运动电荷间的相互作用和稳恒磁场课件.pptxVIP

运动电荷间的相互作用稳恒磁场;结构框图;§10.1运动电荷间相互作用;本节讨论的“运动”电荷相互作用;;：固接于观察者;边长（原长）：;中:电容器以速率沿轴运动.;S系中非静电场分布:仍有面对称性.;电场分布:仍有面对称性;高斯定理仍成立.;带电量:;推广：运动电荷电场分布的一般规律.;;[例一]在S系中以沿x轴匀速运动点电荷q的电场.;;;静止电荷的电场;二.运动电荷间的相互作用;;相对论力的变换式：;;;得在系中看来，以运动的场源电荷和以运动的检验电荷间相互作用：;运动电荷间的相互作用：;所以磁场力只是运动电荷相互作用力的一部分，不

是空间又出现了一个新的场，而是为了处理问题方

便，人为地定义了一个新的场——磁场.

磁场是电场的相对论效应。;检验

电荷;要求：;§10.2磁感应强度毕—沙定律及其应用;定义真空磁导率：;二者比较;2.磁场叠加原理;以沿运动;二.毕—沙—拉定律;1820年8月:

法国物理学家阿拉果在瑞士得到消息，并于9月向法国科学院介绍了奥斯特实验，引起极大反响。;求解电流磁场分布基本思路：;推证：;;小结：;在直电流（AB）上取电流元;式中;讨论：;方向如图;;（右螺旋法则）;讨论：;讨论：;练习.亥姆霍兹圈：两个完全相同的N匝共轴密绕短线圈，其中心间距与线圈半径R相等，通同向平行等大电流I。求轴线上之间任一点P的磁场.;[例三]均匀带电球面(),绕直径以匀速旋转;;练习.;[例四]带电圆环（）顺时针旋转（）求;解2：;自学p278[例4]

载流密绕直螺线管轴线上磁场.;特例：无限长（）载流直螺线管内的磁场：

(下讲用安培环路定理求解);三.部分典型电流磁场公式：;容易混淆的静电场与稳恒磁场公式比较;容易混淆的静电场与稳恒磁场公式比较;§10.3磁场的高斯定理和安培环路定理;2.磁通量;3.磁场的高斯定理;介绍：寻求磁单极问题;（3）大统一理论要求：

带有自发对称破缺的规范场理论得出磁单极质量;1982年：美国斯坦福大学报告，用d=5cm的超导

线圈放入D=20cm超导铅筒.由于迈斯纳效应屏蔽

外磁场干扰，只有磁单极进入会引起磁通变化，

运行151天，记录???一次磁通突变.改变量与

狄拉克理论相符。但未能重复，为一悬案.;练习.;§10.3磁场的高斯定理和安培环路定理（续）;1）选在垂直于长直载流导线的平面内，以导线与平面交点o为圆心，半径为r的圆周路径L，其指向与电流成右旋关系。;与环路绕行方向成右旋关系的电流对环流的贡献为正，反之为负。;2）选择在垂直于导线平面内围绕电流的任意闭合路径;3）闭合路径不包围电流;4）闭合路径不在垂直于电流的平面内;5）空间存在多个长直电流时;2.推广：稳恒磁场的安培环路定理;穿过以为边界的任意曲面的电流的代数和.;注意：;比较;三.安培环路定理的应用

——求解具有某些对称性的磁场分布;[例一]无限长均匀载流圆柱体内外磁场.;;思考：无限长均匀载流直圆筒曲线？;练习：无限长均匀载流圆柱体（）如图，求通过;模型：螺距为零，视为一系列平行圆电流紧密排列。;解：对称性分析：;轴矢量（赝矢量）;下面证明螺线管内外磁场均匀：;;又：螺线管外的磁场是均匀的。;下面求螺线管内磁场：;比较：;;;;;练习：

若螺绕环截面为正方形，求通过螺绕环截面的磁通量.;小结：

1.熟悉典型问题结果;§10.4磁场对运动电荷及电流的作用;练习：求相互作用洛仑兹力的大小和方向;2.带电粒子在电磁场中的运动;质谱分析：;b）磁聚焦;光学显微镜分辨率的理论极限：

1933年电子显微镜分辨率：

扫描透射电子显微镜分辨率：

可以直接观察原子。;c）磁约束：;准稳态环形磁约束热核聚变实验装置

－－－中国环流器1号（四川乐山585所）;纵向：非均匀磁场。;d)回旋加速器;劳伦斯（1901－1958）：美国物理学家，因为发明和发展了回旋加速器，以及用它得到人工放射性元素获得1939年诺贝尔物理奖。

右图是真空室直径为10.2cm的第一台回旋加速器。;目前世界上最大的回旋加速器在美国费米加速实验室，环形管道的半径为2公里。产生的高能粒子能量为5000亿电子伏特。;欧洲核子研究中心(CERN)座落在日内瓦郊外的加速器：大环是直径8.6km的强子对撞机，中环是质子同步加速器。;1992年中科院上海原子核所建成的小型回旋加速器质谱仪外形;3.霍尔效应（美