基于等效媒质理论的高频变压器利兹线周期性结构均质化建模方法

1

作者 李元 林金山 +3 位作者 邵先军 杨智 张大宁 张冠军 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4440-4449,I0001,共11页

高频变压器是电力电子变压器实现新能源交直流系统电气隔离、电压转换的核心部件,具有体积小、功率密度高的特点。受高频集肤效应及邻近效应影响,高频变压器的绕组损耗一般很大,加之其结构紧凑、散热能力不足,设备局部温升极易越限。准... 高频变压器是电力电子变压器实现新能源交直流系统电气隔离、电压转换的核心部件,具有体积小、功率密度高的特点。受高频集肤效应及邻近效应影响,高频变压器的绕组损耗一般很大,加之其结构紧凑、散热能力不足,设备局部温升极易越限。准确高效地计算绕组损耗对高频变压器的优化设计和可靠运行具有重要意义。该文分析了利兹线的微观蜂巢结构,提取基本周期单元从而简化电磁场分析,基于等效媒质理论提出了绕组电磁场均质化仿真模型与损耗计算方法。结果表明:均质化仿真模型具有很高的准确性与计算效率,以精细化2维模型仿真结果为参考,磁通密度和电场强度的仿真误差小于0.5%,计算效率提升了约12000倍,运行内存需求减少了30.28倍;损耗计算方法在中低频段与主流模型的准确度近似,而在高频段的误差比Tourkhani模型降低了20%。该文提出的均质化模型显著降低了利兹线绕组电磁场仿真的建模难度和计算量,解决了高频涡流仿真难度大、损耗计算准确度低的问题,为高频变压器结构优化设计提供理论和模型支持。 展开更多

关键词 高频变压器 利兹线 等效媒质理论 均质化 损耗计算

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还原论视角下的时变超构材料构建与等效媒质理论研究

2

作者 吴宏伟 陈雪 圣宗强 《黄河科技学院学报》 2023年第5期1-5,共5页

等效媒质理论是从微观角度出发,根据复合材料的结构特点,研究其宏观意义上材料参数的方法。将空间等效媒质理论推广到时间等效媒质理论,以时变声学超构材料为例,从理论上推导超构材料的材料参数在时间上以高频率调制时,其等效参数形式... 等效媒质理论是从微观角度出发,根据复合材料的结构特点,研究其宏观意义上材料参数的方法。将空间等效媒质理论推广到时间等效媒质理论,以时变声学超构材料为例,从理论上推导超构材料的材料参数在时间上以高频率调制时,其等效参数形式。基于还原论思想,在COMSOL Multiphysics数值仿真软件中设计时变人工原子进而构建时变超构材料,从数值上验证时间等效媒介公式的正确性,进而扩展等效媒质理论体系。 展开更多

关键词 等效媒质理论 时变超构材料 数值仿真

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EBG高阻表面的准静态等效媒质模型 被引量：2

3

作者 苏子剑 梁昌洪 +1 位作者 李龙 翟会清 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期92-97,共6页

针对电磁带隙高阻抗表面的电磁特性问题,提出了一种新型准静态等效媒质模型,建立了电磁带隙高阻抗表面的几何特性、媒质特性和电磁特性之间的定量关系.当工作波长λ远大于电磁带隙高阻表面每个单元的几何尺寸时,高阻表面与波的宏观相互... 针对电磁带隙高阻抗表面的电磁特性问题,提出了一种新型准静态等效媒质模型,建立了电磁带隙高阻抗表面的几何特性、媒质特性和电磁特性之间的定量关系.当工作波长λ远大于电磁带隙高阻表面每个单元的几何尺寸时,高阻表面与波的宏观相互作用相当于等效媒质.通过准静态电磁理论的分析建立的高阻表面等效媒质模型,可对电磁带隙高阻表面和应用的天线系统各自独立地进行设计.最后给出了分析计算值和实验之间的相互比较,证明了该理论模型的有效性. 展开更多

