大学物理13.ppt

磁场对运动电荷
及电流的作用
主要内容
洛伦兹力
电流单位“安培”的定义
磁场对载流线圈的作用.
带电粒子在磁场中的运动
磁聚焦磁约束
安培定律
回旋加速器
霍尔效应
、洛仑兹力(磁场对运动电荷的作用)
运动电荷在电磁场中受到的电磁力为:
电场力
洛仑兹力
洛伦兹公式
洛伦兹力只能改变电荷运动方向,不会对电荷做功。
洛仑兹(Hendrik Antoon Lorentz, 1853-1928)
1895年,洛仑兹根据物质电结构的假说,创立了经典电子论。洛仑兹的电磁场理论研究成果,在现代物理中占有重要地位。洛仑兹力是洛仑兹在研究电子在磁场中所受的力的实验中确立起来的。
洛仑兹还预言了正常的塞曼效益,即磁场中的光源所发出的各谱线,受磁场的影响而分裂成多条的现象中的某种特殊现象。
洛仑兹的理论是从经典物理到相对论物理的重要桥梁,他的理论构成了相对论的重要基础。洛仑兹对统计物理学也有贡献。
荷兰物理学家、数学家,因研究磁场对辐射现象的影响取得重要成果,与塞曼共获1902年诺贝尔物理学奖金。
带电粒子在磁场中的运动

做匀速圆周运动
+
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










q, m
R
与电荷运动快慢无关
与速度大小成正比。
带电粒子在磁场中做螺旋线运动

螺距:
磁聚焦在电子光学中有着广泛的应用:
h
B
螺距h与v⊥无关,只与v// 成正比, v// 相同的粒子,其螺距是相同,从磁场一点发出的电荷经过一个周期的时间后必然相交于一点,利用这个原理,可实现磁聚焦。












磁透镜
现在电子显微镜最大放大倍率超过300万倍,而光学显微镜的最大放大倍率约为2000倍,所以通过电子显微镜就能直接观察到某些重金属的原子和晶体中排列整齐的原子点阵。
结构:
密封在真空中的两个金属盒(D1和D2)放在电磁铁两极间的强大磁场中,如图所示两盒之间有一窄缝,中心附近放有离子源。两盒间接有交流电源,它在缝隙里的交变电场用以加速带电粒子。
目的:
用来获得高能带电粒子,去轰击原子核或其它粒子,观察其中的反应,从而研究原子核或其它粒子的性质;也可以得到有用的射线。
原理:
使带电粒子在电场与磁场作用下,得以往复加速达到高能。
回旋加速器
我国第一台回旋加速器