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瞬变电磁法在探测地下溶洞中的应用解析作者：汪孝博来源：《科学与财富》2018年第26期摘要：地下溶洞主要是指地下水长期作用于灰岩裂隙，从而使岩溶或者破碎带发育的更加迅速，因此就形成地下溶洞。
地下溶洞的形成会给建筑工程带来极大的危害，因此我们需要对地下溶洞岩溶的分布和发育情况进行探测，根据岩溶与周围介质的不同来选择不同的探测方法，本文以瞬变电磁法探测地下溶洞为例，为大家讲述瞬变电磁法在探测地下溶洞中的应用，希望对以后地下溶洞探测工作提供有利的依据。
关键词：瞬变电磁法；地下溶洞探测；应用解析本文首先对溶洞的形成以及探测溶洞的方法进行简单叙述，然后再着重说明瞬变电磁法的工作原理，最后再以瞬变电磁法在探测武汉溶洞为例，为大家说明瞬变电磁法在探测地下溶洞中的作用。
一、溶洞的形成和溶洞探测方法溶洞的形成方法主要是由于灰岩地区地下水长期进行溶蚀的结果。
而在灰岩中，灰岩的电阻率要比其他的岩石的电阻率高，例如砂岩、泥岩、铝土岩以及粘土岩等等。
如果灰岩内部发育有溶洞或者是溶蚀带，那么灰岩的电阻率就会迅速增大，为溶洞的探测工作带来很大的难度。
溶洞和溶洞周围的岩层是具有非常明显的差异的，因此可以运用电测的方法对地下溶洞进行探测。
在对溶洞进行探测的过程中用到很多的电测方法，例如地质雷达、高密度电法以及瞬变电磁法等等，而今天我们主要讲述的是瞬变电磁法在探测地下溶洞中的应用。
瞬变电磁法的运用主要有以下几个特点：首先瞬变电磁法受地形的影响比较小，可以克服高阻屏蔽层的影响。
其次瞬间电磁法受体积影响较小，在中横向方向的分辨率比较高，并且施工方法简单、速度快、并且频率高，同时也有一个缺点，就是瞬变电磁法在探测地下采空区的时候只能测试出地面位置和范围，不能进行深度的计算。
所以，我们在运用瞬变电磁法来进行探测的时候，要根据探测地形的实际情况和具体的地质情况来结合瞬变电磁法的使用特点进行探测。
二、瞬变电磁法的工作原理瞬变电磁法简称TEM，属于电磁感应类中的一种探测方法，所以瞬变电磁法也遵循电磁感应的工作原理，导电介质在阶跃变化的电磁场激发下产生涡流场效应，然后利用一个不接地的回线或磁偶极子向地下发射脉冲电磁波作为激发场源，等到脉冲电磁波结束以后，探测目标体或者大地就会在激发场的作用下，使得内部产生感生涡流，而且这些涡流是具有空间特性和时间特性的，并且涡流的大小与目标体的空间特征以及电性特征还有激发场特征等因素有关，并且会逐慢慢减弱最终直到消失。
一种非对称双原子分子的电子位移极化率计算模型第43卷第4期2009年4月西安交通大学JOURNALOFXIANJIAOTONGUNIVERSITYV o1.43№4Apr.2009一种非对称双原子分子的电子位移极化率计算模型陈小林,成永红,吴锴(西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室.710049.西安)摘要:分析了经典的电子位移极化率的计算模型,指出了这些经典模型在计算非对称双原子分子模型时存在局限性,提出了一种针对非对称双原子分子的电子位移极化率的计算模型.该模型考虑了分子内原子偶极矩对电子位移极化的影响,推导了宏观电场与分子轴平行,垂直,呈任意夹角等典型情况下的非对称双原子分子的电子位移极化率的数学模型.根据该模型计算了六方氮化硼(h-BN)晶体的电子位移极化率,并与经典模型的计算结果进行了比较,进一步分析了所提出模型的适用范围.关键词:电子位移极化率;偶极矩;宏观电场中图分类号:TM281文献标志码:A文章编号:0253—987X(2009)04—0090—05 CalculationModelofElectronDisplacementPolarizabilityinan AsymmetricDiatomicMoleculeCHENXiaolin.CHENGY onghong.WUKai (StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment,XianJiaotongUniversi ty,Xian710049,China)Abstract:Theconventionalcalculationmodelsofelectrondisplacementpolarizabilityaresu mma—rizedandtheirlimitationsarerevealed.Followingtheanalysis,anewcalculationmodeliSdev