【正文】 也是研究同位素的主要設(shè)備。而在一般半導(dǎo)體中，載流子密度 n 較小，因此霍耳效應(yīng)也較明顯。 + + + + + + + + + + + + + + + V1 V2 I I 第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 霍 耳 效 應(yīng) 第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 動態(tài)平衡時： x y z ?V I I + + + + + + + + + + + d b B v Fe Fm vBbbEVVV HH ?????? 21BeF v?mHeEF ?eHeEBe ?vBE H v?bdenI v?e nbdI?v第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) RH 稱為 霍耳系數(shù) 霍耳系數(shù) RH 與載流子密度 n成反比。 結(jié)論： 2. 運(yùn)動方向與磁場方向垂直 v F ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + B R 運(yùn)動方程： BqF v?RmBq2vv ?BqF ??? ?? vm第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 回旋加速器 1932年勞倫斯研制第一臺回旋加速器的 D型室 . 此加速器可將質(zhì)子和氘核加速到 1MeV的能量，為此 1939年勞倫斯獲得諾貝爾物理學(xué)獎 . 第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) mqBfπ2?mq B R 0?v2k 21 vmE ?頻率與半徑無關(guān) 到半圓盒邊緣時 mRBqE22022k ?回旋加速器原理圖 N S B 2D 1DO ~ 周期與圓周運(yùn)動周期相同 qBmT ????21第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 我國于1994年建成的第一臺強(qiáng)流質(zhì)子加速器 ，可產(chǎn)生數(shù)十種中短壽命放射性同位素 . 第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 例 回旋加速器 D形盒圓周的最大半徑 R=,若用它加速質(zhì)子 ,將質(zhì)子從靜止加速到 ,(1)磁場的磁感強(qiáng)度 B應(yīng)多大 ?(2)若兩 D形盒電極間距離很小 ,極間的電場可視為均勻電場 ,兩極的電勢差為 求加速到上述能量所需的時間 . V4102?RV?解 (1) 質(zhì)子在 D形盒中作圓周運(yùn)動 ）（ 12???rmvq v B設(shè)質(zhì)子達(dá)到最大能量 Em時的速度為 Vm ,半徑為 R ）（ 221 2 ??? mm mvE 1919627m??? ???????? ???第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) RV?(2)質(zhì)子每旋轉(zhuǎn)一周能量增加 Vq2 ?)(1022104qBm2Vq2Et52192746m???????????????????Vq2E m?達(dá)到最大能量時需旋轉(zhuǎn)的次數(shù)為 qBmT ?? 2每轉(zhuǎn)一次需要時間為 達(dá)到最大能量 Em時所需時間 第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 3. 運(yùn)動方向沿任意方向 qBmR ?s inv?半徑： qBmT ?2?周期： 螺距： ?? c o s2// vvqBmTh ??結(jié)論： 螺旋運(yùn)動 :勻速直線運(yùn)動 //v勻速圓周運(yùn)動 ?vBqF ??? ?? vm第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 磁聚焦 在均勻磁場中點 A 發(fā)射一束初速度相差不大的帶電粒子 , 它們的 與 之間的夾角 不同 , 但都較小 ,這些粒子沿半徑不同的螺旋線運(yùn)動 , 因螺距近似相等 , 相交于屏上同一點 , 此現(xiàn)象稱為磁聚焦 . ?0v? B? 應(yīng)用 電子光學(xué) , 電子顯微鏡等 . 第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 電磁場控制帶電粒子運(yùn)動的實例 速度選擇器 Fm BqqE v?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + + + + + + + + + + + + + E + v Fe BE?v第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 2. 湯姆孫實驗 eVm ?221 v電子動能： meV2?v第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 電子束打在屏幕中央的條件： BE?vmeVBE 2?222 VBEme ?111 kgC10)53( ????me電子的比荷： kg10)54( 31???m電子的質(zhì)量： 第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 3. 