毕业设计（论文）-载流导线阵列产生的周期性磁阱精选.doc

目 录 摘要 ………………………………………………………………（２） 第1章 前言 ………………………………………………………（3） 第2章 原子磁导引的基本原理…………………………………（5） 第3章 载流导线的磁场分布……………………………………（8） 第3.1节 单根载流导线产生的磁场…………………………(9) 第3.2节 单根载流导线加偏磁场产生的磁场………………(10) 第3.3节 两根平行载流导线产生的磁场…………………（12） 第3.4节 三根平行载流导线产生的磁场…………………（14） 第3.5节 六根平行载流导线产生的磁场…………………（16） 第4章 计算程序………………………………………………（19） 第4.1节 单根载流导线产生的磁场………………………（19） 第4.2节单根载流导线加偏磁场产生的磁场………………（20） 第4.3节两根平行载流导线产生的磁场……………………（21） 第4.4节 三根平行载流导线产生的磁场…………………（22） 第4.5节 六根平行载流导线产生的磁场…………………（23） 第5章 结束语……………………………………………………（25） 参考文献…………………………………………………………（26） 致谢…………………………………………………………………(27） 载流导线阵列产生的周期性磁阱 摘要 本论文主要描述了中性原子磁导引技术的基本原理方法、目前发展状况以及弱场搜寻态原子磁导引。通过编程计算了实现中性原子磁导引的磁场并对其结构进行了分析，其主要为单根载流导线和两根载流导线等情形。 关键词：磁导引、磁场、载流导线、中性原子 作 者： 指导教师： Abstract The paper reviews the principles and methods of magnetic guide of cold neutral atoms and their recent experimental progresses，and describes the magnetic guiding of atoms in weak-field-seeking state. We program and calculate the magnetic fields generated by one current-carrying wires and two current-carrying wires，which greatly satisfy magnetic guiding of cold neutral atoms ，and analysis their structures. Keywords： magnetic guide，magnetic fields，current-carrying wires，Neutral atoms 囚禁原子或离子，通常采用冷却并加磁场与激光，关于这方面的理论有许多，并有实验成功证实，我们在这里介绍一种简单的量子阱理论，说明原子囚禁的原因。 1985年贝尔实验室的朱棣文和他的同事，将钠原子置于一个真空室中，用6个激光束对其施加力，使原子速度减缓。朱棣文发现这些原子在冷却到240′10-6K，可使其速度降到30cm/s，而室温气体原子速度可达103 m/s。1988年，D.Philips改进了这装置，加入了磁场，使原子囚禁时间大大增加，并使原子冷却到40′10-6K，法国高等师范的Tannoudji进一步使氦原子冷却到0.18′10-6K。为此他们获1997年诺贝尔物理学奖。 [2] ? ? ? ? 图11-3-1 MOT模型 ??? 1987年，贝尔实验室E.L.Raab、M.Prentiss和朱棣文发表了利用激光辐射压囚禁钠原子的理论与方法，基本原理如下：考察具有轨道S=0，ms=0的基态及S=1, ms=0， 1的三重简并激发态的原子，这里S，ms分别是轨道角动量量子数磁量子数。现在加一个沿z方向的非均匀的弱磁场B=bz，则激发态有塞曼分裂 这里，，e，me 分别是电子的电量与质量。在本文中，将对载流导线磁导引技术的基本原理进行论述，并通过编程计算和画图分析。 第2章 原子磁导引的基本原理 19世纪20年代法国科学家毕奥和沙伐尔两人做了大量的实验研究出无限长载流直线产生磁场的规律，证明了直导线周围的离导线距离为处的磁场1/关系。在此基础上法国数学家拉普拉斯进一步用数学的方法进行分析归纳，得出了电流元产生磁场的基本规律，称为毕奥—沙伐尔定律，采用国际单位制可表示为： 定律指出：真空中，电流元产生的磁场是轴对称的，其磁感线是围绕此轴的同心圆；利用迭加原理对上式进行积分可求出无限长载流直导线周围的磁