恒定磁場(chǎng)課件

第八章恒定磁場(chǎng)

一掌握描述磁場(chǎng)的物理量——磁感強(qiáng)度的概念，理解它是矢量點(diǎn)函數(shù).

二理解畢奧－薩伐爾定律，能利用它計(jì)算一些簡(jiǎn)單問題中的磁感強(qiáng)度.

三理解穩(wěn)恒磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理.理解用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感強(qiáng)度的條件和方法.

四

理解洛倫茲力和安培力的公式，能分析電荷在均勻電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng).了解磁矩的概念.能計(jì)算簡(jiǎn)單幾何形狀載流導(dǎo)體和載流平面線圈在均勻磁場(chǎng)中或在無限長(zhǎng)載流直導(dǎo)體產(chǎn)生的非均勻磁場(chǎng)中所受的力和力矩.教學(xué)基本要求第八章恒定磁場(chǎng)一帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中所受的力電場(chǎng)力磁場(chǎng)力（洛侖茲力）+

運(yùn)動(dòng)電荷在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中受的力方向：即以右手四指由經(jīng)小于的角彎向，拇指的指向就是正電荷所受洛侖茲力的方向.第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用二帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)舉例1.回旋半徑和回旋頻率第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用2.電子的反粒子電子偶顯示正電子存在的云室照片及其摹描圖鋁板正電子電子1930年狄拉克預(yù)言自然界存在正電子第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用3

.磁聚焦（洛侖茲力不做功）洛侖茲力

與不垂直螺距第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用應(yīng)用電子光學(xué),電子顯微鏡等.磁聚焦在均勻磁場(chǎng)中某點(diǎn)A

發(fā)射一束初速相差不大的帶電粒子,它們的與之間的夾角不盡相同,但都較小,這些粒子沿半徑不同的螺旋線運(yùn)動(dòng),因螺距近似相等,都相交于屏上同一點(diǎn),此現(xiàn)象稱之為磁聚焦.第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用dL+-o第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用dL+-o上述計(jì)算的條件電子比荷第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用3.回旋加速器1932年勞倫斯研制第一臺(tái)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(jiǎng).第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用頻率與半徑無關(guān)到半圓盒邊緣時(shí)回旋加速器原理圖NSBO~N第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用我國(guó)于1994年建成的第一臺(tái)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.第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用例2有一回旋加速器，他的交變電壓的頻率為

，半圓形電極的半徑為0.532m.問加速氘核所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大？氘核所能達(dá)到的最大動(dòng)能為多大？其最大速率有多大？（已知氘核的質(zhì)量為

，電荷為

）.解由粒子的回旋頻率公式，可得第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用霍耳效應(yīng)4.霍耳效應(yīng)第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用量子霍爾效應(yīng)（1980年）霍耳電阻第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用I++++---P型半導(dǎo)體+-霍耳效應(yīng)的應(yīng)用2）測(cè)量磁場(chǎng)霍耳電壓1）判斷半導(dǎo)體的類型+++---N型半導(dǎo)體-I+-第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用(2)(3)霍耳電壓的極性如圖所示第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用擴(kuò)充：磁性藥物治療劑的臨床應(yīng)用磁性藥物治療劑的臨床應(yīng)用磁性藥物治療劑是近年來國(guó)外競(jìng)相發(fā)展的一種新型藥物制劑。藥物與磁性物質(zhì)共包于載體中，應(yīng)用于人體后，在體外用磁場(chǎng)加以引導(dǎo)，使藥物在體內(nèi)定向移動(dòng)和定向集中，從而減少一些藥物的毒副作用，提高藥物療效。目前，磁性藥物治療劑正在許多方面進(jìn)行研究和應(yīng)用。磁性藥物治療劑的臨床應(yīng)用三、磁性片劑和磁性膠囊：這是供口服的兩種磁性藥物制劑，內(nèi)含治療藥物和鐵磁性物質(zhì)，在體外磁場(chǎng)引導(dǎo)下固定于病變部位，常用于治療消化道潰瘍和腫瘤等疾病。四、磁力手術(shù)：局部注射含鐵磁性物質(zhì)的硅酮微球后，在體外采用強(qiáng)大的超導(dǎo)電磁鐵引導(dǎo)微球固定于腫瘤部位，使血管阻塞，從而導(dǎo)致腫瘤壞死。目前，主要用于治療腦動(dòng)脈瘤及血液供應(yīng)特別豐富的腦瘤。磁性藥物治療劑的臨床應(yīng)用五、磁性造影劑