洛伦兹力H.A.Lorentz洛伦兹（1853-1928）荷兰物理学家F = qvB6-5 带电粒子在磁场中所受作用及其运动BFmq v=qsinBFq v=带电粒子在磁场中当 v、B 相互垂直时， 受力最大，且在一般情况下：F 垂直于由v、B 所决定的平面一、洛伦兹力vBFqq = 0= 0F = 0F = 0+B Bv v结论： 带电粒子作匀速直线运动。二、带电粒子在磁场中的运动1.带电粒子在匀强磁场中的运动(1)(1)、运动方向与磁场方向平行、运动方向与磁场方向平行v0qB =mv02RRmv0qB=T =R2v0=2mqBvB0qv0BFmR结论：结论：带电粒子作匀速圆周运动，其周期和频率与速度带电粒子作匀速圆周运动，其周期和频率与速度 无关。无关。运动半径：运动半径：周期：周期：(2)(2)、运动方向与磁场方向垂直、运动方向与磁场方向垂直运动方程：运动方程：(3)(3)、运动方向沿任意方向、运动方向沿任意方向B BV V2 2 匀速圆周运动匀速圆周运动v v1 1v v2 2V V1 1 匀速直线运动匀速直线运动半径：半径：周期：周期：螺距：螺距：结论：螺旋运动螺旋运动h h + +v v半径：半径：周期：周期：FxFyFBBv2.带电粒子在非匀强磁场中的运动粒子受到一个与运动方向相反的力Fx ,此力阻 止粒子向磁场增强方向运动.半径：半径：线圈线圈B等离子体磁 塞磁约束装置线圈线圈B等离子体磁 塞磁约束装置线圈线圈等离子体磁 塞磁约束装置线圈线圈等离子体磁 塞磁约束装置磁约束装置线圈线圈等离子体磁 塞地磁场的磁感应线范艾仑(J.A.Van Allen)辐射带宇宙带电粒子被地球磁场俘获并在艾仑 带内作螺旋式振荡运动。地轴B增大SN北极南极B B四、霍尔效应(Hall effect)18791879年，霍尔（年，霍尔（E.H.HallE.H.Hall）发现，把一发现，把一 载流导体放在磁场中时，如果磁场方向与电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。这一现象称为方向上出现横向电势差。这一现象称为“霍霍 耳效应耳效应”，这电势差称为，这电势差称为“霍耳电势差霍耳电势差”。+ + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - - - - - U U1 1U U2 2I II I- - - - - - - - - - - - - - - B Bx xy yz zI II I+ + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - d db bU U1 1U U2 2 U U-v vF Fe eF Fmm动态平衡时：动态平衡时：令：令：R RH H = = 称为称为“ “霍耳系数霍耳系数” ”霍耳效应的应用1、测磁感应强度2、测载流子的浓度n3、判断半导体类型半导体分为P、N型P型 q 0 B BU U1 1U U2 2I II I若测得 U1 U2，则为何型半导体？ +v vF Fmm -v vF FmmN型 q 0 3、判断半导体类型半导体分为P、N型P型 q 0 若测得 U1 U2，则为何型半导体？ N型 q 0 B BU U1 1U U2 2I II I练习：导体板在均匀磁场中，电流如图：BBI1、上侧面将积累 电荷2、洛仑兹力方向？ 3、U上 U下