大学物理 磁学2.ppt

三、弱磁质的磁化规律 两种弱磁质结构特点不同 顺磁质：分子固有磁矩不为0 抗磁质：分子固有磁矩为0 顺磁质 （a）无外磁场时，杂乱无章（热运动） - + + - + - B0 + - - + - + （b）加外磁场B0 有序 顺磁质 与 同方向 但由于 ，所以附加磁感应强度 抗磁质 抗磁材料在外磁场的作用下，磁体内任意体积元中大量分子或原子的附加磁矩的矢量和 有一定的量值，结果在磁体内激发一个和外磁场方向相反的附加磁场，这就是抗磁性的起源。 （a）无外磁场时 （b）加外磁场B0 1. 磁化强度 反映磁介质磁化程度(大小与方向)的物理量。 均匀磁化 非均匀磁化 §8－8 有介质时的安培环路定理 磁场强度 磁化强度：单位体积内所有分子固有磁矩的矢量和 加上附加磁矩的矢量和 ，称为磁化强度，用 表示。 磁化强度的单位： 注意：对顺磁质， 可以忽略； 对抗磁质 ，对于真空， 。 外磁场为零，磁化强度为零。 外磁场不为零: 顺磁质 抗磁质 2. 磁化电流 对于各向同性的均匀介质，介质内部各分子电流相互抵消，而在介质表面，各分子电流相互叠加，在磁化圆柱的表面出现一层电流，好象一个载流螺线管，称为磁化面电流（或安培表面电流）。 设介质表面沿轴线方向单位长度上的磁化电流为 （面磁化电流密度），则长为l 的一段介质上的磁化电流强度IS为 取一长方形闭合回路ABCD，AB边在磁介质内部，平行与柱体轴线，长度为l，而BC、AD两边则垂直于柱面。 磁化强度对闭合回路的线积分等于通过回路所包围的面积内的总磁化电流。 3.有磁介质时的安培环路定理 磁介质中的总磁感应强度为： 有磁介质时 单位:A/m 磁介质存在时的安培环路定理 磁场强度矢量沿任一闭合回路的环流，等于闭合回路所包围的传导电流的代数和，而在形式上与磁介质中的磁化电流无关。 为磁场强度矢量 定义 实验证明：对于各向同性的介质，在磁介质中任意一点磁化强度和磁场强度成正比。 式中 只与磁介质的性质有关，称为磁介质的磁化率，是一个纯数。如果磁介质是均匀的，它是一个常量；如果磁介质是不均匀的，它是空间位置的函数。 相对磁导率 磁导率 值得注意： 为研究介质中的磁场提供方便而不是反映磁场性质的基本物理量， 才是反映磁场性质的基本物理量。 有磁介质时的安培环路定理应用举例 螺绕环如图,知I、N、 R1 、 R2. 螺绕环内充满均匀介质 R1 R2 r 求环内磁场强度和磁感应强度 解：根据磁场分布特点,取同心圆形 回路L,半径 R1 r R2 . 均匀介质 B=μH ,所以: 真空情况,μr=1,即μ=μ 0 ,此时B=B0= 例半径为R1的无限长圆柱导线通电流I ,外面有半径为的同轴圆柱面半径R1 ,通反向电流I,两导体之间充满磁导率为? 的磁介质,求磁场的分布. 解： R2 R1 I ? ? (1) 两导体之间的磁介质内 取回路L1 根据磁场分布的对称性取回路 I R1 R2 I B r 0 分布曲线如右图 r1 L1 (2)在圆柱体内取回路L2. (3)在圆柱面外取回路L3. R1 L3 I r2 L2 R1 R2 B r 0 3、质谱仪 质谱仪是研究物质同位素的仪器。 R N ：为粒子源 P：为速度选择器 + - ? ? ? P ? ? ? ? ? ? ? ? ? N ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? b d 1879年，霍耳（E.H.Hall）发现，把一载流导体放在磁场中时，如果磁场方向与电流方向垂直，则在与磁场和电流两者垂直的方向上出现横向电势差。这一现象称为“霍耳效应”，这电势差称为“霍耳电势差”。 + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - V1 V2 I I （RH称为霍耳系数） 五、霍耳效应 x y z d b I I + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - V1 V2 U - v 动态平衡时： 令： RH 称为“霍耳系数” 霍耳系数RH与电荷密度n成