处于等离子体环境中的航天器的介质材料受到带电粒子的作用，表面将产生电位。对背面接地的介质材料，上表面将与接地背面形成电势差。当电势差达到一定阈值时将产生放电，表面充电电位对充放电效应影响至关重要。综合考虑等离子体中粒子的质量、温度及密度，介质材料的二次电子效应，体电流泄漏以及介质材料的运行速度等因素，基于气体动理论，利用粒子的麦克斯韦速度分布函数理论推导得出等离子体环境中背面接地介质材料表面充电电位一般表达式。讨论了地球同步轨道环境下，表面电位与等离子体环境及材料表面电阻等各个参数的关系，总结出等离子环境背面接地介质材料表面充电规律，为航天器介质材料静电防护设计提供一定的理论基础。

用荧光标记物1,8 ANS与细菌视紫红质结合,测得紫膜细菌视紫红质在能化态时的表面电位远大于非能化态时的对应值。在细菌视紫红质分子的激光四波混频实验中,应用激子表象理论,获得了紫膜能化态时的激子饱和密度和激子长度,说明在bR ANS络合物中,细菌视紫红质中色氨酸残基对ANS的激发能量转移效率提高,能化态时表面电荷密度增加,从而使非辐射共振转移变为激子转移,也证明了紫膜能化态时表面电位的非线性光学机制。