1. 研究目的与意义
研究背景:在真空中两片平行的平坦金属板之间会产生相互吸引的卡西米尔力,这种现象就是所谓的卡西米尔效应。研究这方面的内容有助于我们能够更好的了解量子力学中关于零点能的理解,并通过对该现象的初步研究,我们可以对电磁学边界条件在研究卡西米尔效应的重要性有更深刻的体会。近期,材料接触表面的粗糙度是造成卡西米尔力的实验测量和理论计算之间产生误差的一个主要原因,是研究卡西米尔效应的一个热点。因此,研究材料接触表面的粗糙度对卡西米尔力造成的影响对于正确理解卡西米尔力是十分必要的。
目的:了解有关卡西米尔效应的研究背景和基本知识。具备良好的理论分析和推导能力,可以自主推导菲涅耳公式,对电磁材料的相关参数有一定的认识和了解,知道平板结构、球-板结构的卡西米尔力的计算方法,进而研究材料接触表面的粗糙度造成对材料之间的卡西米尔力造成的影响。本课题要求本科阶段学习的基础课程:电磁学、电动力学和光学等,掌握电磁学和光学原理的一些基本理论和基本方法。掌握高等数学和数学物理方法,并可以适当的编程,进行数值模拟,对某些问题进行运算和处理。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:表面粗糙度会在一系列复杂的过程中出现,不仅难以避免而且无法控制。当两个物体被分开一段微小的距离时,表面粗糙度就会在二者的结合和摩擦等情况下起到极端重要的作用。近期,材料接触表面的粗糙度是造成卡西米尔力的实验测量和理论计算之间产生误差的一个主要原因,是研究卡西米尔效应的一个热点。因此,研究材料接触表面的粗糙度对卡西米尔力造成的影响对于正确理解卡西米尔力是十分有必要的。
预期目标:了解有关卡西米尔效应的研究背景和基本知识。具备良好的理论分析和推导能力,可以自主推导菲涅耳公式,对电磁材料的相关参数有一定的认识和了解,知道平板结构、球-板结构的卡西米尔力的计算方法,进而研究材料接触表面的粗糙度造成对材料之间的卡西米尔力造成的影响。
3. 研究的方法与步骤
研究方法:
4. 参考文献
[1] c. f. bohren and d. r. huffman, absorption andscattering of light by small particles[m], john wiley, new york, 1983.
[2] 玻恩. 光学原理(中译第七版)[m]. 北京:北京工业出版社, 2005.
[3] 郭硕鸿. 电动力学[m]. 北京:高等教育出版社, 1997.
5. 计划与进度安排
第七学期
第4 —8周 毕业论文命题,提出命题要求,布置任务,教师命题。
第9 — 11周 毕业论文申报、审题,指导教师填写毕业论文题目申报表经过系部和学院审核,然后进入教务系统进行毕业论文题目申报。
