带电粒子在电场磁场中的运动与电磁力求解：经典与弹性界面研究

该硕士学位论文深入探讨了带电粒子在电场和磁场中的复杂运动特性及其相关电磁力的求解。作者首先强调了带电粒子运动在物理学和科技领域的关键作用，如质谱仪、示波器、电视显像管以及粒子加速器等设备的设计与运行都依赖于对其行为的理解。 论文的首要部分回顾了经典电磁场理论和经典力学对于理解带电粒子经典轨道的基础，然而，它突破了传统研究的局限，特别关注了在存在弹性界面的情况下带电粒子的运动。这里，作者引入了相对运动的概念，通过哈密顿正则方程和Mathematica科学计算软件，精确地模拟和分析了粒子的轨迹变化。 接下来，论文着重讨论了带电粒子在复杂电磁场环境下的相对论运动，这涉及到更高级的物理原理和计算技术，以捕捉高速粒子行为的特殊效应。研究对象扩展到平行电场和磁场区域，以及临近弹性界面的场景，这些环境可能导致粒子轨迹的显著改变。 作者进一步深入解析了磁标量和电磁矢量满足的数学方程——拉普拉斯方程和亥姆霍兹方程，这些是解决电磁场的关键工具。通过解决边值问题，论文计算出了电磁场的具体分布，从而能够准确评估其对带电粒子的影响。 最后，论文通过麦克斯韦应力张量来计算电磁作用力，这是一种量化电磁场力的方法，对于理解和控制粒子运动至关重要。整个研究不仅提升了对带电粒子行为的理论理解，也为电磁场理论在新领域的应用开拓了新的可能性。 论文的关键术语包括带电粒子、电磁场、洛伦兹力、弹性界面、电势以及边值关系，这些都是论文的核心概念，贯穿全文并驱动着各项理论和计算的展开。总体来说，这篇硕士学位论文为带电粒子在复杂电磁环境下的运动研究做出了重要贡献，展示了作者在该领域的深厚学术功底和严谨的科研方法。