它会贪婪地“吸收”周围的电场能量,导致整个能量池的“电容”变大。
而对于一个LC振荡回路,电容变大,振荡频率……
第59章看得见的本征态(求收藏求追读求月票)
自然会下降。
“啧,原来如此,绕了半天,不就是个‘水囊并联’的问题么?还非得用麦克斯韦方程组包层金边,出题人真够能绕的。”
林允宁心里嫌弃地吐槽一句,终于动笔。
却不是去推导繁琐的边界条件。
他在图下,写下了结论的核心——
能量法的一阶微扰公式:
Δωω≈-12*[∫Δε*|E|2dV][∫ε*|E|2dV]
他没有去浪费时间去一步步推导这个公式,而是直接引用了结论。
毕竟,竞赛场不是课堂,简单的Slater一阶频移定理结果,没必要慢慢展开。
但他还是用简洁的一句话,将这冰冷的数学符号,翻译成了生动的物理图像:
“插入介质片(Δε>0),等效于增加了该区域的电能存储能力。为维持腔内电磁场能量在时间上的平均守恒,系统总能量对应的谐振频率必须下降。”
第一问,解决!
接下来,一切都顺理成章。
他将那复杂的体积分,用一个极其巧妙的近似,变成了与位置相关的代数式:
由于介质片极薄,体积分可近似为:
Δff≈-12*Δεε*SδV_eff*[|E|2_slab]
物理图像清晰无比:
频移的大小,正比于介质片的体积分数,以及它所在位置的“能量密度”,也就是场强的平方。
他在那幅简笔画的中央位置,画了一个小小的箭头,标注:
“反节点,|E|2最大,频移最大”。
又在靠近金属壁的两侧画了两个箭头,标注:
“节点,|E|2→0,频移趋近于零”。
寥寥数笔,后两问的答案,也已经跃然纸上。
最后,他甚至懒得代入任何具体数字,只用两行清晰的文字,给出了最核心的数量级估算:
“数量级估算:若ε_r~2Δεε~1,薄片体积分数SδV_eff~10?3,则频移量级|Δff|~10?3。频移大小与介质片厚度δ、介电常数增量Δε成正比,并强烈依赖于其在电场中的位置。”
答题纸上,那幅简洁的场分布图,像是从纸页里“浮”了出来,拥有了自己的生命。
所有的公式和文字,都像是为它精心编写的注脚。
第一排,卫骁依旧在笔耕不辍。