el—oped,whichtakestheeffectoftheinduceddipolemomentofoneatomonthepolarizabilityinto consideration.andthemathematica1expressionsarededucedinthecasesofmacroelectricfie ldparallelandperpendiculartothemolecularaxis,andatarandomanglewiththeaxis.Theelec —trondisplacementpolarizabilitiesinthehexagonalboronnitride(h—BN)crystalareevaluatedbythenewmode1.Theresultsarecomparedwiththosefromtheclassica1modelstopointoutthea p—pliedscopeofthenewmode1.Keywords:electrondisplacementpolarizability;dipolemoment;macroelectricfield电介质材料的介电性能和光学性能与其极化率联系紧密,是决定电介质宏观介电性能的微观参数.根据微观极化机制,可将介质极化分为4种基本类型:电子位移极化,离子位移极化,转向极化,界面极化(也称空问电荷极化),相应地存在电子位移极化率,离子位移极化率,转向极化率,界面极化率,介质总的极化率为这4种极化率之和_l一.在4种极化机制的研究中,电子位移极化率的理论计算一直是一个研究热点.它除了可以通过传统的光谱分析口],离子溶液的摩尔折射谱H]等实验方法计算得到外,还可以通过第一性原理计算求得,成为最近几年来一个十分活跃的研究领域.如Jens—en等]采用时间相关的密度泛函理论计算电子位移极化率,Maroulis等[6]利用有限场Moller-Pless-er微扰理论计算电子位移极化率,Misquitta等l_7j使用约束的密度拟合算法求解电子位移极化率.此外,经典的电子位移极化率计算模型针对具体介质进行计算时存在较大误差,许多学者致力于计算模型的修正与完善.如Pitkonen[8提出了利用双球模型计算各向异性介质的电子位移极化率的方法,在收稿日期:2008—09—08.作者简介:陈小林(1979一),男,讲师.基金项目:国家安全重大基础研究资助项目(51318010101);教育部科学技术研究重点资助项目(106144)第4期陈小林,等:一种非对称双原子分子的电子位移极化率计算模型计算中考虑了横向与纵向的电子位移极化,并计算了相应的极化率,Park等[9描述了通过有限元方法计算介质中微观静电场,并利用Hankel变换和相应的特征函数展开的方法来求解介质电子位移极化率.本文在分析经典电子位移极化率计算模型的基础上,指出这些经典模型在计算非对称双原子分子模型时存在局限性,从而建立了一种针对非对称双原子分子的电子位移极化率的计算模型.根据该模型计算了六方氮化硼(h—BN)晶体的电子位移极化率,并与经典模型的计算结果进行了比较,分析了所提出模型的适用范同.1经典的电子位移极化率计算模型在电场的作用下,电介质中原子,分子,离子等粒子的电子云相对原子核发生位移引起电子位移极化.由于粒子价电子在电子轨道的最外层或者次外层,离原子核较远,受原子核束缚最小,因而在粒子中发生相对位移的电子主要是价电子.在电场的作用下,任何电介质都会发生电子位移极化.原子或分子的电子位移极化率.是与介质结构相关的微观参数,根据不同的微观结构,学者们提出了孤立球状原子简化模型.经典的电子位移极化率计算模型基于球状原子模型,这类计算模型包含孤立球状原子模型,圆周轨道模型,介质球模型等3种不同的简化模型.1.1孤立球状原子模型该模型把原子核看成是电量为+(,的点电荷,把核外总电量为一q的所有电子看成是电荷均匀分布的球状电子云,其球心在原子核,半径为n,如图1a所示.在电场的作用下,电子云和原子核分别受到大小相等方向相反的作用力,电子云相对于原子核移动而产生感应偶极矩,从而发生电子位移极化, 如图1b所示.原子核与负电荷中心重叠电子云(a)极化前(1))极化后图1电子位移极化前后核该模型假设电场力不足以改变原子核的位置,也不足以改变电子云的形状.若设正电荷集中于原子核,而负电荷均匀分布在半径为a的球内,当加上外电场时,电子云相对原子核的位移为.