9稳恒磁场与电磁场的相对性课件.ppt

如果把磁学和磁技术比作是一颗参天大树，那么磁学的基本理论就是深深地树根和粗壮的树干，磁学和磁技术的各个分支就好像是众多的树枝，有关磁现象的科学发现就是朵朵鲜艳的花朵。实际上，您每天都在享用着这些果实。现在就请您来到这棵大树下，慢慢品味，欣赏吧！ 麦克斯韦方程组凝聚了从1820年到1860年间，许多值得人类永远纪念的杰出科学家的贡献。他们是：库仑、安培、法拉第、高斯、韦伯、赫姆霍兹、亨利、焦耳、楞茨、泊松、麦克斯韦、洛仑兹、毕奥等。至此，电磁学理论基本成熟。 千里眼，顺风耳。人们利用电磁波传送声音和图像信号，使古代神话中的“千里眼，顺风耳”变为现实。并且人类的视野已远远超过了“千里”。 南宋民族英雄文天祥，曾在《扬子江》中誓言“臣心一片磁针石，不指南方誓不休”。这里作者以磁针石隐喻自己抗金的决心。 磁的应用 磁在收音机中的应用 磁在电视机中的应用 磁在磁录音机和磁录像机中的应用 磁在新型汽车中的应用 磁在发电机和电动机中的应用 磁在磁浮列车中的应用 磁在高能加速器和对撞机中的应用 定向能电磁辐射武器和电磁炮 磁性材料 功能各异的磁性材料 （铁磁性和亚铁磁性 ） 永磁功能材料和软磁功能材料 （(1)稀土永磁材料 ，2)金属永磁材料 ，3)铁氧体永磁材料 ） 信息磁性功能材料 多功能磁性功能材料　　　　　 　 智能磁性材料 安培(Ampére，André-Marie，1775—1836)是法国物理学家、数学家．1775年1月22日生于里昂一个商人家庭．父亲为他安排了按照自己的意愿来学习的环境．聪明好学，具有惊人的记忆力，尤其是在数学方面有非凡的天赋．12岁学习了微积分．18岁时，除了拉丁语，还通晓意大利语和希腊语．擅长数学，物理和化学． 安培最重要的贡献是在电磁学方面．1820年7月奥斯特发现了电流的磁效应．法国科学家阿拉果8月在瑞士听到这一消息后，9月初回到法国立即向法国科学院报告了这一最新发现．善于接受新的研究成果的安培，怀着极大的兴趣，第二天就重做了奥斯特的实验，并于9月18日向法国科学院提交了第一篇论文，报告他的实验成果．接着在9月25日、10月9日提出了第二篇和第三篇实验报告论文．在这三篇论文中，包括了电流方向和磁针偏转方向关系的右手定则；同向直线电流间互相吸引，异向直线电流间互相排斥；通电螺线管的磁性与磁针等效等． 安培又用了2-3个月的时间进一步研究电流之间的相互作用，把精巧的实验和他高超的数学技巧结合起来，通过四个巧妙设计的实验，得出了重要和著名的安培定律．安培还进一步探索了磁的本质，提出了分子电流假说，为正确认识物质磁性指出了方向．安培把磁和电流联系起来，从本质上认识了磁和电的统一． 安倍认为：所有磁性的来源，或许都是电流。他在1820年，听到奥斯特实验结果之后，两个星期之内，便开始实验。五个月内，便证明了两根通电的导线之间也有吸力或斥力。这就是电磁学中第二个最重要的定理「安培定律」。 以后，安培又证实了通了电流的筒状线圈之磁性，与磁铁棒完全一样。故他提出假说：物质之磁性，皆是由物质内的电流而引起的。这使「磁性」成为「电流」的生成物。（这也解释了为什么磁铁没有单极的）。──他后来被誉为「电磁学」的始祖(电与磁从此在物理中是分不开的)。他的名字，也成了电流的单位。 安培这个发现，在应用上极为重要。它提出了用电流而发出动力，使物体动起来的方法，准确而可靠。因此，它是电流计(以及各种电表)、电马达、电报，电话之原理。特别是电报，在1835年以后就成了新兴事业，大赚其钱。然而，在开始时，也有人对这些新玩意感到恐惧而抗拒。（例如：对电磁学也有贡献的大数学家高斯Karl F. Gauss, 1777 - 1855。） 五 、毕奥---萨伐尔定律 利用比-萨定理的具体步骤 1）根据载流导线的形状或磁场分步特点，选择适当的坐标系； 2）选择电流元，写出电流元在场点产生的dB的表达式 3）根据磁场叠加原理，整个载流导线产生的磁场为dB的积分； 具体计算，根据情况写出dB的分量表达式，将矢量积分化为标量积分，同意积分变量，给出正确的积分上下限，求出B的各分量值 最后去确定B的方向 2）定理仅适用于闭合的载流导线，对任意设想的一段载流导线不成立 3）若一个载流导线多次穿过闭合回路，则需多次计入I(如通电的螺线管） R R R R R R R R R R R R 已知：I、n(单位长度导线匝数) 分析对称性 管内磁力线平行于管轴 管外靠近管壁处磁场为零 . . . . . . . . . . . . . . . 2. 长直载流螺线管的磁场分布 计算环流 利用安培环路定理求 . . . . . . . . . . . . . . . 已知：I 、N、R1、R2