关键词 电磁带隙高阻表面 准静态分析 等效媒质模型

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含气泡弱可压缩弹性材料的等效媒质法 被引量：5

4

作者 秦波 梁彬 +1 位作者 朱哲民 程建春 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期110-115,共6页

声波在含气泡弹性材料中传播时不仅使固相介质产生形变,而且会使气泡非线性振动,据此建立了含气泡弱可压缩弹性材料的等效媒质法。利用等效媒质的微单元与含气泡材料的微单元具有相同的应力和应变,求得了含气泡材料的等效Lame系数,并得... 声波在含气泡弹性材料中传播时不仅使固相介质产生形变,而且会使气泡非线性振动,据此建立了含气泡弱可压缩弹性材料的等效媒质法。利用等效媒质的微单元与含气泡材料的微单元具有相同的应力和应变,求得了含气泡材料的等效Lame系数,并得到了含气泡材料的非线性波动方程。其线性化结果与Gaunaurd的经典理论相比较,有很好的一致性。本方法还可给出含气泡弱可压缩弹性材料的另一重要参数——非线性系数。 展开更多

关键词 弹性材料 等效媒质 弱可压缩 气泡 非线性波动方程 非线性振动 非线性系数 Lame

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等效媒质理论对光子晶体结构负折射的预测

5

作者 林丽晖 《信息通信》 2017年第5期19-20,共2页

我们利用等效媒质理论对在空气中以正方晶格排列的二维光子晶体结构的负折射的实现进行了预测。根据FDTD的模拟结果,由Snell定律验证了理论计算的参数的正确性。结果表明,使用等效媒质理论可以对所需要的折射率值进行比较准确的预测。... 我们利用等效媒质理论对在空气中以正方晶格排列的二维光子晶体结构的负折射的实现进行了预测。根据FDTD的模拟结果,由Snell定律验证了理论计算的参数的正确性。结果表明,使用等效媒质理论可以对所需要的折射率值进行比较准确的预测。通过利用等效参数的计算结果可以对结构在不同频段表现的电磁特性加以有效利用。 展开更多

关键词 光子晶体 负折射 等效媒质理论

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电磁超材料——从等效媒质到现场可编程系统 被引量：25

6

作者 崔铁军 《中国科学：信息科学》 CSCD 北大核心 2020年第10期1427-1461,共35页

电磁超材料是由亚波长单元周期或非周期地排列而组成的人工电磁结构,可通过设计结构单元及其排布自由地控制电磁波,是信息领域的研究热点之一.本文介绍了东南大学毫米波国家重点实验室从事电磁超材料研究的历史和最新进展,主要分为3个... 电磁超材料是由亚波长单元周期或非周期地排列而组成的人工电磁结构,可通过设计结构单元及其排布自由地控制电磁波,是信息领域的研究热点之一.本文介绍了东南大学毫米波国家重点实验室从事电磁超材料研究的历史和最新进展,主要分为3个发展阶段.第1阶段发展了等效媒质超材料,提出了超材料结构的等效媒质一般性理论,实验验证了宽带地面隐身衣、电磁黑洞、电磁幻觉及各向异性零折射率等奇特物理现象及功能器件,并在超材料变换光学透镜、平板透镜天线,以及宽带电磁隐身表面等方面获得了应用.第2阶段开拓了基于人工表面等离激元(surface plasmon polariton,SPP)传输线的微波领域新方向,提出一种超薄、低损耗、条带式的SPP传输线,能在共形曲面上传输无畸变的SPP波;基于此,研制了一系列微波SPP无源器件、SPP放大器和倍频器,以及SPP天线,构建了首个全SPP无线通信射频收发系统,在间距为深亚波长的两个通道上实现了两个独立视频无干扰的超视距传输.第3阶段创建了信息超材料新体系,提出用数字编码表征超材料的新思想,通过控制不同的数字编码序列实时地调控电磁波,实现了超材料的现场可编程功能;提出在信息超材料的物理平台上进行信息熵操作及相关的数字卷积定理和加法定理,在物理空间上构筑起数字空间,实现了对电磁波和数字信息的同时调控;基于此研制了新架构的微波成像系统、无线通信系统和智能感知系统. 展开更多

