,李貅,晋达(560)地下瞬变电磁法一维反演…………………………………………… 智庆全,武军杰,邓晓红,张杰,王兴春,杨毅(566)天津市重力数据三维可视化反演建模研究……………… 郑国磊,徐新学,李世斌,马为,王茜,袁航,曹朋军(571)高原深切割地区寻找铜多金属矿的物探方法的选择与实践——以四川里伍矿田找矿为例……………………………………………………………………………… 陈道前,唐高林,胡如权,严利伟,刘琪(578)摩天岭岩体北部俾门断裂带深部电性特征及其与铀成矿关系…… 孙栋华,汪冰,朱琳,宁媛丽,段晨宇,牛家骥(584)地面高精度磁测在寻找隐伏铜铁矿的应用………………………… 柳康伟,曹礼刚,吴兴,邱林,彭江英,罗方兵(592)基于磁法数据的边缘识别方法研究——以内蒙古某地区为例…………… 安百州,冯志民,李宁生,张代磊,白亚东(599)CSAMT法在祁漫塔格隐盲矿勘查中的应用效果——以卡而却卡矿区为例……………………………………………………………………………… 白国龙,何书跃,赵勇,张勇,张鹏(606)三参数小波多尺度蚂蚁追踪技术研究与应用……………………………… 乐友喜,赵迎,张会娟,刘兵卿,黄健良(610)基于时间和空间方向差分稀疏约束的叠前AVO反演………………………………………… 马彦彦,周辉,张洪礼(616)基于OpenMP的一阶声波方程波场并行算法…………………………………………………… 方金伟,白洪涛,孙惠敏(622)歧北斜坡滩坝砂体地震预测技术…………………………………………… 郭淑文,吴雪松,祝文亮,邢兴,国春香(628)叠前逆时深度偏移技术在江苏高陡构造地区的应用……………………… 王丽,王芳琳,赵传雪,陈海洋,秦艳艳(634)南方复杂山前带观测系统压噪研究…………………………………………………… 彭代平,邓飞,常鉴,肖云飞(639)叠前去噪技术在鄂尔多斯黄土塬区地震资料的应用………………………………… 秦婕,李辉峰,王宏伟,丁相虎(644)哈拉哈塘地区火成岩弧形断裂成因分析与消除………… 杨洋,安海亭,但光箭,张亮亮,肖江,路鹏程,李相文(651)基于GIS的四川省植被类型分布与地质背景的关系研究…………………………… 管磊,王华军,王玉宽,彭培好(656)Mapgis结合RGMap在地球化学原生晕分析中的应用………………………………………… 迟宝泉,高原,张明阳(662)克里金插值参数设置对网格化结果的影响………………………………… 李增涛,高鹏,张三敏,张旭,于峰丹(666)航空瞬变电磁正演中频时转换方法分析及系数的选取…………………………………………………… 杜兴忠,朱海东(671)利用阻尼型高斯牛顿法的激发极化数据聚焦反演……………………………………… 叶益信,李泽林,付宸,丁尚见(680)一维大地电磁Occam反演拉格朗日乘子的搜索……………………………… 张君涛,周军,王绪本,夏时斌,钟红梅(687)基于磁测资料的六盘山地区构造体系新认识…………………………………………………… 冯志民,李宁生,安百州(693)分布式电法采集站控制系统的设计与实现…………………………………… 宋杰,陈儒军,仇洁婷,申瑞杰,何馨(699)串联电极法聚焦电流隧道前探效果的仿真分析…………………………………………………………… 张宇,赵斌(705)交错网格高阶差分算法的改进…………………………………………………………………… 白亚东,冯志民,杨庆节(709)云南香格里拉、德钦-四川得荣交界5.9级地震加速度记录的时频分析…………………………………………………………… 李大虎,李军,邓艳,严媚,安东妮,黄成程,汤才成(716)基于伪阻抗体波形聚类的贝壳灰岩储层预测方法……………… 白博,舒梦珵,康洪全,骆宗强,程涛,贾怀存(724)斜井VSP共反射点交互叠加成像方法…………………………………………………… 杨飞龙,刘东明,秦民君,苏志东(728)一种提高稀疏观测数据区反演精度的策略……………………………………………… 杨克思,朱培民,赵娜,徐阳(735)元坝气田地应力测井计算研究……………………………………………………………………………… 智慧文,胡永章(743)VSP井控Q值提取和补偿方法在玛湖地区的应用…………………………………… 程志国,娄兵,姚茂敏,谭佳(749)子波分解重构与EEMD在火山机构地震精细刻画中的应用研究……………………………… 谢兴隆,刘学清,查恩来(754)f-x域预测反褶积在多次波衰减中的应用……………………………………………… 徐云霞,文鹏飞,李福元,张宝金(761)调谐AVO的存在条件及其识别………………………………………………………………… 刘仕友,陈殿远,周家雄(768)库车复杂地表区伪三维表层建模与静校正技术………………………………………………… 吕景峰,周冰峰,邸江伟(773)哈拉哈塘油田缝洞型碳酸盐岩储层三维地质建模与应用………………… 李相文,刘永雷,张亮亮,安海亭,但光箭(778)面向海量空间数据的分级存储模型研究…………………………………………………………杨文晖,袁进俊,苗放(783)遥感技术在格咱岛弧地区斑岩铜矿勘查中的应用……………………………………………… 刘峻杉,胡滨,何政伟(790)★《物探化探计算技术》2015年总要目 (797)。
