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电磁相互作用是自然界的四种基本相互作用之一,在物理学中具有非常重要的意义.近年来,随着纳米技术的发展,纳米结构中电磁相互作用的性质,以及这些性质对材料生成、应用的影响成为了人们越来越关心的问题.本论文从光学纳米结构中真空涨落引起的Casimir力和外场作用下的电磁辐射压力两个角度分析电磁相互作用在这些材料中的具体表现,得到了一些有意义的结果.主要包括以下几个方面的内容:
(1)从理论上分析了外磁场对Casimir力的调制作用,指出两个均匀的介电板之间的Casimir相互作用可以通过增加覆盖层或插入层的方法进行调制.由于覆盖层或插入层的介电函数随磁场变化,Casimir力可以由磁场显著地调制.
(2)详细地分析了有限温度下,由于材料的介电性质随温度变化导致的 Casimir。力的额外修正.这种修正在一些情况下会超过20%,因此不能被简单地忽略.同时,我们也可以利用这个现象对Casimir力进行调制.
(3)将Aurel Bulgac等人提出的多重散射方法推广到了具有一般连续性边界条件的电磁矢量场,应用这个方法计算了不同尺寸、距离下介电和左手圆柱簇中的Casimir能.计算的结果表明,Casimir能与圆柱的介电性质、尺寸和相互之间的距离有着密切的关系.圆柱簇中的Casimir相互作用不能看成是成对圆柱之间Casimir相互作用的简单叠加,它与团簇中圆柱的结构和位置的无序度有着重要的关系.
(4)应用Maxwell应力张量的方法,讨论了有外部电磁场入射时,作用在圆柱簇中颗粒上的电磁辐射压力,给出了计算电磁辐射压力的一般表达式,并以单个圆柱颗粒为例,讨论了单束平面波和多束平面波作用下电磁辐射压力的共振性质.