数学与物理
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直角坐标系下的叉积推导
本文详细推导了直角坐标系下矢量叉积的公式。首先介绍了叉积的定义和性质:结果矢量垂直于原矢量所在平面,大小等于两矢量构成的平行四边形面积。通过引入单位矢量i、j、k及其叉积关系,将两矢量展开后应用分配律,合并同类项得到各分量表达式:Cx=AyBz-AzBy,Cy=AzBx-AxBz,Cz=AxBy-AyBx。最后推荐用行列式法记忆叉积公式,确保计算准确无误。推导过程展示了如何利用基矢量和分配律建立叉积的坐标表达式。原创 2025-11-29 12:01:11 · 555 阅读 · 0 评论 -
电磁场的波动方程与光速的推导
本文从真空中的麦克斯韦方程组出发,通过矢量运算推导出电磁场的波动方程。关键步骤包括:对法拉第定律和安培-麦克斯韦定律取旋度,利用矢量恒等式简化,最终得到电场和磁场的波动方程∇²E=μ₀ε₀∂²E/∂t²和∇²B=μ₀ε₀∂²B/∂t²。通过与标准波动方程对比,发现电磁波速v=1/√(μ₀ε₀),其数值计算与当时测得的光速吻合,从而揭示光的电磁本质。这一推导不仅统一了电、磁、光现象,还表明光速由真空电磁性质决定,为狭义相对论奠定了基础。原创 2025-11-28 21:21:50 · 457 阅读 · 0 评论 -
电磁场的能量定律——坡印廷定理
坡印廷定理揭示了电磁场能量守恒与转化的基本规律。该定理表明,某区域内电磁场能量的减少等于流出该区域的电磁能流与场对电荷做功之和。通过麦克斯韦方程组推导可得微分形式:-J·E=∇·S+∂u/∂t,其中S=E×H为坡印廷矢量,表示能流密度。积分形式则描述有限区域内能量平衡:场对电荷做功等于能流净流出量与场能变化率之和。这一定理说明电磁能量是通过场在空间传播,而非仅沿导线传输,为理解电磁波传播和能量传输提供了理论基础。原创 2025-11-28 20:20:49 · 944 阅读 · 0 评论 -
物质方程或本构方程的简介
物质方程(本构方程)是连接通用物理定律与材料特性的关键方程。它们通过材料参数(如弹性模量、粘度等)描述物质对外部作用的独特响应方式,使理论方程组封闭可解。常见类型包括弹性固体的胡克定律、牛顿流体的粘性定律以及电磁介质的本构关系。本构方程需要遵循确定性、客观性等基本原则,并根据材料特性可分为线性/非线性、率相关/率无关等类别。这些方程从简单弹性到复杂粘弹性不等,是理解和预测材料行为的理论基础,在连续介质力学和电磁学中具有核心地位。原创 2025-11-19 21:27:04 · 693 阅读 · 0 评论 -
磁盘地址划分与寻址
摘要:本文系统阐述磁盘地址的层次化寻址机制。首先介绍物理层的CHS寻址(柱面/磁头/扇区),指出其与硬件强耦合的局限性;进而分析LBA(逻辑块地址)的抽象优势,实现物理扇区到线性地址的转换;最后说明操作系统如何通过文件系统将LBA空间组织为分区、块和文件路径的多层结构。现代存储技术(如SSD和4K扇区)在此架构基础上进行优化,但保持LBA接口的兼容性,完整展现了从物理设备到逻辑访问的逐层映射过程。原创 2025-11-17 10:46:29 · 875 阅读 · 0 评论 -
电磁场中的静态与定态两个概念
本文比较了静态场和定态场的概念区别。静态场指场源和场量都不随时间变化,麦克斯韦方程组退耦为静电场和静磁场,没有能量流动。而定态场允许场量随时间稳定变化(如振荡),麦克斯韦方程组保持耦合,存在稳定的能量传输。静态场如永久磁铁,而定态场包括天线辐射的电磁波、激光等,前者代表静态平衡,后者体现动态平衡下的能量传输。原创 2025-11-15 21:52:07 · 928 阅读 · 0 评论 -
电磁场中的旋度Curl与散度div
摘要:旋度和散度是描述向量场特性的关键微分算子。旋度衡量场的旋转特性,通过右手定则确定方向,在电磁学中体现为法拉第电磁感应定律和安培-麦克斯韦定律。散度反映场的发散或汇聚特性,在电磁学中表现为高斯定律:电荷作为电场的源产生散度,而磁场不存在散度源(磁单极子)。两者共同构成了麦克斯韦方程组的数学基础,分别揭示了电磁场的涡旋源和通量源特性,为分析各种向量场提供了强大工具。原创 2025-11-15 21:39:23 · 981 阅读 · 0 评论 -
高斯定理在麦克斯韦方程组中的应用