磁偶极子电磁场计算及仿真
信 息 技 术 饧
中 图分 类 号 :P 9 T 31 文献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 0 2 5 (0 1 0 0 2 0 1 9— 52 2 1 )3— 02— 4 0
21 0 1年第3 期
磁 偶 极 子 电磁 场 计算 及 仿真
王 震 ,刘 美全 ,米 东 ,徐 章遂
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基于matlab的电偶极子和磁偶极子的近场仿真分析
基于matlab的电偶极子和磁偶极子的近场仿真分析
对于电偶极子和磁偶极子的近场仿真分析,可以使用MATLAB中的电磁场仿真工具箱进行模拟。
首先,我们需要构建电偶极子和磁偶极子的模型。
电偶极子和磁偶极子都可以近似为一个“小电荷”和一个“小磁荷”的组合体,其中电偶极子的电荷量为q,分布在距离为d的点P1和P2上,而磁偶极子的磁荷量为m,分布在距离为d的线段上。
其次,我们需要对模型进行参数化处理。
具体来说,我们需要定义电偶极子和磁偶极子的位置、方向和大小等参数,以便进行后续的仿真计算。
然后,我们可以使用MATLAB中的电磁场仿真工具箱中的函数和工具完成具体的仿真计算。
其中,可以使用场源距离远小于波长的近场近似方法进行模拟,计算电磁场分布的幅度和相位等,并将结果可视化输出。
最后,我们可以对仿真结果进行分析,比较不同参数下电偶极子和磁偶极子产生的电磁场分布差异,并进一步优化模型参数和仿真计算方法,以提高模拟精度和可靠性。
fdtd 偶极子、磁偶极子电四偶极子
偶极子、磁偶极子电四偶极子是电磁学中的重要概念,对于研究电磁场和电磁波的传播具有重要的理论意义和实际应用价值。
本文将对偶极子、磁偶极子和电四偶极子进行深入探讨,包括其定义、性质、数学表达及在电磁学中的应用等方面进行详细阐述。
一、偶极子的定义与性质偶极子是指在电场或磁场中具有一对相等但反向的电荷或者磁荷的物理系统。
偶极子的性质包括电偶极矩和磁偶极矩两个方面。
1. 电偶极子电偶极子是指在外电场作用下,在物质内部正负电荷中心不重合所形成的电荷对。
其电偶极矩的数学表达为:\[ \vec{p} = q \cdot \vec{d} \]其中,\( \vec{p} \) 表示电偶极矩,q为电荷量,\(\vec{d}\) 表示正负电荷之间的距离。
2. 磁偶极子磁偶极子是指在外磁场作用下,在物质内部正负磁荷中心不重合所形成的磁荷对。
其磁偶极矩的数学表达为:\[ \vec{m} = I \cdot \vec{s} \]其中, \( \vec{m} \) 表示磁偶极矩,I为电流,\(\vec{s}\) 表示正负磁荷之间的距离。
二、电四偶极子电四偶极子是指由四个电荷组成的系统,在外电场或磁场中,正负电荷的电偶极子配对成对出现。
1. 定义电四偶极子是当二级相互作用显著时,产生一种由八个常见带电粒子组成的电磁多极子现象。
2. 性质电四偶极子在外电场或磁场中会受到力矩的作用,产生旋转运动,这种运动对于材料的磁性和导电性具有重要的影响,广泛应用于电子学、材料科学和生物医学领域。
三、偶极子在电磁学中的应用偶极子理论在电磁学中有着广泛的应用,包括电磁波传播、天线设计、材料电磁特性研究等方面。
1. 电磁波传播偶极子理论对电磁波传播的研究有着重要的意义,通过对偶极子辐射和辐射场的分析,可以深入了解电磁波在空间中的传播规律,为通信技术和雷达技术的发展提供了重要的理论基础。
2. 天线设计天线是无线通信系统中的重要组成部分,利用偶极子理论可以设计出具有良好辐射特性的天线结构,提高信号的传输距禿和接收精度。
海中低频水平磁偶极子在空气中产生的电磁场
阶汉克尔函数, (p 为 ” 对 的导数。 日”,A) :()
从上 面给出的各个 电磁场分量可以看 出, 只要求 出积分
2 三层媒质 中的水 平磁偶 极子
考 虑各 向 同 性 的 三 层 介 质 , 半 空 间 为 空 气 ( 缘 媒 上 绝 质 ) 中 间层 为 海 水 ( 电媒 质 ) 最 下 层 为 海 底 ( 电 媒 质 ) , 导 , 导 。
3 空气 半 空 间中的解 析解
3 1 海水 介质 中 的 波 幅 度 .