利用在平衡状态下,电子云对原子核的库仑引力等于有效电场E作用于原子核上的电场力,得到[m一ZeE(1)4rCEoa式中:￡.为真空中的介电常数.根据式(1)可得到在有效电场E作用下电子云相对于无外电场情况下的位移为一E(2)原子的感应偶极矩为—Zex一47c￡00.E(3)根据偶极矩的定义,可以得到在该模型下的电子位移极化率a一47woa.(4)1.2圆周轨道模型圆周轨道模型以玻尔原子模型为基础,玻尔原子模型假设一个电子(--q)围绕着原子核(+q)在半径为a的圆周轨道上运动,若对其施加一个电场E,这时电子就受到一个电场力F一一的作用,如图2所示.图2圆周轨道模型若轨道平面垂直于电场E,则电子轨道在电场反方向移动一个微小位移X,从而形成感应偶极矩p.:一qx(5)电子离开原来的平衡位置要受到原子核库仑引力F的作用,F在电场方向的分量F为F===F'cosO一一|(axa南x(6)4丁c￡nL一十L十一)…在电场作用下,电子的位移量要远小于原子半径a,式(6)可变换为F一一X(7)47rg0a当原子达到新的平衡状态时,满足条件F,一一F一,由此可以求得电子轨道的位移为西安交通大学第43卷X===4;ra(1"E./q(8)结合式(5),式(8)以及感应偶极矩的定义,得到a一47【￡0a.(9)式(9)是单原子的情况.实际介质可能是同类原子的集合体,则这些原子的电子轨道是随机取向的, 它们的轨道平面并不都垂直于电场方向.若假设原子的电子轨道在空间是连续分布的,并且电场强度很低,极化没有达到饱和状态,则这些原子的电子位移极化在空间分布的平均效果为a一4;rana./s(10)1.3介质球模型该模型把原子看成是半径为a,介电常数为e的介质球,电介质就相当于许多介质球在真空中的聚集体.在外电场E的作用下,介质球发生极化,在球面产生极化电荷或者说球内感应偶极矩.从球外观察,介质球的行为与球心处的一个电偶极子是等同的.采有该模型得到的电子位移极化率为d===4ns0"÷(11)de一0""'ll2非对称双原子分子的电子位移极化率计算模型上述经典计算模型的基础都是单原子模型,单原子模型认为原子是孤立的,适用于单原子分子或相同原子构成的对称双原子分子.由于经典模型忽略了分子内原子之间的相互影响,因而利用这类模型计算非对称双原子分子的电子位移极化率时可能会产生较大误差.以下从宏观电场,偶极矩,电子位移极化率的基本概念出发,考虑了宏观电场方向与分子轴平行,垂直,以及呈任意夹角等情况,建立了AB型非对称双原子分子的电子位移极化率的计算模型.2.1电场平行于分子轴在图3中,外电场E平行于分子轴.设A原子的感生偶极矩为,则作用在B原子上的有效电场应是外电场E和A原子的偶极矩所建立的电场的叠加.同理,作用在A原子上的有效电场就是外电场E和B原子的偶极矩.￡l所建立的电场的叠加.偶极矩IEl在场点r处的电场强度为—Ll出二一r『1一出一出r]9,4nsnLr.2砖"式中:r表示分子轴,即A原子中心与B原子中心的3电场半行于分f轴的不意距离;为分子轴方向上的单位矢量.因此,作用在B原子上的有效电场为E出一E+(13)于是得到B原子的感应偶极矩为u一—au(E+)(14)式中:a为孤立B原子的电子位移极化率.同理,可得A原子的感应偶极矩为ne—a(E+)(15)式中:a为孤立A原子的电子位移极化率;EA为A原子的有效电场.结合式(14)与式(15),解得一aE(1+)/(1一)(16)—aE(1+)/(1一)(17)将A,B原子构成的双原子分子视为整体,则它们的有效电场与外电场相等.根据极化率的定义,可得A原子和B原子构成的分子沿轴方向上的电子位移极化率为—an(1+)/(1一》)+1+)//(1一)(18)2.2电场垂直于分子轴在图4中.外电场E垂直于分子轴,与平行情况不同的是,偶极子所建立的电场方向与外电场E的方向相反.在图4所示情况下,原子的偶极矩方向与分子轴垂直,A?r¨与?r.均为0,式(12)变换为4ha[L]一4n~㈣nL,一.r._Jnr3,作用在B原子上的有效电场为E一E一(20)吐7c￡OrB原子和A原子的感应偶极矩分别为http://www.jdxb.crl第4期陈小林,等:一种非对称双原子分子的电子位移极化率计算模型图4电场垂直于分子轴的示意图pe—aeE一)(21)一aE一)(22)联立式(21)与式(22),可得外电场E垂直于分子轴时,A原子和B原子构成的分子在宏观电场垂直于分子轴方向上的电子位移极化率为a一B(1一)/(1一)+1一)/(1一)(23)2.3电场沿任意方向若考虑外电场E沿着任意方向,如图5所示,外电场E与分子轴存在任意夹角0,图中和上分别表示电场平行于分子轴和垂直于分子轴情况下的偶极矩.