关键词 电磁超材料 等效媒质 表面等离激元 数字编码 现场可编程 信息超材料 信息系统

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等效方法与等效原理

7

作者 刘厚德 《西南民族学院学报（畜牧兽医版）》 1993年第2期144-149,共6页

给出了等效的功能性定义,提出了结构、功能等效原理,用媒质等效法简单地导出了单色平面电磁波在良导体表面上的反射、折射特性。

关键词 等效法 等效原理 场等效 媒质等效

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亚波长浮雕结构的红外抗反射研究 被引量：7

8

作者 陈思乡 易新建 +1 位作者 曾延安 陈四海 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期471-474,共4页

基于等效媒质理论 ,对周期性浮雕结构的抗反射特性进行了分析和研究 .给出了二维对称的抗反射浮雕结构等效光学参数的估算方法 .提出了基于最小特征尺寸考虑的脊基和隙空的设计概念 .利用离子束刻蚀工艺技术 ,在 Si片上制备了一种两维... 基于等效媒质理论 ,对周期性浮雕结构的抗反射特性进行了分析和研究 .给出了二维对称的抗反射浮雕结构等效光学参数的估算方法 .提出了基于最小特征尺寸考虑的脊基和隙空的设计概念 .利用离子束刻蚀工艺技术 ,在 Si片上制备了一种两维红外抗反射浮雕图案 .测试结果表明 ,这种表面结构像单层抗反射膜一样 ,具有很好的增透效果 ,表面结构的等效折射率相当于镀层材料折射率 ,而刻蚀深度则相当于镀层的 1/ 4波长厚度 . 展开更多

关键词 抗反射 亚波长结构 二元光学 等效媒质理论 离子束刻蚀技术 浮雕 等效折射率 电镜分析 红外理论

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Mo-Al_2O_3金属陶瓷颗粒膜的光学常数研究 被引量：4

9

作者 周珑 王天民 +3 位作者 杜心康 陈步亮 茹宁 王聪 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期825-829,共5页

采用磁控溅射技术在不锈钢片上沉积了Mo-Al2O3金属陶瓷混合膜,将Maxwell-Garnett等效媒质理论应用于Mo-Al2O3颗粒膜的光学常数分析,分别以Mo和Al2O3的块体材料和溅射薄膜的光学常数为基础,理论计算了不同金属填充因子金属陶瓷颗粒膜在30... 采用磁控溅射技术在不锈钢片上沉积了Mo-Al2O3金属陶瓷混合膜,将Maxwell-Garnett等效媒质理论应用于Mo-Al2O3颗粒膜的光学常数分析,分别以Mo和Al2O3的块体材料和溅射薄膜的光学常数为基础,理论计算了不同金属填充因子金属陶瓷颗粒膜在300nm～800nm波段范围内的光学常数n,k随波长λ的变化规律,同时对理论计算结果与实验测试结果之间存在的差异及其产生的原因进行了讨论。 展开更多

关键词 等效媒质理论 Mo-Al2O3金属陶瓷 颗粒膜 Maxwell-Garnett理论 光学常数

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热喷涂纳米β-SiC/LBS涂层的吸波性能 被引量：2

10

作者 袁晓静 杨俊华 +3 位作者 查柏林 侯根良 江礼 王汉功 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2198-2203,共6页

