大学物理d-06稳恒磁场.ppt

结构框图 6.0 恒定电流与欧姆定律的微分形式 电流密度 6.0.2 电流的连续性方程 恒定电流 电源 电动势 4.磁感应线 6.1.2毕奥-萨伐尔定律 Biot-Savart Law Quick Quiz 6.3 例题6-1直导线 Example 6.6-磁场计算 Example 6.6－磁通量 Quick Quiz 6.4 6.3 磁场对运动电荷的作用 1.带电粒子在均匀磁场中运动 2.带电粒子在电场、磁场中的运动和应用 3.霍尔效应 Hall effect 6.3.2 安培力 Example-e 例题6-9 电流单位“安培”的定义 例题6-10 均匀磁场对载流线圈的作用 Example 1 .速度选择器 3 . 回旋加速器 5.磁力的功 6.4 磁场与物质的相互作用 2. 介质磁化的微观解释 磁化 6.4.2 磁场强度 磁化电流 有磁介质时的安培环路定理 铁磁质 2. 磁化曲线 3.磁滞回线 4.铁磁性的材料 大型强子对撞机不仅是世界最大的粒子加速器，同时也是世界最大的机器。这个27公里长的粒子加速器，位于瑞士、法国边境地区的地下100米深的环形隧道中，隧道全长26.659公里，建设耗资超过60亿美元。目前它即将开始第一次粒子束流试验，这次大型强子对撞机试运行是粒子物理学史上规模最大的一次试验。来自数十个国家和地区的二千多名物理学家参与了这一项目。研究人员希望大型强子对撞机能发现粒子物理学的“圣杯”希格斯玻色子的存在。希格斯玻色子由英国科学家彼得·希格斯于上世纪６０年代提出，完美地解释了物质质量之源，是所谓“标准模型”粒子物理学理论中最后一种未被证实的粒子，也称“上帝粒子”。 这是欧洲粒子物理研究所和瑞士与法国周围地区的鸟瞰图。3个环清晰可见，位于右下方的最小的那个环表明质子同步加速器的地下位置；中间的环是超级质子加速器 SPS 所在位置，这个加速器的辐射范围是7公里；而那个最大的环（圆周27公里）是以前的大型正负电子对撞机 LEP 加速器的所在地，背景则是部分日内瓦湖 工作人员正在对大型强子对撞机隧道内的磁体列队进行检查，必须保证每个磁体都处在已经设计好了的精确位置，因为这样才能对光束的路径进行精确控制。LHC的调试最关键的一项工作是要把安装在隧道里磁体列队的温度降低到零下271.25摄氏度，以便在超导状态让磁体产生强磁场，从而对高能量的质子束流进行偏转和聚焦。 应用4 与 不垂直 螺距: 动画：电子的螺旋运动 4磁聚焦 磁聚焦 一束速度大小相近，方向与磁感应强度夹角很小的带电粒子流从同一点出发，由于平行磁场速度分量基本相等，因而螺距基本相等，这样，各带电粒子绕行一周后将汇聚于一点，类似于光学透镜的光聚焦现象，称磁聚焦。广泛应用于电真空器件中对电子的聚焦。 显象管中电子的磁聚焦装置示意图 磁聚焦swf 在均匀磁场中某点 A 发射一束初速相差不大的带电粒子, 它们的 与 之间的夹角 不尽相同,但都较小,这些粒子沿半径不同的螺旋线运动,因螺距近似相等,都相交于屏上同一点, 此现象称之为磁聚焦 . 动画1：磁聚焦 动画2：磁聚焦 聚焦磁极 减少粒子的纵向前进速度，使粒子运动方向反转。 在非均匀磁场中，速度方向与磁场不同的带电粒子，也要作螺旋运动，但半径和螺距都将不断发生变化 磁场增强，运动半径减少强磁场可约束带电粒子在一根磁场线附近 —— 横向磁约束 纵向磁约束 磁镜 动画：电子在非均匀磁场中的运动 线圈 线圈 高温等离子体 能约束运动带电粒子的磁场分布称为磁镜约束— 磁瓶。其常用于受控热核聚变实验研究。 在非均匀磁场中，带电粒子纵向运动受到抑制，发生反转运动的现象称磁镜效应。 磁约束装置（磁瓶） 托卡马克装置原理示意图 托卡马克原理、装置 当来自外层空间的大量粒子 宇宙射线 进入地球磁场范围,粒子将绕地磁感应线作螺旋运动,因为在近两极处地磁场增强,作螺旋运动的粒子将被折回,结果粒子在沿磁感应线的区域内来回振荡,形成一个带电粒子区域,称范艾仑辐射带,此带相对地球作对称分布。 范艾仑辐射带：宇宙中的磁约束现象 范?艾仑 Van Allen 辐射带swf 包围地球外围的范艾仑辐射带 1958年人造卫星的探测发现,,范艾仑辐射带有两层,内层在距地面800-4000Km处,外层在60000Km处。 　北极光的产生是由于有时太阳黑子活动，太阳喷射的高能带电粒子流形成的太阳风，在地磁感应线的引导下在地球北极附近进入大气层时将使大气激发，然后辐射发光，从而出现美丽的北极光。 在靠近两极的一些国家和地区,如美国的阿拉斯加,亚洲的西伯利亚,欧洲的挪威、瑞典和芬兰等国家，夜晚的天空会出现五颜六色绚丽多彩的发光现象，有的呈弧形，有的呈弥漫状的斑块，有的呈大而均匀的发光面等它们被统称做极光，发生在北极的称北极光，发