第六章 电流与磁场.ppt

* * * * * * * * * * * * * * 单击”顺磁质或抗磁质”,显示理论解释 * * * * * * 铁磁质是一种强磁质，磁化后的附加磁感应强度远大于外磁场的磁感应强度，因此用途广泛。铁、钴、镍以及许多合金都属于铁磁质。 * * * * * * 单击”磁畴理论解释”,显示理论解释 * * * * 单击司南勺可显示中国古代对磁现象的认识 * * 电脑模拟系统破解地球磁场南北颠倒之谜:在过去的数十亿年中，地球磁场曾多次发生翻转，这可以在地球岩石中找到大量证据。专家认为，地球磁场来自地球深处的地心部分。固体的地心四周是处在熔解状的铁和镍液体。地心在金属液中的运动，产生了电流，形成了地球磁场。而该磁场屏蔽了宇宙射线，主要是太阳风暴对地球的袭击，保护了地球生命的延续。科学家发现，火山岩浆凝固时，其中的铁总是按磁场方向排列。专家把这一现象称为地球动力学，地球磁场是由地球动力支配的，他们根据这一理论发展的电脑模拟系统发现，地心周围的液体物质，总是处在不稳定状态，以非常缓慢的速度转动，一般大约每年移动一度。然而在受到某种干扰时，这个速度会变得越来越快，使原有的磁场偏离极地越来越远，最后发生南北极互换的现象。 * * 1819年丹麦物理学家奥斯特发现：在载流导线附近的小磁针会发生偏转 * * * * * * * * * * * * * * * * 点击‘各电流元在P点 大小相等，方向不同，由对称性’可运行动画 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 1879年，霍尔(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”。 * * 霍耳系数RH与电荷密度n成反比。在金属中， 由于电荷密度很大，因此霍耳系数很小，相应霍 耳效应也很弱。而在一般半导体中，电荷密度n 较小，因此霍耳效应也较明显。 * * * * * * 3. 初速度沿任意方向 vy 匀速圆周运动 vx 匀速直线运动 半径： 周期： 螺距： 结论：螺旋运动 例6-5. 一由南指向北均匀的磁场, 磁感应强度B=1.5T。如果有一个5.0MeV的质子沿竖直向下的方向通过磁场，问作用在质子上的力有多大？(质子质量m=1.67?10-27kg) 解： 方向向东 + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - 离子源 1. 速度选择器(selector of velocity) Fm Fe v E 取得了速度选择的目的。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? B 三、电荷在电场和磁场中运动的实例 + 改变E与B的比值。可以选择不同速度的粒子。 2. 质谱仪(mass spectrograph) 质谱仪是研究物质同位素的仪器。 R N ：离子源 P：速度选择器 荷质比： q、v、B不变，R与m成正比，同位素按质量大小排列 + - ? ? ? P ? ? ? ? ? ? ? ? ? N ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? B 3. 回旋加速器(cyclotron) 回旋加速器是原子核物理、高能物理等实验研究的一种基本设备。 通过半圆盒的时间： V ? B 振荡周期： 频率： 粒子动能： 4. 磁聚焦(magnetic focus) 轴对称磁场(短线圈) — 磁透镜(电子显微镜) h近似相等 均匀磁场，且 很小： 5. 磁约束(magnetic leash) 应用于受控热核聚变 (磁约束、惯性约束) 横向: 在强磁场中可以将离子约束在小范围，脱离器壁。 纵向:非均匀磁场。 反射—磁镜 磁瓶:离子在两磁镜间振荡。 6. 霍尔效应(Hall effect) 方向向上，形成 (2) 用电子论解释 载流子q = -e，漂移速率 y z ?U B x I + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - d b U1 U2 - v Fe Fm 动态平衡时： (