第六章稳恒磁场(下在用).pptVIP

解 O d R . O d R . O d R . 例 如图半径为0.20m，电流为20A，可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场中 ，磁感应强度的大 小为0.08T，方向沿 x 轴正向. 问线圈受力情况怎样？ 线圈所受的磁力矩又 为多少？ I R Q J K P o 解 把线圈分为JQP和PKJ两部分 I R Q J K P o 以 为轴， 所受磁力矩大小 I R Q J K P o 一 磁介质 磁化强度 介质磁化后的 附加磁感强度 真空中的磁感强度 磁介质中的 总磁感强度 1 磁介质 铁磁质 （铁、钴、镍等） 顺磁质 抗磁质 （铝、氧、锰等） （铜、铋、氢等） 弱磁质 第二节 物质的磁性 分子圆电流和磁矩 无外磁场 顺 磁 质 的 磁 化 有外磁场 顺磁质内磁场 顺磁质和抗磁质的磁化 二. 磁化机理 无外磁场时抗磁质分子磁矩为零 抗磁质内磁场 同向时 反向时 抗磁质的磁化 2、磁化强度 分子磁矩的矢量和 体积元 单位（安/米） 意义 磁介质中单位体积内分子的合磁矩. 3. 有磁介质时的安培环路定理 1. 束缚电流 以无限长螺线管为例 定义：磁化强度 磁化强度越强，反映磁介质磁化程度越强 顺 磁 质 在磁介质内部的任一小区域： 相邻的分子环流的方向相反 在磁介质表面处各点： 分子环流未被抵消 形成沿表面流动的面电流 ——束缚电流 * 二、安培力 S 洛伦兹力 安培力 洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，故 对电荷不作功， 但能改变电荷的运动方向。 讨论 (2) 在一般情况下，空间中电场和磁场同时存在 二.带电粒子在均匀磁场中的运动 (1) 粒子回转周期与频率 情况 (2)V与B相互平行 带电粒子不受力，做匀直 运动。 (3)V与B斜交成θ角 带电粒子作螺旋运动 ? 磁聚焦原理 粒子 源A ? 很小时 接收 器 A’ 发散角不太大的带电粒子束，经过一个周期后，重新会聚 螺距 减少粒子的纵向前进速 度，使粒子运动发生“反射” ? 磁约束原理 在非均匀磁场中，速度方向与磁场不同的带电粒子，也要作螺旋运动，但半径和螺距都将不断发生变化 磁场增强，运动半径减少 强磁场可约束带电粒子在一根磁场线附近 —— 横向磁约束 ? 纵向磁约束 在非均匀磁场中，纵向运动受到抑制—— 磁镜效应 磁镜 磁约束 磁约束 Proton electron Earth S N 地磁场内的范艾仑辐射带（Van Allen belts） Magnetic South Pole Geographic South Pole 地理轴和地磁轴夹角11° 北 极 光 Aurora Borealis 磁聚焦 在均匀磁场中点 A 发射一束初速相差不大的带电粒子, 它们的 与 之间的夹角 不同 , 但都较小,这些粒子沿半径不同的螺旋线运动, 因螺距近似相等, 相交于屏上同一点, 此现象称为磁聚焦 . 应用 电子光学 , 电子显微镜等 . 线圈 线圈 高温等离子体 ? 磁镜效应的典型应用 受控热核聚变实验研究 能约束运动带电粒 子的磁场分布称为磁镜 约束 —— 磁瓶 ? 地球的磁约束效应 —— 天然磁瓶 I 3、质谱仪 70 72 73 74 76 锗的质谱 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . + - 速度选择器 照相底片 质谱仪的示意图 S0 E B B” 我国于1994年建成的第一台强流质子加速器 ，可产生数十种中短寿命放射性同位素 . 回旋加速器 1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的D型室.此加速器可将质子和氘核加速到1MeV的能量，为此1939年劳伦斯获诺贝尔物理学奖. I 霍耳电压 + + + + + + - - - - - 4.霍尔效应 1879年 霍尔发现在一个通有电流的导体板上，若垂直于板面施加一磁场，则板面两侧会出现微弱电势差(霍尔效应) 横向电场力: 洛伦兹力:（q为正电荷时） 当达到动态平衡时： 实验结果 受力分析 (霍耳系数) l d I a b (方向向下) (方向向上) + + + + – – – – I + + + + - - - P 型半导体 + -