心位置 上 , 表示 圆环 的中轴线 与 方 向的夹 角 , 中 = 图
实 际上 , 当水平磁偶 极子 位于 三层媒 质 的中间层 时 , 为 了得到它在顶层媒质 即空 气 中产 生 的电磁场 分量 的各个 波 幅度 , 首先 须得 到磁 偶极 子在所处媒质 即海水介 质 中产生 的 场 的波幅度 , 然后通过边界条件和传播矩 阵再求其在 空气中 激发 的电磁场 。 各层介质 交界 面处 的边界 条件要 求切 向电场 分量在 所 有 p和 西处连续 , 区域 0中应用 边界条 件 , 在 结合 水平磁 偶
t g me i m.F r e mo e h ne r e ut n a rw r u rc l ac ltd t rs n h r p g t n c r e i du n u h r r ,t e i tg a r s l i i e e n me a y c l ua e o p e e tte p o a a i u v s t l s i l o a d te d sr ui n p t r s o e ee to g ei ed h c r i e e tfo e c te n v r c l n .T e n h it b t atn f h l crma n t f l s w ih a e d f r n r m a h oh r i e t a p a e i o e t ci il h r s l n ars o t e rp d at n a in n a ed p l n h a u l lw t n ain w t e trd s n e e u t i i h w a i t u t e rt i oe a d t e g d a y so at u t i g ae it c .Ho — s h e o h r l e o hr a w e e ,t e ma nt d so e e e to g ei e d n ara eme s r b ef rs me a t u e a d d s n e t sc n l — v r h g i e ft l cr ma n t f l s i i r a u a l o o i d n it c .I i o c u u h ci l t a d d t a lo n e n e sb e i n es a—t e h t o p a tn a i fa i l n u d r e s o—arc mmu ia in i o nc t . o KEYW ORDS: l —ly rc n u t g me im ; rz n a g e i d p l S a ae Mu t i a e o d ci d u Ho o tlma t i oe; e w tr—ari tra e E e t ma e— n i n c i e c ; lc r n f o g t n
电偶极子近场区和远场区的特点
电偶极子是一种由两个相互平行的、大小相等、极性相反的电荷组成的系统。
在电磁学中,研究电偶极子近场区和远场区的特点对于理解电磁场的传播和相互作用具有重要意义。
本文将分析电偶极子在近场区和远场区的特点,以便读者对这一重要概念有更深入的理解。
一、电偶极子近场区特点1. 强烈的非均匀性:在电偶极子非常接近的范围内,电场和磁场的强度存在很大的变化,呈现出强烈的非均匀性。
这一特点使得电偶极子在近场区内的电磁场分布非常不规则。
2. 高度的定向性:电偶极子在近场区内的电磁场具有高度的定向性,即在特定方向上具有较强的电场或磁场分布。
这种定向性使得电偶极子在近场区内对外界的影响与位置关系密切相关。
3. 非辐射场:在近场区,电偶极子所产生的电磁场并不表现出辐射场的特点,而是以强烈的相互作用为主,呈现出一种非辐射场的特性。
二、电偶极子远场区特点1. 球面波辐射特性:当距离电偶极子足够远时,其所产生的电磁场将呈现出球面波辐射的特性,即电场和磁场以波的形式向外传播。
2. 均匀性和稳定性:与近场区不同,电偶极子在远场区所产生的电磁场具有相对均匀和稳定的特点。
在远场区内,电磁场的强度分布相对均匀,呈现出一种稳定的特性。
3. 传播特性:在远场区,电偶极子所产生的电磁场将以波的形式沿着径向向外传播,同时遵循麦克斯韦方程组的各种规律,表现出传播特性。
以上是电偶极子在近场区和远场区的一些主要特点,这些特点对于理解电磁场的传播和相互作用具有重要的指导意义。
通过对电偶极子近场区和远场区特点的分析,人们可以更好地理解电磁场的行为规律,同时也能够在实际应用中更好地利用电磁场的特性。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解和应用电偶极子的相关知识。
电偶极子的近场区和远场区特点在电磁学领域有着广泛的应用。
