恒定磁场2.pptVIP

§7.6 磁场对运动电荷的作用 7-6-3 电磁场控制带电粒子运动的实例 §7.7 磁场对载流导线的作用 §7.8 磁介质 2.抗磁质 特点：分子固有磁矩等于零，因此不存在顺磁效应。 + - + - 结论： 注意： 在抗磁质和顺磁质中都会存在抗磁效应，只是抗磁效应与顺磁效应相比较要小得多，因此在顺磁质中，抗磁效应被顺磁效应所掩盖。 附加电子磁矩 的方向总是和外磁场 方向相反。 由于分子中每一个运动电子都要产生与外磁场反向的附加磁矩 ，分子中各电子附加磁矩的矢量和即为分子的附加磁矩 。磁介质中大量分子的附加磁矩在宏观上对外显示出磁效应。这一磁效应与外磁场方向相反，我们把它称为“抗磁效应”。 7-8-2 磁化强度与磁化电流 1.　磁化强度 为了反映磁化程度的强弱，引入“磁化强度矢量” 磁化强度：磁介质中某一点处单位体积内分子磁矩的矢量和。 单位： 磁化强度是空间坐标的矢量函数。当磁化强度矢量为恒矢量时，磁介质被均匀磁化。 注意: 2. 磁化电流 以长直螺线管为例： 介质磁化以后，由于分子磁矩的有序排列，其宏观效果是在介质横截面边缘出现环形电流，这种电流称为“磁化电流”（Is ）。 磁化电流与传导电流的区别： 磁化电流是分子电流规则排列的宏观反映，并不伴随电荷的定向运动，不产生热效应。而传导电流是由大量电荷作定向运动而形成的。 磁化面电流密度：介质表面单位长度上的磁化电流 磁化强度矢量： Is l Is 结论：磁化强度在数值上等于磁化电流面密度，它们之间的关系由右手螺旋法则确定。 a d c b * * 7-6-1 带电粒子在磁场中的运动 说明： 1、洛仑兹力F的方向垂直于v和B所确定的平面。 2、洛仑兹力F不能改变带电粒子速度v的大小，只能改变其运动方向。 1. 运动方向与磁场方向平行 ? = 0 F = 0 + B v 结论： 带电粒子作匀速直线运动。 周期： 频率： 带电粒子作匀速圆周运动，其周期和频率与速度无关。 结论： 2. 运动方向与磁场方向垂直 v F ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + B R 运动方程： 3. 运动方向沿任意方向 半径： 周期： 螺距： 结论：螺旋运动 :匀速直线运动 匀速圆周运动 1、速度选择器 Fm ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - E + v Fe 2. 汤姆孙实验 电子动能： 电子束打在屏幕中央的条件： 电子的比荷： 电子的质量： 3. 霍耳效应 B 1879年，霍尔（E.H.Hall，1855－1936 ）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 动态平衡时： x y z ?V - - - - - - - - - - - I I + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - d b B - v Fe Fm RH 称为霍耳系数 霍耳系数RH 与载流子密度n成反比。在金属中，由于载流子密度很大，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，载流子密度n 较小，因此霍耳效应也较明显。 令： 如果载流子带正电荷，则 4. 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 7-