- 1、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。。
- 2、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 3、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 4、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 5、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 6、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 7、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
安培定律和毕奥-萨伐尔定律
安培定律和毕奥--萨伐尔定律 1.物质的磁性与电流的磁效应 从天然磁体到指南针的发明人类对磁现象的最初认识,是发现天然磁体之间存在互相吸引或排斥作用,以及天然磁体对诸如铁这类物体产生吸引力.人们观察到,任何磁性物体都有两个不同的“磁极”,同性磁极互相排斥,异性磁极互相吸引.后来又发现,如果将一根条形小磁体的中心支撑起来并让它可以自由转动,小磁体的某一极总是转向北方.人们由此认识到,原来我们所居住的地球就是一个巨大的天然磁体.磁性物体中指向北方的那个极被称为“北磁极”或N极,指向南方的另一极称为“南磁极”或S极.中国人对磁现象的发现和应用,比西方人要早得多.春秋战国时期(公元前770-221年)的文献已有“磁石吸铁”的记载,北宋时期已经利用磁针制造指南针并应用于航海.至公元1600年,英国人吉尔伯特(M.Gilbert)发表《论磁体》一书,这被认为是人类对磁现象系统而定性研究的最早著作. 从库仑到奥斯特 From Coulomb To Oersted 库仑(C.A.de Coulomb)大家已经知道,1785年,法国的库仑通过实验,总结出静电相互作用的规律.大约同期,库仑也通过实验对磁力进行了测量,并指出与电力一样,磁力“与磁分子之间的距离平方成反比”.库仑的“磁分子”包含有南、北两种磁荷,它们在磁体内首尾相吸形成“磁分子纤维”,使磁荷不能象电荷那样从一个物体转移到另一个物体. 但是,电力与磁力有关吗?库仑和他同时代的许多物理学家都认为:虽然磁力与电力在距离关系上有相似性,但并无同一性. 奥斯特(H.C.Oersted) 然而,丹麦人奥斯特在德国哲学家康德(I.Kant)和谢林(W.J.Schelling)关于自然力转化与统一的思想影响下,经过20多年对电力、磁力及化学亲和力等的广泛研究,终于在1820年4月发现了电流的磁效应——通有电流的导线使其附近的磁针发生了偏转!奥斯特的伟大发现,轰动了当时欧洲的物理学界,由此开创了实验上与理论上研究电磁统一性的纪元. 从奥斯特到安培、毕奥和萨伐尔 安培(A.M.Ampere)法国物理学家安培获知奥斯特的发现之后, 很快(1820年9月)就发现两根通电流??导线之间也存在相互作用力,并于同年12月发表了这种相互作用力的定量公式——现在我们称之为安培定律. (见教材P336) 安培进而用“分子电流”假说解释磁体的磁性——磁性体内分子电流的有规排列,呈现出宏观磁化电流,正是宏观磁化电流使之产生宏观磁性(见教材P336) 毕奥和萨伐尔(J.B.Biot and F.Savart) 也是在1820年,法国物理学家毕奥和萨伐尔,通过实验测量了长直电流线附近小磁针的受力规律,发表了题为“运动中的电传递给金属的磁化力”的论文,后来人们称之为毕奥--萨伐尔定律.稍后,在数学家拉普拉斯的帮助下,以数学公式表示出这一定律. 从奥斯特到安培,两个引人深思的问题 一个引人深思的问题是:从奥斯特发现电流磁效应(1820年4月)到安培发现电流相互作用的规律(1820年9月),前后只是相差5个月,我们可以从中获得什么教益?另一个同样引人深思的问题是:安培提出磁性的“分子电流假说”,比1897年汤姆孙发现电子,以及后来发现物质的原子和分子电结构,早了70多年以上.我们又可以从中获得什么教益? 安培的“分子电流圈”,按现在的理解,就是分子内的电荷运动形成的磁偶极矩m .由照经典模型,分子磁偶极矩矢量描述为 其中,I 是分子电流强度, 为电流圈的面积矢量,规定它的方向与电流流向成右手螺旋关系.今天,人们对磁现象的认识,已经比安培那个时代深刻得多:不仅原子和分子中的电子绕核运动形成一定的“轨道磁矩”,而且,电子、质子等“基本的”带电粒子,都有一定的自旋磁矩.分子的总磁矩是所有粒子轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和. 磁场 读者知道,电荷之间的相互作用,通过电荷的电场传递.电流之间的相互作用,则是通过电流的磁场传递的.如果我们在一块水平放置的平板上,放上一块条形磁铁,再在其周围撒上小铁粉,我们将会看到,小铁粉会呈现很有规律性的排列,如图2-1.这是由于:磁铁内分子电流(磁矩)的有规排列所形成的宏观“磁化”电流产生了宏观磁场,在这磁场作用下,小铁粉(小磁矩)发生了朝着“磁力线”方向的偏转而呈现有规律的排列. 同样的,两条电流线之所以存在互作用力,是一条电流线产生的磁场,作用于另一条电流线的结果. 2.安培定律(Amperes’ Law)(教材P337) 现在,让我们写出安培作用定律真空中,两个稳恒的电流回路L1和L2 ,电流元I1dl1 对I2dl2的作用力为 (2.2-1) 其中,I1和I2 是两个回路的电流强度,r12是从I1dl1到I2dl2的距离, 是这方向上的单位
文档评论(0)