(a)分子模型(b)偶极矩矢量图图5电场与分子轴问存在任意夹角时的示意图在外电场E方向上的感生偶极矩为E—IcosO+lsinO(24)式中一GeIIEcosO(25)l一口IEsir~(26)将式(25),式(26)代人式(24)中,得JllF=(ffCOS.0+fsinO)E一(a【+(aI}一aI)COSO)E(27)将A原子和B原子构成的分子视为整体时,分子的有效电场与外电场相等,所以在外电场E与分子轴存在任意夹角时,分子的电子位移极化率为一al+(a—a】)c~bs(28)当电场强度较低时,分子在空间随机分布,且其与外电场E的夹角0在0～2兀范围内连续取值,则材料中分子的平均电子位移极化率为一a上+(aI一口上)(cos)(29)式中:<COS.)为连续分布的夹角在空间的统计平均值,根据与所对应的立体角的关系_1,求得一:cos2OsinOdO--(cos1OsinOdO吉)一～===II～(30)将式(30)代入式(29),得到分子的平均电子位移极化率为一a+(a}_一a)/3(31)在以上推导过程中,a,a均为孤立A原子,孤立B原子的电子位移极化率,其值采用球状原子模型求解,即a===4he..,将A,B原子半径代入后,式(18),式(23)简化为1+2(FA厂).,.一蛐十F4FBr-a1一(A厂)()…1一(rA厂).e__一十F器(rBr-口1一(rA厂).)…3h—BN晶体电子位移极化率的计算h-BN具有类似于石墨的六方层状结构,每一层B,N原子相隔组成六角环形网络,其因优良的电绝缘性能和热导性而广泛应用于航空航天和电子领域.h—BN晶体是典型的非对称双原子分子构型,其西安交通大学第43卷中N原子半径为1.71×10.ITI,B原子半径为0.26×10.m.表1和表2分别给出了经典模型和参考文献: 非对称双原子分子计算模型的计算结果.表1经典模型的计算结果10×F?m表2非对称双原子分子模型的计算结果10.×F?m从表1和表2的计算结果可以看出,经典模型中的球状原子模型计算得到BN分子的电子位移极化率与非对称双原子分子模型得到的结果接近,这是由于B原子和N原子的半径,电子位移极化率相差较大,致使B原子在电场下产生的感生偶极矩对N原子的影响很小.尽管如此,孤立球状原子模型未考虑分子内原子极化后偶极矩的影响,当分子内原子间相互影响增大时,该模型计算得到的误差将相应增加.圆周轨道模型和介质球模型得到的结果比其小得多,说明这两种经典模型在计算非对称分子构成的材料时误差较大.4结论建立了一种非对称双原子分子的电子位移极化率计算模型和相应的数学方程,该模型考虑了分子内原子之间的相互影响,比基于孤立原子的经典模型更加适合于计算非对称双原子分子的电子位移极化率.[1]张良莹.姚熹.电介质物理[M].西安:西安交通大学出版社,1990.2]李景德.沈韩,陈敏.电介质理论[M].北京:科学出版社,2003.[3]MAYERJE,MAYERMG.Thepolarizabilitiesof ionsfromspectral_J].PhysicalReview,1933,43(8): 605—6n.r4]SHANNONRD,FIHERRX.Empiricalelectronic polarizabilitiesinoxides,hydroxides,oxyfluorides, andoxychlorides[J].PhysicalReview:B,2006,73 (23):235n1.[5]JENSENI,AUTSCHBACHJ,SCHATZGC.Fi—nitelifetimeeffectsonthepolarizabilitywithintime- dependentdensityfunctionaltheory[J].TheJournalofChemicalPhysics,2005,122(22):224115.6]MAROUIISG,POUCHANC.Staticdipole(hyper) polarizabilityofthesiliconatom[J].JournalofPhys—icsB:Atomic,MolecularandOpticalPhysics,2003,36(3):201l一2017.E72MISQuITTAAJ.STONEAJ.Distributedpolariz—abilitiesobtainedusingaconstraineddensity-fittingal—gorithm[J].TheJournalofChemicalPhysics,2006,124(2):024111.