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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
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