通过对这些特点的深入理解,人们可以更好地设计和优化无线通讯系统、雷达系统和天线系统,同时也能够更好地利用电磁场在医学成像、遥感技术等领域的应用。
本文将继续探讨电偶极子的近场区和远场区特点在现实应用中的重要性和应用价值。
电偶极子和磁偶极子的对比讲解
电偶极子和磁偶极子的对比目录1 引言 (1)2 定义 (1)2.1 电偶极子的定义 (1)2.2 磁偶极子的定义 (2)3 电偶极子和磁偶极子比较---主动方面 (2)3.1 电偶极子和磁偶极子的场分布 (2)3.2 电偶极子和磁偶极子辐射 (4)4 电偶极子和磁偶极子比较---被动方面 (4)4.1 电偶极子和磁偶极子在外场E和B中的力和力矩 (4)4.2 电偶极子和磁偶极子在外场中的相互作用能 (5)5 应用 (8)5.1 心脏的活动 (8)5.2 赫濨磁偶极子天线 (9)6 结论 (9)参考文献:........................................................... 致谢................................................................电偶极子和磁偶极子的对比摘要:本文介绍了电偶极子和磁偶极子模型的建立, 并对两者在数学表达上的类似和内在结构土的不同所引起的差别作了讨论。
这里的关键是通过电偶极子和磁偶极子各方面的的性质做出了基本论述电偶极子和磁偶极子都是非常实用的物理模型,让同学们更好的认识电磁偶极子非常重要的事。
在研究物质电磁性态时,用电偶极子和磁偶极子就能很好地说明极化和磁化现象,在研究电磁辐射时,偶极辐射不论在理论上或实际应用中都十分重要。
由于电偶极子和磁偶极子分别是复杂点体系和次体系的一级近似在数学表达上有不少的类似之处,使得研究更具更利,但应当认识到,这种类似只是形式上的,因为至今尚未有存在磁单极的实验证据,我们在进行类比并由此高清电偶极子和磁偶极子。
关键词:电偶极子;磁偶极子;相互作用力;相互作用能1 引言电偶极子和磁偶极子都是非常实用的物理模型,让同学们更好的认识电磁偶极子非常重要的事,但数学公式较繁琐,导致初学者在认识上要产生障碍,使得教与学都功倍事半。
应用它们往往能将复杂的问题大大简化又不失本质的东西例如,在研究物质电磁性态时,用电偶极子和磁偶极子就能很好地说明极化和磁化现象;在研究电磁辐射时,偶极辐射不论在理论上或实际应用中都十分重要由于电偶极子和磁偶极子分别是复杂电体系和磁体系的一级近似,,在数学表达上有不少类似之处,使得研究更具便利, 但是应当认识到,这种类似只是形式上的,因为至今尚未有存在磁单极的实验证据,现有电磁理论的电磁对称是破缺的,所以我们在进行类比时要时刻记住偶极模型的根源,并由此搞清电偶极子和磁偶极子的差别。
等效磁偶极子模型-概述说明以及解释
等效磁偶极子模型-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容应该对本文主题进行简要介绍,开门见山地引出磁偶极子模型的概念和其在物理学领域的重要性。
同时,还可以提及磁偶极子模型在工程应用和科学研究中的广泛应用,以及它在解决一些实际问题中发挥出的关键作用。
下面是一种可能的写作方式:在物理学的研究和应用过程中,模型的建立和应用是不可或缺的一环。
其中,磁偶极子模型作为一种重要的物理模型,被广泛应用于不同领域的科学研究和工程实践中。
磁偶极子模型是一种简化和等效电磁系统的方法,它将电流分布或磁性物质分布抽象为一个理想的磁偶极子。
通过将复杂的电流或磁性物质分布转化为一个等效的磁偶极子,人们可以更加方便地研究和计算这些系统的电磁性质,从而为实际问题的解决提供了有力的工具。
磁偶极子模型的应用领域非常广泛。
在电路设计中,磁偶极子模型可以用于近似描述线圈和电感元件的行为。
在电磁场分析中,磁偶极子模型可以用于研究磁场的辐射和散射特性。
在电磁波传播和天线设计中,磁偶极子模型可以用于分析和优化天线的辐射模式和阻抗匹配。
在生物医学领域,磁偶极子模型可以用于研究人体组织的磁共振成像和磁刺激效应等。
综上所述,磁偶极子模型作为一种简化和等效电磁系统的方法,在科学研究和工程应用中扮演着重要的角色。
通过引入磁偶极子模型,我们可以更好地理解和解决与电磁性质相关的问题。
接下来的章节将会详细介绍磁偶极子模型的概念、等效性质以及在不同领域的应用,以期读者对磁偶极子模型有更深入的了解和认识。
文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述:首先,在引言部分(章节1)将对磁偶极子模型进行概述,介绍其基本概念和应用领域。
随后,将介绍文章的整体结构。
接着,在正文部分(章节2)将详细探讨磁偶极子模型的概念(章节2.1),包括其定义、特征和性质。
随后,在章节2.2将介绍磁偶极子模型的等效性质,包括其与其他模型的关系和等效变换。
最后,在章节2.3将探讨磁偶极子模型的应用,包括在电磁场中的行为、场景模拟等方面。
