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2022-09-01 10:00:59 本頁(yè)面
【正文】 ： 4321 ffffF ????? ???? 31 ff ?? ??? 線(xiàn)圈向左做平動(dòng) 31 ff ??? ?1 3 2 4 CDF?ABF?二 .磁場(chǎng)對(duì)平面載流線(xiàn)圈的作用（主講：中國(guó)科學(xué)院院士：夏明崗 B?1l2lDAF?BCF?DCBAI ?s i n1 BIlFF BCDA ??（方向相反在同一直線(xiàn)上） 2BI lFF ABCD ??0?? iF? （線(xiàn)圈無(wú)平動(dòng)） 對(duì)中心的力矩為 ?? s i n2s i n2 11 lFlFM CDAB ???s in21 BIll?1. 在均勻磁場(chǎng)中的剛性矩形載流線(xiàn)圈 ? n?（ 方向相反 不在一條直線(xiàn)上） nllnSS ??? 21?? BpM m ??? ??ISp m? ?令 B?+ n?? A(B) D(C) 2. 磁場(chǎng)力的功 ??? ds i ndd B I SMA ????mIBSI ?? d)c o sd( ??mmmm IIIAmm?????? ????? ? )(d 1221討論 (1) 線(xiàn)圈若有 N 匝線(xiàn)圈 BpNM m ??? ??(2) M 作用下，磁通量增加 0?M?0?? 穩(wěn)定平衡 負(fù)號(hào)表示力矩作正功時(shí) ? 減小 ??? 非穩(wěn)定平衡 0?M?(3) 非均勻磁場(chǎng)中的平面電流環(huán) 0?? iF? 線(xiàn)圈有平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng) 0?M?一 .洛倫茲力公式 ? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 q B?v?f??s i n, vBqf ? θ ?s inBqf v??? 安培力與洛倫茲力的關(guān)系 l?dIqsfBqNF ??????? vddBqf m ??? ?? vBlIF ??? ?? d Blnsq ? ?? dvBNq ?? ?? v安培力是大量帶電粒子洛倫茲力的疊加 167。 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) v?(1) 洛倫茲力始終與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直，故 討論 對(duì)電荷不作功 f?(2) 在一般情況下，空間中電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在 me ffF ??? ?? BqEq ??? ??? v tp d/d??二 .帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) ? B???vB? f? qRmBq22s i nvv ??qBmR v?qBmRT ???? 22v mqBf?? 2? 粒子回轉(zhuǎn)周期與頻率 情況 v?? 一般情況 B?//v?vh??c o s// vv ??s invv ??帶電粒子作螺旋運(yùn)動(dòng) qBmqBmR ?s i nvv ?? ?qBmTh ?c o s2//vv ???? 磁聚焦原理 B?粒子 源 A vv ?// ?vv ??? 很小時(shí) qBmTh vv ??? 2//接收 器 A’ 發(fā)散角不太大的帶電粒子束，經(jīng)過(guò)一個(gè)周期后，重新會(huì)聚 v? 減少粒子的縱向前進(jìn)速 度，使粒子運(yùn)動(dòng)發(fā)生 “ 反射 ” ? 磁約束原理 在非均勻磁場(chǎng)中，速度方向與磁場(chǎng)不同的帶電粒子，也要作螺旋運(yùn)動(dòng)，但半徑和螺距都將不斷發(fā)生變化 B?qBmqBmR ?s i nvv ?? ?f?//f??f?e?磁場(chǎng)增強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)半徑減少 強(qiáng)磁場(chǎng)可約束帶電粒子在一根磁場(chǎng)線(xiàn)附近 —— 橫向磁約束 ? 縱向磁約束 ??? fff ??? ////f? v?在非均勻磁場(chǎng)中，縱向運(yùn)動(dòng)受到抑制 —— 磁鏡效應(yīng) 磁鏡 線(xiàn)圈 線(xiàn)圈 B?高溫等離子體 ? 磁鏡效應(yīng)的典型應(yīng)用 受控?zé)岷司圩儗?shí)驗(yàn)研究 能約束運(yùn)動(dòng)帶電粒 子的磁場(chǎng)分布稱(chēng)為磁鏡 約束 —— 磁瓶 ? 地球的磁約束效應(yīng) —— 天然磁瓶 三 .霍爾效應(yīng) 1879年 霍爾發(fā)現(xiàn)在一個(gè)通有電流的導(dǎo)體板上，若垂直于板面施加一磁場(chǎng)，則板面兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)微弱電勢(shì)差 (霍爾效應(yīng) ) Bqf m ??? ?? v橫向電場(chǎng)力 : 洛倫茲力 : 0)( ??? BqEq ??? v當(dāng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)： 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 dIBKU ab ?受力分析 dnq vl? nqdIBUab ? nqK1?BE h v? lEuhab ? Blv? (霍耳系數(shù) ) SnqI v?v?l d I B?a b qmf?E?E?Eqfe ?? ?(方向向下 ) (方向向上 ) + + + + – – – – (2) 區(qū)分半導(dǎo)體材料類(lèi)型 —— 霍爾系數(shù)的正負(fù)與載流子電荷性質(zhì)有關(guān) B?+ + + + – – – – abba uu ?ab+ + + + – – – – ba uu ? 0?K0?KI Ivq?N 型半導(dǎo)體 P 型半導(dǎo)體 vq?它是研究半導(dǎo)體材料性質(zhì)的有效方法 （ 濃度隨雜質(zhì)、溫度等變化 ） B?討論 (1) 通過(guò)測(cè)量霍爾系數(shù)可以確定導(dǎo)電體中載流子濃度 四 . 運(yùn)動(dòng)電荷的電磁場(chǎng) ? qv?E?B?2004 rrqB ??? ???v?2004 rrqE ????? r?EcEB ????? ???? vv 200 1??? 高溫導(dǎo) 電氣體 B?沒(méi)有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分造成的 能量損耗 —— 可提高效率 特點(diǎn)： 磁場(chǎng)是電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)效應(yīng) (3) 磁流體發(fā)電 一 . 磁介質(zhì)及其分類(lèi) 1. 磁介質(zhì) —— 任何實(shí)物都是 磁介質(zhì) 0E? 39。0 EEE ??? ??電介質(zhì)放入外場(chǎng) 0E?? ?磁介質(zhì)放入外場(chǎng) 0B? rBB ??0r?—— 相對(duì)磁導(dǎo)率 反映磁介質(zhì)對(duì)原場(chǎng)的影響程度 167。 物質(zhì)的磁性 2. 磁介質(zhì)的分類(lèi) 順磁質(zhì) 抗磁質(zhì) 1?r? 減弱原場(chǎng) 0BB ?1?r? 增強(qiáng)原場(chǎng) 0BB ?如 鋅、銅、水銀、鉛等 如 錳、鉻、鉑、氧等 弱磁性物質(zhì) 順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率都非常接近于 1。 鐵磁質(zhì) )10~10( 421??r? 通常不是常數(shù) 具有顯著的增強(qiáng)原磁場(chǎng)的性質(zhì) —— 強(qiáng)磁性物質(zhì) 二 . 磁化機(jī)理 原子中電子的軌道磁矩 1. 安培分子環(huán)流的概念和方法
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