法拉第波
關注創建者：琳泓comsol 創建時間：2019-10-23
法拉第波的實例教程
傳統上針對法拉第波及懸浮液滴的研究多在常規流體如水和油類進行，這主要因其具有較為適中的密度和較小的表面張力。與此不同的是，液態金屬作為一大類新興功能流體材料，其密度遠高于常規流體（水的6倍），導電性強，表面張力極大（約為水的10倍），重力和表面張力的綜合作用極易使上下布置的兩部分液態金屬立刻融合。迄今為止，學術界從未有過針對液態金屬這一特殊流體對振動響應的相關研究，此次發現揭開了豐富的液態金屬法拉第波現象，如顯著區別于以往的表面波特性、懸浮液滴效應，以及無法在非導電流體上實現的電控切換效應等，由此打開了諸多新的探索和應用空間。
實驗發現，通過調節驅動頻率和加速度，液態金屬液池表面會呈現出一系列高度對稱的規則表面波圖案（圖1a）。隨著驅動頻率的增大，表面波圖案變得更加復雜，圖案折疊數總體上呈一個增長趨勢（圖1b）。然而，不同頻率下也可以形成相同折疊數的圖案，只是在圖案細節上各有不同（圖1b對應1c彩色方框）。文章深入探究了液態金屬表面波狀態與驅動參數之間的定量關系，指出了表面波模態的穩定工況范圍。這些在液態金屬表面激發的一系列高度對稱的表面波圖案，以往從未在單一的傳統流體系統中被觀測過。主要原因在于液態金屬極大的表面張力，會使其耗散長度遠高于傳統流體，因此表面波受流體邊界形狀（meniscus）的影響很大。實驗觀測到的表面波實際上是振動激發的非線性駐波與邊界發射波相互疊加的結果。
進一步地，研究人員研究了金屬液滴在其液池上的懸浮行為。對于傳統流體而言，就懸浮液滴的研究只能限于臨界法拉第加速度以下。一旦驅動加速度高于法拉第臨界值，整個液面會突然出現紊亂而不再能承載懸浮液滴。而液態金屬體系由于能形成高度規則的圖案，即使在法拉第臨界加速度以上，金屬液滴仍能十分穩定地懸浮于液面上。
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法拉第波的最新內容
基于HFSS的寬帶圓極化天線設計2個月前
電磁波的極化特性依據電場矢量空間軌跡可分為線極化、圓極化和橢圓極化三種基本類型。其中，圓極化波表現為電場矢量端點以恒定幅度作圓周旋轉，按旋轉方向分為左旋圓極化（LHCP）與右旋圓極化（RHCP）。基于此極化特性設計的天線即為圓極化天線，其通過正交饋電結構產生相位差為90°、幅度相等的兩路線極化波，合成后形成圓極化輻射場。
一期一會 | 什么是電磁學？4個月前
麥克斯韋第四方程：麥克斯韋-法拉第方程
麥克斯韋-法拉第方程描述了時變磁場如何產生電場。它也可以從法拉第定律和洛倫茲力定律推導出來。
電磁學的重要性
在電力的影響下，靜態帶電粒子相互吸引或排斥。這些粒子在運動時也會受到磁力的作用。電磁力來自這些電和磁相互作用的總和，并通過電磁場施加影響。
這類器件一般使用磁光效應，例如法拉第 (Faraday) 效應。雖然目前在OpticStudio中沒有表面可以模擬這類磁光效應，但我們可以使用瓊斯矩陣表面近似模擬一個軸上光學隔離器。
隔離器中的光學材料對于不同角度入射光的影響各不相同。也就是說，對于一個在給定方向傳播的線偏光，材料將使光線旋轉一定角度β；當以相反方向傳播時，材料將使光線旋轉角度-β。
FDTD中的網格及細化方式9個月前
理想導體內部電場為零，故有法拉第電磁感應定律
‘
可以得到二維FDTD迭代方程
?進一步的可以將其應用到介質表面的共形網格當中。
參考文獻
[1] Allen Taflove.
什么是FDTD算法？11個月前
直到1864年，麥克斯韋在法拉第等學者對電和磁的研究基礎上，總結并構造了麥克斯韋方程，同時提出光是一種電磁波。之后，1888年，經過赫茲實驗驗證，光就是一種電磁波。從此開啟了光學電磁理論的新紀元，帶動了波動光學、量子光學、傅里葉光學等學科的新興與發展。如今，激光、光伏、光通信、全息術等技術實現全民應用，均離不開人們對光的認知提升。
麥克斯韋方程組一共包含四個方程，如下方程所示，分別描述了安培定律、法拉第電磁感應定律、高斯電通定律和高斯磁通定律。
上述方程表示為麥克斯韋方程組的積分形式，可將其寫成微分形式，如下方程所示，通過麥克斯韋方程組的微分形式便可以推導出有限元法處理電磁場問題的微分方程。
這類器件一般使用磁光效應，例如法拉第 (Faraday) 效應。雖然目前在OpticStudio中沒有表面可以模擬這類磁光效應，但我們可以使用瓊斯矩陣表面近似模擬一個軸上光學隔離器。
隔離器中的光學材料對于不同角度入射光的影響各不相同。也就是說，對于一個在給定方向傳播的線偏光，材料將使光線旋轉一定角度β；當以相反方向傳播時，材料將使光線旋轉角度-β。
在所形成的3D空間中，物理電磁波傳播由法拉第定律和安培定律等值線的互連陣列來表示。使用 FDTD 技術解決電磁問題不需要大量先驗知識，因為 Yee 方案方法易于使用且用途廣泛。
電磁分析和 FDTD 方法
FDTD 的簡單性、多功能性和靈活性使其在計算電磁應用中廣受歡迎。
此類組件通常會引發磁光現象，例如法拉第效應。盡管 OpticStudio 目前沒有任何表面可以模擬這種磁光效應，但它可以通過瓊斯矩陣表面模擬軸上光隔離器的行為。
隔離器內部的光學材料會根據傳播方向對入射光束產生不同的影響。也就是說，對于沿給定方向傳播的線偏振光束，材料會將光束旋轉某個角度 α；當沿相反方向行進時，材料會使光束旋轉-α。
例如：
1833年，邁克爾·法拉第（Michael Faraday）發現，硫化銀在溫度升高時，電阻反而會降低（半導體的熱敏特性）。
1839年，法國科學家亞歷山大·貝克勒爾（Alexandre Edmond Becquerel）發現，光照可以使某些材料的兩端產生電勢差（半導體的光伏效應）。