[8]PITKONENM.Polarizabilityofthedielectricdouble-sphere[J].JournalofMathematicalPhysics,2006,47(10):102901.[9]PARKYB,EOMHJ.Electricpolarizabilityfora thickeccentricannularaperturewithafloatinginnerconductorJ].IEEEMicrowaveandWirelessCompo—nentsLetters,2005,l5(4):265-267.[1o]金维芳.电介质物理学[M].2版.北京:机械工业出版社,1997.(编辑杜秀杰)【本刊相关文献链接】强发射电流反铁电冷阴极材料的实验研究.2008,42(8):977—981适用于质子交换膜燃料电池的H一2中H一2S浓度阈值控制研究.2008,42(8):1054—1058铁掺杂纳米二氧化钛介孔材料的合成,结构与性能.2008,42(9)1184一l】88等静压力及偏置电压下锆钛锡酸铅基反铁电体的介电行为.2007,41(2):228—231 基于表面闪络放电的伪火花开关触发特性的研究.2007,41(8):978—981http://WWW.jdxb.crl。
浅谈偶极—偶极激电探测方法原理技术要求
李辉
【期刊名称】《黑龙江国土资源》
【年(卷),期】2016(000)001
【摘要】一、工作方法特点及优势电测深法是以地下岩（矿）石的电性差异为基础，人工建立地下稳定直流电场或脉动电场，通过逐次加大供电与测量的电极极距，观测与研究同一测点下垂直方向不同深度范围岩（矿）层电阻率的变化规律，以查明矿产资源或解决与深度有关的各类地质问题的一组直流电法勘查方法。
【总页数】2页(P44-45)
【作者】李辉
【作者单位】黑龙江省齐齐哈尔矿产勘查开发总院
【正文语种】中文
【中图分类】P631.325
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电介质的极化：在外电场的作用下，电介质内部沿电场方向产生感应偶极矩，在电介质表面出现极化电荷的现象称为电介质的极化。
电介质的损耗：电介质在外电场的作用下，将一部分电能转变为热能的物理过程，称为电介质的损耗。
电介质电击穿：在电场直接作用下发生的电介质被破坏的现象称为电介质点击穿。
极化强度P：一种为了衡量电介质极化的强弱，用单位体积中电介质感应偶极矩的矢量和所表示的物理量。
单位是C/m2。
退极化电场：电介质极化以后，电介质表面的极化电荷将削弱极板上的自由电荷所形成的电场，所以由极化电荷所产生的场强被称为自发极化：在没有外电场的作用下，晶体的正、负电荷重心不重合而呈现电偶极矩的现象称为电介质的自发极化。
电介质热击穿：由于电介质内部热的不稳定过程所造成的击穿现象。
迁移率：单位电场作用下的载流子沿电场方向的平均漂移速度称为载流子的迁移率。
自持放电：在电场强度临界值E m点之后，即使将外界电离因素去掉，放电仍将继续维持的，称为自持放电。
居里温度：由顺电相向铁电相转变的温度。
以针-板电场（针极分别为正极和负极）为例分析不均匀电场中气体放电的极性效应答：当针尖为正时，正的空间电荷削弱了针尖附近的电场，加强了正空间电荷到极板之间的弱电场。
这种情况相当于高电场区从针尖移向板极，像是正电极向负电极延伸了一段距离，因此击穿电压比针尖为负时低。
当针尖为负时，正空间电荷包围了针电极，加强了针尖附近的电场，而削弱了正空间电荷到极板之间的电场，使极板附近原来就比较弱的电场更加减弱了，像是增加了针尖的曲率半径，电极间的距离虽然缩短了一些，但电场却均匀了，因此负针-板电极的击穿电压高于正针-板电极的击穿电压。
简述钛酸钡铁电晶体180°畴和90°畴极化反转特点答：180°畴特点：①畴壁生长速度约是声速1/10~1/5。
②侧向移动速度约是10-6~10-2cm/s。
③空间电荷对于畴壁移动的影响，阻碍电畴的反转。
氦原子与非对称替代氢分子碰撞(E=0.3eV)角分布计算
李旭;宋晓书;令狐荣锋
【期刊名称】《原子与分子物理学报》
【年(卷),期】2006(023)003
【摘要】用密耦方法计算了非对称同位素替代分子与氦原子碰撞(He-HD,HT,DT)转动激发,当入射能量E=0.3 eV时,得到了上述碰撞体系的微分散射截面或角分布.基于上述理论计算,讨论了原子与双原子分子碰撞的同位素效应.