211252447_水平磁偶极子源一维电磁测深全区视电阻率计算
第45卷 第2期2023年3月物探化探计算技术COMPUTINGTECHNIQUESFORGEOPHYSICALANDGEOCHEMICALEXPLORATIONVol.45 No.2Mar.2023收稿日期:2022 01 08基金项目:甘肃省教育厅产业支撑计划项目(2021CYZC-67)第一作者:徐维(1987-),男,学士,工程师,主要从事应用地球物理勘探工作,E mail:xuwei071524@126.com。
通信作者:罗维斌(1972-),男,博士,正高级工程师,主要从事应用地球物理电磁法勘探应用研究,E mail:lwbcsu@163.com。
文章编号:1001 1749(2023)02 0242 10水平磁偶极子源一维电磁测深全区视电阻率计算徐 维1,罗维斌2,张克聪3,赵才生3(1.甘肃煤田地质局一四九队,兰州 730000;2.兰州资源环境职业技术大学,兰州 730000;3.甘肃靖远煤电股份有限公司,白银 730900)摘 要:由水平磁偶极子源层状地电模型表面的磁场水平分量犎狓频率域响应解析公式,运用均匀半空间等效原理,导出了其全区视电阻率的迭代法计算公式,并基于平移算法的快速计算加以验证,提出用平移算法计算初值加速迭代法的计算策略,通过正演计算模型验证了方法的有效性。
依此计算了不同地电模型的犎狓分量全区视电阻率,对比研究了犎狓分量全区视电阻率对不同地电模型的响应能力。
从计算结果可以看出,水平磁偶极子源激发,采用垂直共面装置观测同方向水平磁场犎狓计算的全区视电阻率,对地电模型层参数变化(厚度和电阻率)均有较好的分辨力。
迭代法或平移算法计算的犎狓全区视电阻率,均能较好刻画出模型地电阻率变化特征,迭代法全区视电阻率尾支曲线较平移算法更能趋近于深部电阻率真值。
对于浅部工程地质问题用高频激发,较小收发距接收,可有效分辨缺陷特征。
关键词:水平磁偶极子源;全区视电阻率;迭代法;平移算法;一维层状模型中图分类号:P631.2 文献标志码:A 犇犗犐:10.3969/j.issn.1001 1749.2023.02.130 引言频率域电磁测深法相比传导类电法有较高的探测效率和较大的探测深度,已成为地球深部探测发展较快的主流勘查方法[1-2]。
电磁学中的电偶极子特性研究
电磁学中的电偶极子特性研究电磁学作为物理学的一部分,研究了电荷、电流与电磁场的相互作用。
在电磁学的研究中,电偶极子是一个重要的概念。
本文将探讨电磁学中的电偶极子特性以及相关研究。
电偶极子是指两个等量异号电荷之间的距离与电荷量之积。
在电偶极子中,电荷量之差形成一个电荷分布,并且在电偶极子的中点处有一个矢量指向两个电荷,该矢量被称为电偶极矩。
电偶极矩可以用数学来表示,并用于描述电偶极子特性。
电偶极子具有许多重要的特性和应用。
首先,电偶极子在电磁场中受到力矩的作用,这是由于电荷分布不均匀时在电磁场中所产生的效应。
这个力矩可以用来解释许多电磁现象,例如磁场对电流环的作用力。
其次,电偶极子还可以产生辐射场。
当电偶极子在变化的电场中,它会产生电磁辐射,这被称为电偶极辐射。
这种辐射是由电磁波组成的,因此电偶极子可以被用来传输信息,例如在天线中使用。
研究电偶极子的特性可以帮助我们更好地理解电磁场和电磁现象的本质。
例如,在电偶极子的研究中,我们可以研究电偶极辐射的性质和行为。
这有助于解释无线电波的传播和接收,从而为我们的通信技术提供理论支持。
电偶极子的研究还可以应用于生物医学领域。
在医学成像中,如MRI和PET技术中,电磁辐射是非常重要的。
理解电偶极子的行为和特性可以帮助我们更好地设计和优化医学成像设备,从而提高诊断准确性和治疗效果。
此外,电偶极子也在材料科学和纳米技术中有着重要应用。
利用电偶极子的特性,我们可以设计制造纳米材料和纳米器件,这些材料和器件在能源、光电子学和生物传感等领域具有广泛的应用前景。
在电磁学中,电偶极子的特性研究是一个广泛且多样的领域。
通过研究电偶极子特性,我们可以更好地理解电磁场和电磁现象的基本规律,并且可以应用于通信技术、生物医学和纳米技术等领域。
电偶极子研究的深入发展将为我们揭示更多未知的现象和拓展新的应用领域。
这使得电偶极子的研究更加有趣和有挑战性,为我们提供了不断探索的机会。
因此,电偶极子的研究具有重要的科学意义和应用价值。
电磁学中的介质的电磁性质研究
电磁学中的介质的电磁性质研究电磁学是研究电场和磁场相互作用的学科,而介质是电磁场的重要组成部分。
介质是指在电磁场中具有电磁性质的物质,包括固体、液体和气体。
在电磁学中,研究介质的电磁性质对于理解电磁场的传播和相互作用机制至关重要。
介质的电磁性质主要包括电介质和磁介质两个方面。
电介质是指能够在电场中产生极化现象的物质,而磁介质则是能够在磁场中产生磁化现象的物质。