应用喷雾造粒技术对纳米β-SiC/LBS复合吸波粉末进行团聚造粒,采用超音速火焰喷涂工艺制备高温纳米复合吸波涂层,并对复合涂层性能进行研究。结果表明,颗粒状β-SiC弥散在半熔融状态的LBS中形成涂层。涂层与基体的结合强度为8.46MPa,拉... 应用喷雾造粒技术对纳米β-SiC/LBS复合吸波粉末进行团聚造粒,采用超音速火焰喷涂工艺制备高温纳米复合吸波涂层,并对复合涂层性能进行研究。结果表明,颗粒状β-SiC弥散在半熔融状态的LBS中形成涂层。涂层与基体的结合强度为8.46MPa,拉伸过程中,涂层从内部撕裂,并表现为脆性断裂。与普通陶瓷吸波涂层相比,复合涂层的吸波性能得到扩展;随着涂层厚度的增加,复合涂层对电磁波的衰减能力将从高频向低频移动。受到涂层抗拉强度的限制,复合涂层的厚度应该小于1mm。纳米β-SiC含量(质量分数)为46%时,复合涂层的电磁波反射率系数达到-13dB;当在涂层厚度相同而微波频率大于14GHz时,复合涂层的电磁波反射率系数均小于-10dB。数值模拟结果表明,当β-SiC质量含量为46%时,复合涂层的吸波性能最佳。 展开更多

关键词 吸波涂层 热喷涂 等效媒质理论 结合强度 小波分析

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干涉-吸收型太阳光谱选择性吸收表面 被引量：3

11

作者 杨晓继 史月艳 殷志强 《真空科学与技术》 CSCD 北大核心 1997年第5期315-320,共6页

基于等效媒质理论，用透反法确定了单靶溅射沉积的铝－氮复合膜的填充因子，并研究了不同填充因子复合膜以及由两层不同填充因子复合膜构成的干涉－吸收型选择性吸收涂层的热处理性能。结果表明，合理地选取复合膜的填充因子及厚度，可... 基于等效媒质理论，用透反法确定了单靶溅射沉积的铝－氮复合膜的填充因子，并研究了不同填充因子复合膜以及由两层不同填充因子复合膜构成的干涉－吸收型选择性吸收涂层的热处理性能。结果表明，合理地选取复合膜的填充因子及厚度，可使刚沉积及经在真空中400℃，500℃保温1h热处理后的膜系的太阳吸收比α（AM2）＞0．94。80℃的法向发射比εn约0．04．α／εn＞20。 展开更多

关键词 等效媒质理论 金属填充因子 复合膜 真空技术

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含泡胶质体层的声透射特性研究 被引量：3

12

作者 胡洁 刘云飞 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期394-401,共8页

对包含有限数目气泡的单层胶质体模型,在理论上研究了垂直入射的平面纵波的透射特性.利用计及多重散射效应的自洽场方法,严格求解了该模型中的声传播问题并得到了声透射系数.数值计算结果证明声波可在略高于气泡本征频率的频段内发生局... 对包含有限数目气泡的单层胶质体模型,在理论上研究了垂直入射的平面纵波的透射特性.利用计及多重散射效应的自洽场方法,严格求解了该模型中的声传播问题并得到了声透射系数.数值计算结果证明声波可在略高于气泡本征频率的频段内发生局域化,且局域化现象在气泡含量较小时已经出现.此外,采用等效媒质方法对该模型进行均匀化近似后求解了其声透射系数.在不同结构参数下,分析比较了两种方法所得结果的差异,考察了等效媒质方法的适用性.结果表明多重散射效应在气泡含量较低时已显著影响当前模型的声透射特性,尽管等效媒质方法在气泡含量极低(～10-5)时可简便的得到基本有效的计算结果,但当气泡含量变高(～10-4)时,忽略多重散射效应的等效媒质方法已不能正确的描述此类媒质的声传播特性. 展开更多

关键词 气泡 胶质体 自洽场方法 等效媒质方法

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声学超材料减振降噪技术在载人航天工程中的应用研究 被引量：1

