1. 研究目的与意义
研究背景:卡西米尔效应是真空电磁场因边界条件的变化使得真空零点能的变化而引起的效应,它起源于量子真空,是量子电动力学最著名的预测之一,是一种典型的宏观量子效应,在纳米技术中有着重要应用。近年来,以栗弗席兹为代表的科学家利用应力张量法、表面模式累和法、路径积分法、近似力原理和耗散涨落理论等理论和方法,发展了卡西米尔效应的理论工作,将其运用到一般材料之间的情况,并且得到了相关实验的验证。近期,将材料所处的环境改为某种液体介质中是研究卡西米尔效应的一个热点。中间介质的改变会对卡西米尔效应产生影响,因此,研究浸入液体介质中材料之间的卡西米尔力是十分有必要的。
目的:了解量子力学中关于零点能的解释,并且通过对该现象的初步研究,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。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,对将材料所处环境改为某种液体介质有一定的认识和了解,在此基础上对材料所处的环境改为某种液体介质的环境中材料之间的卡西米尔力进行调研,研究浸入液体介质中材料之间的卡西米尔力。
意义:研究浸入液体介质中材料之间的卡西米尔力有助于我们更好的理解卡西米尔效应、并且通过对该现象的初步研究,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。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:理解有关卡西米尔效应的研究背景和基本知识。能够自主推导菲涅耳公式,对将材料所处环境改为某种液体介质有一定的认识和了解,在此基础上对材料所处的环境改为某种液体介质的环境中材料之间的卡西米尔力进行调研,研究浸入液体介质中材料之间的卡西米尔力。
预期目标:掌握有关卡西米尔效应的研究背景和基本知识,完成菲涅耳公式的自主推导,对将材料所处环境改为某种液体介质有一定的认识和了解,在此基础上对材料所处的环境改为某种液体介质的环境中材料之间的卡西米尔力进行调研,研究浸入液体介质中材料之间的卡西米尔力。熟练使用相应的计算机办公和绘图软件,会使用基本的图像处理软件如ORIGIN和PHOTOSHOP等。3. 研究的方法与步骤
研究方法:利用电磁学和光学原理的一些基本理论和基本方法、结合高等数学和数学物理方法的知识进行归纳总结参考文献中的相关内容,并对部分内容进行适当讨论。
步骤:
(1)根据老师给出的文献查阅并且阅读大量相关中英文资料,了解论文课题的背景,研究的课题在应用方面的进展以及对未来其他领域的影响。
4. 参考文献
[1] c. f. bohren and d. r. huffman, absorption and scattering 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.
[4] j. sun, x. k. hua, a. v. goncharenko, and l. gao. casimir force between composite materials containing nonspherical particles[j]. phys. rev. a, 87, 042509 (2013).
5. 计划与进度安排
第七学期 第4 —7周 毕业论文命题,提出命题要求,布置任务,教师命题。
第8—9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。
第10—11周 学生网上选题,指导老师向学生下达任务,学生根据要求收集资料。
第八学期 第1—2周 2022年2月20日-3月5日,下发毕业论文任务书。