介质的电磁性质研究涉及到介质的极化和磁化过程,以及介质对电磁场的响应和传播特性。
在电磁学中,介质的极化是一种重要的现象。
当介质处于外加电场中时,介质中的正负电荷会发生分离,形成电偶极矩,从而导致介质的极化。
介质的极化可以分为电子极化、离子极化和定向极化等不同形式。
电子极化是指介质中的电子在外加电场作用下发生位移,从而形成电偶极矩;离子极化是指介质中的离子在外加电场作用下发生位移,形成电偶极矩;定向极化是指介质中的分子或原子在外加电场作用下发生取向变化,形成电偶极矩。
介质的极化现象不仅与介质的物理性质有关,还与外加电场的强度和频率等因素密切相关。
介质的极化现象对于电磁场的传播和相互作用具有重要影响。
在电磁波传播过程中,电磁波与介质相互作用,会引起介质中的电子、离子或分子发生极化现象,从而改变电磁波的传播速度和传播方向。
这种现象被称为介质对电磁波的吸收和散射。
介质对电磁波的吸收是指介质吸收电磁波的能量,而散射是指介质将电磁波的能量以不同的方向重新分布。
介质的吸收和散射对于电磁波的传播和应用有着重要的影响,例如在无线通信和雷达系统中,介质的吸收和散射会导致信号的衰减和传播路径的变化。
除了电介质,磁介质也是电磁学中的重要研究对象。
磁介质是指能够在磁场中发生磁化现象的物质。
当磁介质处于外加磁场中时,磁介质中的磁性微观磁偶极子会发生取向变化,形成磁化强度。
磁介质的磁化现象与电介质的极化现象类似,都是介质对外加场的响应。
磁介质的磁化现象对磁场的传播和相互作用具有重要影响,例如在电感器和变压器等电磁器件中,磁介质的磁化会导致磁场的集中和传输。
Magnetic field analysis for magnetic dipoles
Magnetic field analysis for magneticdipoles磁偶极子的磁场分析磁偶极子是一种常见的物理现象,它是由两个相等而相反的磁单极子组成的系统。
在物理学中,我们经常需要对磁偶极子的磁场进行分析和计算。
本文将探讨磁偶极子的磁场分析,并介绍一些相关的理论和应用。
首先,我们来看一下磁偶极子的定义和性质。
磁偶极子可以看作是一个有两个磁单极子的系统,这两个磁单极子的磁矩大小相等,方向相反。
磁偶极子的磁矩可以表示为m = m0l,其中m0是磁矩的大小,l是磁矩的方向。
磁偶极子的磁矩方向通常被定义为从南极指向北极。
接下来,我们来研究磁偶极子的磁场分布。
根据电磁学的基本原理,磁偶极子在空间中产生的磁场可以用磁标势和磁矢势来描述。
磁标势是一个标量场,可以表示为V = (μ0/4π) * (m · r) / r^3,其中μ0是真空中的磁导率,m是磁偶极子的磁矩,r是观察点到磁偶极子的距离。
磁矢势是一个矢量场,可以表示为A = (μ0/4π) *(3(m · r)r - m * r^2) / r^5。
根据这两个场的定义,我们可以通过它们的梯度来计算磁场。
磁场的计算可以通过对磁标势和磁矢势取梯度得到。
磁标势的梯度可以表示为B = ∇ × A,其中∇是梯度算子,×表示向量叉乘。
通过对磁标势和磁矢势的梯度进行计算,我们可以得到磁场的表达式。
对于一个位于原点的磁偶极子,其磁场的表达式可以写为B = (μ0/4π) * (3(m · r)r - m * r^2) / r^5。
现在,我们来讨论一些磁偶极子的应用。
磁偶极子的磁场分布在许多领域都有重要的应用。
在物理学中,磁偶极子的磁场分布可以用于解释和分析磁性材料的性质。
在工程领域中,磁偶极子的磁场分布可以用于设计和优化磁体和电机等设备。
在医学领域中,磁偶极子的磁场分布可以用于磁共振成像(MRI)等医学诊断技术。
电磁学实验中的电磁场测量技术
电磁学实验中的电磁场测量技术电磁场测量技术在电磁学实验中起着至关重要的作用。
通过测量电磁场的强度和分布情况,我们可以更深入地了解电磁现象,并验证电磁理论的正确性。
本文将介绍一些常用的电磁场测量技术,包括电磁感应法、电偶极子法和电磁波场测量技术。
一、电磁感应法电磁感应法利用电磁感应现象测量电磁场的强度和分布情况。
它基于法拉第电磁感应定律,即当导线在变化磁场中移动或磁场变化时,产生感应电动势。
通过测量感应电动势的大小和方向,可以确定电磁场的特征。
在实验中,可以使用霍尔效应传感器或电磁感应线圈来测量电磁场的强度。
霍尔效应传感器利用电导体中的霍尔效应原理,通过测量电流和磁场之间的关系确定电磁场的强度。
电磁感应线圈则是将线圈放置在待测电磁场中,通过测量感应电动势来确定电磁场的特性。
二、电偶极子法电偶极子法是一种测量电磁场的强度和分布的常用方法。
它基于电偶极子在电磁场中的运动规律,通过测量电偶极子的运动轨迹或受力情况来确定电磁场的特征。
在实验中,可以使用悬浮导体球或悬浮磁铁来模拟电偶极子。
当悬浮导体球或磁铁置于电磁场中时,会受到电磁力的作用。
通过测量球体或磁铁的位移或受力情况,可以确定电磁场的特性。