13

作者 余斐 张建丽 +3 位作者 孟宪宁 关振涛 陈云霏 许文龙 《黑龙江科学》 2022年第20期12-16,20,共6页

为解决传统减振降噪材料对飞行器在轨运行段低频段的噪声和振动控制效果不佳问题,研发突破传统材料属性限制的新材料,使声学超材料具有轻质、隔声、减振、负折射率等特性。综述了近年来声学超材料研究进展,分析了基于声学超材的减振降... 为解决传统减振降噪材料对飞行器在轨运行段低频段的噪声和振动控制效果不佳问题,研发突破传统材料属性限制的新材料,使声学超材料具有轻质、隔声、减振、负折射率等特性。综述了近年来声学超材料研究进展,分析了基于声学超材的减振降噪技术的理论基础、研究内容和实际应用,为声学超材料在载人航天工程领域中的减振降噪应用提供参考。 展开更多

关键词 声学超材料 减振降噪 等效媒质理论 应用研究

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高阻电磁表面在单向辐射矩形环缝天线中的应用

14

作者 张厚 殷雄 +1 位作者 李圭源 舒楠 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第5期11-17,22,共8页

基于平行板环境下高阻电磁表面(HIS)的等效媒质模型,设计制作了两种不同的单向辐射矩形环缝天线:一种是基于传统的金属反射面,另一种是基于所设计的HIS反射面。仿真和测试结果显示:金属反射面矩形环缝天线由于受到平行板模式的影响,其... 基于平行板环境下高阻电磁表面(HIS)的等效媒质模型,设计制作了两种不同的单向辐射矩形环缝天线:一种是基于传统的金属反射面,另一种是基于所设计的HIS反射面。仿真和测试结果显示:金属反射面矩形环缝天线由于受到平行板模式的影响,其单向辐射性能较差;而HIS反射面矩形环缝天线则获得了较好的单向辐射性能,与金属反射面天线相比,不仅其工作频带内的前后抑制比和法向增益得到大幅提高,而且整个天线的厚度仅为金属反射面天线的31%。由此验证了HIS在实现单向辐射缝隙天线中的优越性及其广泛的应用前景。 展开更多

关键词 高阻电磁表面 平行板模式 等效媒质模型 前后抑制比 增益 矩形环缝天线

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亚波长结构抗反射表面的设计方法

15

作者 陈思乡 易新建 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 2000年第9期94-95,98,共3页

对亚波长结构抗反射表面的设计原理和设计方法进行了较详细的论述 .基于等效媒质近似理论 ,给出了一维光栅结构的等效折射率 .描述了二维对称结构的一维近似分析方法及其等效折射率估算方法 .为得到大的特征尺寸 。

关键词 亚波长结构 抗反射表面 二元光学 等效媒质

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埋藏金属微粒的复合介质/电介质多层膜光学特性

16

作者 刘德义 闻立时 黄荣芳 《大连铁道学院学报》 1999年第1期66-70,共5页

对埋藏金属微粒的复合介质，利用Ｄrude介电理论和等效媒质理论计算了复合介质的介电函数，在此基础上对该复合介质与电介质组成的多层膜体系的光学特性进行了理论计算，讨论了金属微粒的体积分数、复合介质厚度和周期层数对多层膜的光... 对埋藏金属微粒的复合介质，利用Ｄrude介电理论和等效媒质理论计算了复合介质的介电函数，在此基础上对该复合介质与电介质组成的多层膜体系的光学特性进行了理论计算，讨论了金属微粒的体积分数、复合介质厚度和周期层数对多层膜的光学吸收率的影响。 展开更多

关键词 多层膜 等效媒质 介电函数 复合介质 光学特性

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一种斜层复合结构及其在吸波材料中的潜在应用 被引量：3

17

作者 徐艳丽 梅中磊 罗姣莲 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期353-358,共6页

基于等效媒质理论,利用新型人工电磁材料的可控电磁特性设计了一种斜层复合结构,将这种结构应用于吸波材料可以有效解决入射角敏感等问题.该结构可由普通材料叠层实现,给出了一个由Ag-Na_3AlF_6纳米结构实现的特例。在365 nm对其进行全... 基于等效媒质理论,利用新型人工电磁材料的可控电磁特性设计了一种斜层复合结构,将这种结构应用于吸波材料可以有效解决入射角敏感等问题.该结构可由普通材料叠层实现,给出了一个由Ag-Na_3AlF_6纳米结构实现的特例。在365 nm对其进行全波仿真,验证了其正确性和有效性。对该吸波材料的适用频带做了进一步仿真,结果表明该结构对光频段的电磁波能够实现良好的吸波功能。 展开更多