【总页数】4页(P551-554)
【作者】李旭;宋晓书;令狐荣锋
【作者单位】四川师范大学物理系,成都,610065;四川大学原子与分子物理研究所,成都,610065;四川大学原子与分子物理研究所,成都,610065;贵州师范大学理学院,贵阳,550001;贵州师范大学理学院,贵阳,550001
【正文语种】中文
【中图分类】O561.5
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复合结构丝的非对称巨磁阻抗效应研究最近几年，随着超级电容器的出现，复合结构丝在现代电子材料中得到了普遍应用。
它们不仅拥有超强的弹性、高热稳定性和精密的化学结构，而且在电子材料中具有重要的作用。
目前，由于复合结构丝的弹性和耐久性，它们已经被用于电子设备的大型结构部件和制造过程中。
然而，复合结构丝具有独特的电学性质，如非对称巨磁阻抗效应，它们可以用来解决传统电子材料无法解决的工程难题。
因此，本文的主要目的是探讨复合结构丝的非对称巨磁阻抗效应。
首先，我们将重点介绍复合结构丝的特性和结构特征，并讨论其具有的非对称巨磁阻抗效应的机理。
其次，我们将分析复合结构丝的非对称巨磁阻抗效应，特别是由于磁畴分布和相变耦合作用而引起的磁畴参数变化对复合结构丝非对称巨磁阻抗效应的影响。
最后，我们还将分析复合结构丝的非对称巨磁阻抗效应在动态调节电容和电感容量等电气参数中的应用，以及复合结构丝的非对称巨磁阻抗效应及其应用的未来发展前景。
首先，让我们来看看复合结构丝的特性和结构特征。
复合结构丝是通过将多种不同的金属线编织在一起而形成的复合结构。
由于其具有超强的弹性、高热稳定性、轻盈、耐腐蚀，所以可以应用于各种电子材料和无损检测领域。
而且，复合结构丝具有一种独特的特性，即非对称巨磁阻抗，具有很高的磁阻抗数值和较强的热稳定性，可以满足电子设备的特殊要求。
接下来，让我们来分析复合结构丝的非对称巨磁阻抗效应。
首先，由于复合结构丝的结构特征，它可以产生较高的磁阻抗数值。
其次，复合结构丝的磁畴分布和相变耦合作用(PCA)也会改变其磁阻抗参数。
特别是，随着相变耦合作用的增加，磁畴参数也会随之变化，从而对复合结构丝的非对称巨磁阻抗效应产生影响。
最后，复合结构丝还具有较强的热稳定性，可以满足电子设备的特殊要求。
最后，让我们看看复合结构丝的非对称巨磁阻抗效应及其应用的未来发展前景。
因为复合结构丝的非对称巨磁阻抗效应可以被用于动态调节电容、电感容量等重要的电气参数,此它可以用于新兴的电子设备的制造,如无线电、智能家居等。
静电场和静磁场的对称性和不变性分析一、静电场的不变性和对称性分析（一）静电场分布的不变性如果带电体的电荷分布沿着某个方向具有平移不变性，电场强度即与此方向上的变量无关。
例如无限大的带电平面周围的场强，沿着平面方向移动具有平移不变性，因此带点平面周围的电场强度就与这个方向的变量无关。
如果带电体的电荷分布沿着某一个对称轴旋转具有旋转不变性，电场强度即与此旋转方向变量无关。
例如一个无限长带电圆柱体，绕着中心轴旋转具有旋转不变性，因此周围的电场强度与旋转变量无关。
另外，电场强度沿着中心轴的方向具有平移不变性，电场强度也与此方向的平移变量无关。
如果建立坐标系，根据不变性可以判断电场强度与坐标系中具体某些空间变量的相关性。
（二）静电场分布的对称性2.研究的点在对称面或者反对称面外。