三、电磁波场测量技术电磁波场测量技术主要用于测量电磁波的强度和分布情况。
它基于电磁波的传播特性,通过测量电磁波的幅度、频率和相位来确定电磁波场的特征。
在实验中,可以使用天线、探测器或频谱分析仪等设备来测量电磁波场。
天线将电磁波转换成电信号,探测器用于测量电信号的大小,频谱分析仪则可将电磁波信号分解为不同频率的成分,进一步了解电磁波场的特性。
总结:电磁学实验中的电磁场测量技术包括电磁感应法、电偶极子法和电磁波场测量技术。
这些技术通过测量电磁场的强度和分布情况,帮助我们更好地理解电磁现象,并验证电磁理论的正确性。
在实验中,我们可以选择适合的测量设备和方法来进行电磁场的测量,以获得准确可靠的实验结果。
电磁场测量技术的发展,不仅促进了电磁学领域的研究,也在电磁相关应用中起着重要作用。
磁偶极子定义
磁偶极子定义1. 引言磁偶极子是物理学中一个经常被用到的概念,广泛应用于电磁学和磁学领域。
本文将介绍磁偶极子的定义、特性以及其在实际中的应用。
2. 磁偶极子的定义磁偶极子是指具有磁性的物体或系统,在外部磁场作用下产生的磁矩。
磁矩是描述物体磁性强弱和方向的物理量,类似于电荷和电偶极矩。
磁矩的大小与物体磁性有关,方向与外部磁场的方向相关。
3. 磁偶极子的特性磁偶极子具有以下几个特性:3.1 磁矩的定义磁矩可以用矢量表示,其大小和方向都很重要。
磁矩的大小可以通过磁矩与外部磁场的力矩之比得到。
磁矩的方向则与外部磁场的方向有关。
3.2 磁矩的独立性磁矩不依赖于物体的形状和尺寸,只与物体本身的磁性有关。
这使得我们可以将复杂的磁性物体简化为一个点磁偶极子,从而更易于研究和计算。
3.3 磁矩的性质磁矩可以分为等效磁单极子和磁偶极子。
磁单极子只具有磁性的大小而没有方向,而磁偶极子则同时具有磁性的大小和方向。
3.4 磁偶极子的磁场磁偶极子产生的磁场是一个三维空间内的向量场,其大小和方向都呈现分布性质。
磁偶极子的磁场可以通过安培环路定理得到。
4. 磁偶极子的应用磁偶极子在实际中有着广泛的应用。
以下是磁偶极子的一些常见应用领域:4.1 磁共振成像磁偶极子在核磁共振成像(MRI)中起着至关重要的作用。
MRI利用磁偶极子在外部磁场的作用下产生的磁矩来获取人体组织的结构和功能信息。
4.2 磁力计磁偶极子可以用于制造磁力计,用来测量磁场的大小和方向。
磁力计广泛应用于导航、地质勘探、科学研究等领域。
4.3 磁存储器磁存储器是一种利用磁偶极子来进行数据存储的设备。
硬盘驱动器和磁带都是磁存储器的例子,其中信息被编码成磁性的位。
4.4 磁性材料磁偶极子在磁性材料的研究和应用中起着重要作用。
通过控制磁偶极子的大小和方向,可以改变材料的磁性,从而实现磁存储、磁传感等功能。
结论磁偶极子是具有磁性的物体或系统,在外部磁场作用下产生的磁矩。
磁偶极子具有独立性和各种特性,广泛应用于磁共振成像、磁力计、磁存储器和磁性材料等领域。
偶极子电流分布
偶极子电流分布一、偶极子电流的基本概念偶极子电流是物理学中描述电流分布的一个概念,通常用于电磁场分析和电动力学中。
它假设电流按偶极子模式分布,即电流密度矢量围绕一个中心点呈对称分布。
偶极子电流在电磁辐射、天线设计和微波工程等领域有着广泛的应用。
二、偶极子电流的数学模型偶极子电流的数学模型通常采用复数表示,包括实部和虚部。
实部表示电流的方向和大小,虚部则表示电抗。
偶极子电流的数学模型可以用来描述电磁波的辐射和传播,以及电路中的电压和电流之间的关系。
三、偶极子电流的物理特性1.辐射特性:偶极子电流在空间中产生的电磁波遵循与源距离的平方反比定律。
也就是说,随着与源距离的增加,电磁波的强度会逐渐减弱。
偶极子电流在垂直于电流方向上产生最大的辐射强度。
2.阻抗特性:偶极子电流具有特定的阻抗特性,与源频率、电导率、磁导率和源尺寸有关。
在不同的频率下,偶极子电流呈现不同的阻抗值。
四、偶极子电流的测量方法测量偶极子电流需要采用专业的测量设备和方法,如频谱分析仪、网络分析仪和微波测量系统等。
通过测量辐射的电磁波或微波信号的强度和相位,可以推断出偶极子电流的方向、大小和阻抗特性。
五、偶极子电流在工程中的应用1.电磁辐射研究:偶极子电流可用于研究电磁辐射的规律和特性,如电磁波传播、散射和吸收等。
通过调整偶极子电流的参数,可以研究不同电磁环境下的物理现象。
2.天线设计:在天线设计中,偶极子电流分布通常作为天线的基本单元。
通过对偶极子电流分布的优化和控制,可以实现天线的定向辐射和波束赋形等功能。
3.微波工程:在微波工程中,偶极子电流可用于设计和分析微波器件,如滤波器、放大器和混频器等。
通过调整偶极子电流的参数,可以改善微波器件的性能指标。
4.电子对抗:在电子对抗中,偶极子电流可用于研究电磁干扰和电子侦查技术。
通过分析敌方发射的电磁波信号,可以推断出其偶极子电流的分布和特性,进而采取相应的对抗措施。
