[发明专利]一种不依赖测量的孤立导体电荷控制方法

权利要求书

1.一种不依赖测量的孤立导体电荷控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)在被控孤立导体两侧放置两块相互平行的极板，通过在两块极板上加载电压使得极板与孤立导体之间分别形成两个电场，且孤立导体上的电荷数量分布会随着极板和孤立导体之间的电势差变化而变化；

(2)通过向其中一块极板照射第一光束使其一侧达到光电饱和状态从而控制孤立导体这一侧的电荷量达到预设值；

(3)当达到光电饱和状态后关闭所述第一光束，并通过向导体另一侧的极板照射第二光束使孤立导体的另一侧也达到光电饱和状态；

(4)根据加载在两块极板上的电压大小，通过两次光电饱和状态将孤立导体上的电荷钳位到所期望的电荷量上；

其中，在步骤(2)中，当所述第一光束的频率ν超过某一临界值时，电子会溢出金属极板的表面，逸出电子的初始动能m为电子的质量，v为电子的逸出速度；当所述初始动能E_k大于等于克服电场力所做的功W时，电子进入孤立导体导致导体积累更多的电子，使得电场强度不断增强直至电子无法再跨越电场，进而达到了光电饱和状态；

在被控孤立导体与其两侧的极板的位置关系确定后，导体分别与两侧极板形成的电容确定，通过控制两侧极板的电势差实现所述被控孤立导体的电荷控制。

2.如权利要求1所述的孤立导体电荷控制方法，其特征在于，当达到饱和状态时，孤立导体上带有与极板等量的异种电荷，且所述异种电荷的电荷量其中，Q为极板上的电荷量，k为玻尔兹曼常数，d为孤立导体表面到极板表面的距离，S为孤立导体与极板之间的有效正对面积。

3.如权利要求1-2任一项所述的孤立导体电荷控制方法，其特征在于，根据以下公式控制两块极板的电势差将导体上的电荷钳位至期望值，实现对孤立导体电荷的控制；

其中，C₁为导体与一侧极板形成的电容，C₂为导体与另一侧极板形成的电容，U₁为一侧极板的电势，U₂为另一侧极板的电势，k为玻尔兹曼常数，h为普朗克常数，ν₂为第二次光照时光束的频率，w₂为另一侧金属极板的逸出功，d₂为导体与另一侧极板形成电容的有效距离，S₂为导体与另一侧极板形成电容的有效面积。