摘要:高斯定理(散度定理)是连接麦克斯韦方程组积分与微分形式的关键数学工具。该定理将闭合曲面的通量积分转化为体积内的散度积分,揭示了宏观通量与微观场源的对应关系。在麦克斯韦方程组中,高斯定理将高斯电定律的积分形式∮E·dA=Q/ε0转化为微分形式∇·E=ρ/ε0,表明电荷是电场的源;同时将高斯磁定律∮B·dA=0转化为∇·B=0,证实磁场无单极子。这种转化实现了宏观与微观描述的对应,为电磁波理论奠定了数学基础,并在计算对称性问题时提供了极大便利。原创 2025-11-13 20:29:47 · 1244 阅读 · 0 评论 -
狄拉克函数与它的性质python函数表示
本文通过Python数值计算演示了δ函数的五种近似方法(高斯、矩形、洛伦兹、sinc和三角波函数)及其数学性质验证。首先展示了不同参数下各近似函数的图像特征,随后验证了δ函数的核心性质:筛选性质(∫f(x)δ(x-x₀)dx≈f(x₀))、缩放性质(δ(ax)=δ(x)/|a|)、偶函数性质(δ(-x)=δ(x))、复合函数性质(δ(g(x)))和卷积性质(f*δ(x-a)=f(x-a))。所有近似方法在积分验证中都接近理论值1,最大相对误差不超过0.5%。可视化结果和数值计算证实了这些近似方法的有效性。原创 2025-10-27 21:27:18 · 161 阅读 · 0 评论 -
非阿贝尔编织(Non-Abelian Braiding)
摘要:非阿贝尔编织是拓扑量子计算的核心概念,涉及非阿贝尔任意子的交换操作,具有非交换性,可用于实现容错量子计算。非阿贝尔任意子的交换操作表现为矩阵变换,不同于阿贝尔任意子的相位变化。其物理实现包括分数量子霍尔效应、拓扑超导体(如Majorana零模)和自旋液体等系统。编织操作可用于构建拓扑量子门,具有强容错性,但面临精确操控和退相干等挑战。实验验证需通过干涉测量或电导量化。当前微软StationQ等团队正探索Majorana拓扑量子比特,未来需突破材料与操控技术瓶颈以实现实用化。(150字)原创 2025-07-31 10:50:30 · 2502 阅读 · 0 评论 -
线性代数(1)线性方程组的多种解法
本文系统梳理了线性方程组的解法体系:1. 直接法(高斯消元、LU分解等)适用于中小规模精确求解;2. 迭代法(如共轭梯度、GMRES)针对大规模稀疏问题;3. 特殊解法处理欠定/超定方程组(SVD、最小二乘)。选择依据矩阵特性、规模、精度需求和计算资源,实际应用中常需结合矩阵分解(QR/SVD)和预处理技术提升效率。原创 2025-06-15 10:28:32 · 964 阅读 · 0 评论 -
三态光开关研发现状
*总结**:当前三态光开关研发处于"实验室突破向工程验证过渡"阶段,预计2025-2027年将出现可量产方案。- **突破**:在220nm硅基工艺上实现1550nm/1310nm/980nm三波长分光比控制(ER>15dB)- **原理**:利用微环谐振器的多波长谐振特性,通过控制不同波长光信号的耦合效率实现三态切换。| **机构/企业** | **技术路线** | **最新进展** | **商业化预期** |- **技术特色**:通过光子晶体微环构建受拓扑保护的光学模式,实现抗干扰三态锁定。原创 2025-04-17 16:31:12 · 691 阅读 · 0 评论 -
一个简单的逻辑计算问题:n值二元逻辑函数总数计算
二元 n 值逻辑函数 F(A, B) = C 的总数为:n^(n²)原创 2025-04-12 12:04:04 · 372 阅读 · 0 评论 -
QT中已知4个坐标位置求倾斜平面与倾斜角度
平面拟合原创 2025-04-03 17:30:53 · 728 阅读 · 0 评论 -
适用于三进制的光学存储介质
三进制光计算机中研制的存储技术原创 2025-04-03 08:27:53 · 551 阅读 · 0 评论 -
曲面单值化定理
曲面单值化定理原创 2024-11-30 21:51:03 · 1140 阅读 · 0 评论 -
二维球面和三维球面
三维球面与二维球面原创 2024-11-30 20:22:39 · 1655 阅读 · 0 评论 -
弯曲时空中的数学模型与数学分支
弯曲时空数学模型与分支原创 2024-11-16 11:58:11 · 1850 阅读 · 0 评论
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