如果能找到电荷分布的对称面，记为Π，即电荷分布关于Π对称，在这个对称面外且关于对称的两点M和M′的电场强度和大小相等，方向关于Π镜面对称；如果能找电荷分布的反对称面，记为Π′，即电荷分布关于Π′反对称，在这个反对称面外且关于对称的两点M和M′的电场强度和大小相等，方向关于Π′反镜面对称。
例如图2所示的电偶极子对应的电场分布，关于对称面对称的两点M和M′的电场强度和大小相等，方向关于镜面对称。
二、静磁场的不变性和对称性分析对于静磁场的不变性和静电场的结论类似，对称性分析结论和静电场却刚好相反。
（一）静磁场分布的不变性如果带电体的电流分布沿着某个方向具有平移不变性，磁场强度即与此方向上的变量无关。
例如无限长的圆柱体导体模型通以一定电流，电流分布具有沿着圆柱体轴向移动具有平移不变性，因此圆柱体周围的磁场强度就与这个轴向变量无关。
如果带电体的电流分布沿着某一个对称轴旋转具有旋转不变性，则磁场强度即与此旋转方向变量无关。
同样是无限长的圆柱体导体模型通以一定电流，电流分布具有绕着中心轴旋转具有旋转不变性，因此周围的磁场强度与旋转变量无关。
这类模型电流分布比较特殊，所以利用不变性很容易分析出磁场强度与变量之间的关系。
双向单极—偶极激电测深在新疆某矿区勘查中的应用罗振军;刘江山;何云乐【摘要】与常规的激电测深相比,特别在探查埋藏深度较深的隐伏金属矿时,双向单极—偶极排列具有采集数据量大、激电信号强、穿透深度大、勘探精度高和效率高等优点.首先对激电测深数据进行二维反演,然后结合矿区地质特征和岩矿石电性特征,对激电异常进行推断解释.结果表明,激电异常主要分布于岩体接触带和断裂破碎带附近,与成矿关系密切.激电异常经过钻探验证深部见多处铜矿脉,说明在矿区投入双向单极—偶极激电测深达到了较好的预期探测效果.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2016(013)004【总页数】5页(P459-463)【关键词】双向单极—偶极测深;激电异常;视充电率;铜矿【作者】罗振军;刘江山;何云乐【作者单位】湖南省有色地质勘查研究院,湖南长沙410007;湖南省有色地质勘查研究院,湖南长沙410007;湖南省有色地质勘查研究院,湖南长沙410007【正文语种】中文【中图分类】P631.3为了在矿区及近外围找寻新的铜矿接替资源储备，扩大矿区资源储量规模，在新疆某矿区投入了地质、物探工作。
该矿区主攻矿床类型为与火山通道相关的热液型铜多金属矿，其次为次火山岩斑岩型钼矿。
时域激电双向供电方式的轴向单极—偶极装置测深法，和其他常规对称装置测深法(如对称四极、偶极—偶极)相比，具有工作效率高、地质勘探效果好、经济效益高等特点。
多数铜矿和金属硫化物的矿化作用有关，与金、银等的硫化物共生，使得铜矿石与围岩的充电率有明显的差异。
采用激发极化法[1,2]圈定金属硫化物的矿化富集带，可以为圈定找矿靶区提供依据[3]，使得间接找矿具备物性前提，并能够取得较好的地质效果[4-6]。
本次双向单极—偶极测深主要在面积性激电工作的基础上布设，主要工作任务是：依据时间域激电扫面工作中视充电率(Ms/%)和视电阻率(ρs/Ω·m)参数异常来划分断裂蚀变带在平面上的展布特征，并利用双向单极—偶极测深推测矿体宽度、倾向等产状，预测深部是否存在极化体以及矿体沿垂向延伸的情况，为下一步的探矿工程提供信息。