5.生物医学工程:在生物医学工程中,偶极子电流可用于研究生物组织的电磁特性和生理功能。
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频 至低 频 的地球 电磁 响应 序 列 , 经 过 相 关 的数 据 处 理 和分 析来 获得 大地 由浅 至 深 的 电性 结 构[ 】 ] 。通
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0 引 言
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介质 磁导率 和介 电常数 变化 时对 电磁测 深法 中电磁 场 的响应 特征 以及变 化规 律 , 并提 出一 些新认 识 , 这 对今 后实 际 资 料 的处 理 解 释 有 一 定 的理 论 指 导 意
第3 7 卷 第2 期
2 0 1 5年 3月
物探 化 探 计 算 技 术
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摘 要 :针 对岩 层 中介 电常数和磁 导率 随深度 变化 的 情 况 , 给 出 了水 平磁 偶 极 子 源 电磁 场 的频
率 域 特 征 及 相 应 的 变化 规 律 。采 用 Ko n g给 出 的 汉 克 尔 。变 换 线 性 滤 波 器 ( 2 4 1点 ) 和 汉克尔
J 变换 线性 滤波 器( 2 4 1点 ) 算法, 选 用若 干个地 电模 型 , 讨 论 了介质 的磁 导 率和介 电常数 变化 时
1 基 本公 式
建 立 如 图 1所 示 直 角坐 标 系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ, 水 平磁 偶 极 子 位 于z 一一 , 选取 偶极 子 中心在 地表 的投 影为 坐标 原
法) , 常假 定 磁 导 率 和 介 电常 数 与 外 加 场 强 无 关 的 量, 即等于 自由空间 的介 电常数 和磁导 率 , 然而在 实
.
No. 2
Ma r . 2 0 1 5
文章编 号 :1 0 0 1 — 1 7 4 9 ( 2 0 1 5 ) 0 2 — 0 1 4 5 — 0 8
水 平 磁 偶 极 子 电磁 场 特 征 研 究
黄业 中 , 熊 彬h , C A I H o n g — z h u , 罗天涯 , 刘云龙
点, z轴 与 偶 极 矩 方 向一 致 , z轴 垂 直 向下 , 磁 偶 极
矩 为 , 其 产生 的 电磁场 表达 式l 1 为 :
际的金 属矿 勘探 与 地下 水 资 源 调查 中 , 介 质 磁 导 率
与介 电常数 是 随空 间位 置 变 化 的 , 磁 导 率 与磁 场 强 度 之 间存在 着 复杂 的关 系 ] 。Ya d a v等 _ 8 ] 研 究 了层状 介 质 的 磁 导 率 变 化 对 视 电阻 率 和相 位 的 影
基 金 项 目: 国 家 自然 科 学基 金 ( 4 0 9 7 4 0 7 7 , 4 1 1 6 4 0 0 4 ) ; 广 西 自然 科 学 基 金 ( 2 0 1 1 Gx N S F A0 1 8 0 0 3 ,2 0 1 3 G XN S F AA 0 1 9 2 7 7 ) ; 桂 林 市“ 漓 江 学 者” 专 项 经 费( 2 0 1 3 0 0 5 )
作 者 简介 :黄 业 中 ( 1 9 8 7 一) , 男, 硕士 , 主要 从 事 电磁 法数 值 模 拟及 反 演 成像 方 面 的研 究 , E - ma i l : h u a n g — y e z h o n g @q q . c o n。 r *通信 作 者 : 熊 彬 ( 1 9 7 4 一) , 男, 博 士、 教授 , 主 要 从 事 电磁 场 理 论 及 反 演 成 像 方 面 的教 学 与 科 研 工 作 , E — ma i l :x i o n g b i n @
磁 场幅 值 受到不 同程度 的影 响 。
关 键 词 :水 平磁 偶 极 子 ;汉 克 尔 变换 ; 磁导率; 介 电 常 数
中 图 分 类 号 :P 6 3 1 . 2 文 献 标 志 码 :A DOI : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1 — 1 7 4 9 . 2 0 1 5 . 0 2 . 0 3
( 1 .桂 林 理 工 大 学 地球 科 学 学院 , 桂林 5 4 1 0 0 6 ;
2 .Co l l e g e o f Mi n e s 8 L Ea r t h S c i e n c e s ,t h e Un i v e r s i t y o f Ut a h,S a l t l a k e c i t y US A 8 4 1 1 2 )