关键词 材料 斜层复合结构 等效媒质理论 新型人工电磁材料

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基于计算机模拟制备工业级太阳光谱选择性吸收涂层及其耐候性的研究

18

作者 马海林 李佩莹 +2 位作者 范多旺 夏荣斌 俞天智 《电镀与涂饰》 CAS CSCD 北大核心 2020年第22期1533-1539,共7页

基于等效媒质理论,用计算机软件设计了电介质−金属复合结构材料作为太阳能选择性吸热涂层,并在工业化生产设备上通过中频反应磁控溅射进行制备。探讨了反应气体流量与涂层光学常数的关系。场发射扫描电镜显示该涂层为多层膜结构,紫外−... 基于等效媒质理论,用计算机软件设计了电介质−金属复合结构材料作为太阳能选择性吸热涂层,并在工业化生产设备上通过中频反应磁控溅射进行制备。探讨了反应气体流量与涂层光学常数的关系。场发射扫描电镜显示该涂层为多层膜结构,紫外−可见分光光度计测试后计算得到的涂层吸收比高达0.93,发射率为0.07,接近理论设计值。在铜加速乙酸盐雾试验15 h后,涂层的吸收比逐渐低于0.90,发射率大于0.12。紫外光照老化试验表明该涂层具备不低于10 d的耐久性能。 展开更多

关键词 选择性吸收涂层 太阳光谱 磁控溅射 光学常数 等效媒质理论 计算机模拟 耐候性

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红外发射率的计算及应用

19

作者 李隆 孙莹 +1 位作者 刘欢 任杰 《物理与工程》 2022年第2期25-30,共6页

在辐射制冷、光热转换、红外隐身等领域,红外发射率是表征材料光学性能的重要参量。本文利用光学矩阵法并结合等效媒质理论对不同相体积分数和不同厚度的SiO_(2)/TiO_(2)复合涂层体系的红外发射率、可见及近红外波段的反射率等进行了模... 在辐射制冷、光热转换、红外隐身等领域,红外发射率是表征材料光学性能的重要参量。本文利用光学矩阵法并结合等效媒质理论对不同相体积分数和不同厚度的SiO_(2)/TiO_(2)复合涂层体系的红外发射率、可见及近红外波段的反射率等进行了模拟计算。利用上述方法可以对光学复合涂层红外发射率、反射率等光学性能参数进行预测,进而有效提高复合涂层相体积分数、膜厚等工艺参数的优化效率,减少实验工作量。该方法对于实现复合涂层的光谱选择性调控具有重要意义。 展开更多

关键词 红外发射率 等效媒质理论 光学矩阵法 辐射制冷

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恒定引力场对电磁场的作用

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作者 王诚三 《四川师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1989年第4期29-34,共6页

本文通过对引力场存在时的麦克斯韦方程的研究,发现恒定引力场对电磁场的作用与某种各向异性的非均匀媒质等效,从而提出“等效引力媒质”假设,并导出了这种等效引力媒质的电磁性质方程和等效引力媒质光学的菲涅耳方程,明确指出等效引力... 本文通过对引力场存在时的麦克斯韦方程的研究,发现恒定引力场对电磁场的作用与某种各向异性的非均匀媒质等效,从而提出“等效引力媒质”假设,并导出了这种等效引力媒质的电磁性质方程和等效引力媒质光学的菲涅耳方程,明确指出等效引力媒质的光学性质与双轴晶体类似,最后提出在强引力场中检验广义相对论的设想。 展开更多

关键词 引力场 电磁场 等效引力媒质

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