霍耳效應(yīng) B 1879年，霍爾（ ， 1855－ 1936 ）發(fā)現(xiàn)，把一載流導(dǎo)體放在磁場中時，如果磁場方向與電流方向垂直，則在與磁場和電流兩者垂直的方向上出現(xiàn)橫向電勢差。 BqF ??? ?? v第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 帶電粒子在電場和磁場中所受的力 電場力 EqF ?? ?e磁場力 （洛倫茲力） BqF ??? ?? vmBqEqF ???? ??? v運(yùn)動電荷在電場和磁場中受的力 x yzo ?+ qv?B?mF?第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 1. 運(yùn)動方向與磁場方向平行 ? = 0 F = 0 + B v 結(jié)論： 帶電粒子作勻速直線運(yùn)動。 第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) = I S n q v N d = S n dl dl I + v dl F = q v B 取電流元 dl I B q v sin ( ) B , v q F d = N d d F ( ) sin dl IB = dl I B , B S n q v sin = dl ? N d = B q v sin ? 96 磁場對運(yùn)動電荷的作用 ? ?? L BlIdf洛侖茲力 磁場對運(yùn)動電荷的作用 第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) B?v?F??0q?說明： 洛侖茲力 F的方向垂直于 v和 B所確定的平面。 ，力矩做了多少功？ 解： 法一 ??? ds i ns i ndd I B RlIBF ??作用力垂直于線圈平面 ?s indd RFM ???? ds in 22I B R?B I R dl ?第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 2022I B R21ds i nI B RdMM??????? ? ?力矩的功： mBmBMA ???? ? ? 02ds i nd????IBRA 221 ??力矩： 22RIm ??B I R dl ?第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 法二： BmM ??? ???s inmBM ?2902RIm ?? ????? 221 I B RM ???線圈轉(zhuǎn)過 90176。求：（ 1）以直徑為轉(zhuǎn)軸，線圈所受磁力矩的大小和方向。BDCAB?I I F?第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 力矩的功： ? ?? ?dMA磁力矩： ?s inB I SM ?? ?? ?? ds i nB I SA? ??? ?c o sd BSImmd ΦIΦI ??? ?mΦ?? IAF2 F1 B θ ne??d第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 例 有一半徑為 R的閉合載流線圈，通過電流 I。DAI LB ??? ?0???? tI??? IAB?39。AAFA ?39。FF 22 ????? s i ns i ns i n2 1212 I S BBlIllFM ???FrM ??? ??第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) I B . F?F?? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . F?I B B + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + I F?m a x,2π MM ???0,0 ?? M??穩(wěn)定平衡 不 穩(wěn)定平衡 討 論 1） 方向與 相同 B?ne? 2）方向相反 3）方向垂直 0,π ?? M?力矩最大 BmM ???如果線圈為 N 匝 : nN I Sm ?第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 2 . 在非均勻磁場中 m?B?B?Fd?B?Fd? 在非均勻磁場中 : 轉(zhuǎn)動 m 和 B 取向一致 向著磁場強(qiáng)度大的地方平動 第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 解 : (1)線圈的磁矩 nN ISm ? nRNI 221 ??060s i nmBM ?Bm?(2)此時線圈所受力矩的大小為 : 243 RN I B ?? 即垂直于 向上 ,從上往下俯視，線圈是逆時針轉(zhuǎn)動。FF 11 ??BIl39。 第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) L d b a 1I2I例 求導(dǎo)線 ab所受安培力 . d,L,I,I 21已知 : 直導(dǎo)線 ab垂直于無限長直導(dǎo)線 . 解： 取微元如圖 dlBIdf 2? dxxII??2210?? ?? Ldd dxxIIf ?? 2 210dLdlnII ????2210方向： 豎直向上 . x Idl df x第 9章 穩(wěn)恒電流的磁場 大學(xué)物理學(xué) A 第三篇 電磁學(xué) 、 磁場對載流平面線圈的作用 2l1l1F?a b c d I 1FBBn39。 2)均勻 磁場中 ,任意形狀 載流平面線圈 所受