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1,一、洛仑兹力,运动电荷在磁场中所受的磁场力,2,大小,方向,力与速度方向垂直。不能改变速度大小,只能改变速度方向。洛伦兹力不做功。,粒子在同时存在电场和磁场的空间运动时,其受的合力:,洛仑兹关系式,3,1. 运动方向与磁场方向平行, = 0,f = 0,结论: 带电粒子做匀速直线运动。,二、带电粒子在匀强磁场中的运动,4,周期:,频率:,带电粒子做匀速圆周运动,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,运动方程:,5,3. 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,6,1. 质谱仪,质谱仪是研究物质同位素的仪器。,N :为粒子源,P:为速度选择器,三、电磁场控制带电粒子运动的实例,7,2. 霍耳效应,1879年,霍尔(E.H.Hall,18551936 )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。,8,RH 称为霍耳系数,9,动态平衡时:,10,如果载流子带正电荷,则,11,一、磁介质,当一块介质放在外磁场中将会与磁场发生相互作用,产生一种所谓的“磁化”现象,介质中出现附加磁场。我们把这种在磁场作用下磁性发生变化的介质称为“磁介质”。,12,磁介质的分类,相对磁导率,磁导率,13,14,二、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:,15,2. 磁化电流,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。而传导电流是由大量自由电荷做定向运动而形成的。,16,磁化电流面密度:介质表面单位长度上的磁化电流,磁化强度矢量:,结论:磁化强度 沿闭合回路的环路积分,等于穿过回路所包围面积的磁化电流。,17,三、磁介质中的磁场 磁场强度,磁介质在磁化后,由于外磁场 和附加磁场 都属于涡旋场。因此,在有磁介质存在时,磁场中的高斯定理仍成立。,1. 有介质存在时的高斯定理,18,2. 有介质存在时的安培环路定理,定义“磁场强度”,19,存在磁介质时的安培环路定理:,系数m称为“磁化率”。,结论:磁场强度 沿任一闭合回路的环路积分,等于闭合回路所包围并穿过的传导电流的代数和(在形式上与磁介质中的磁化电流无关)。,20,令: 称为磁介质的“相对磁导率”,令: 称为磁导率,21,例9.7 一半径为R1的无限长圆柱形直导线,外面包一层半径为R2,相对磁导率为r 的圆筒形磁介质。通过导线的电流为I0 。求磁介质内外磁场强度和磁感应强度的分布。,解:,22,
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