稳恒磁场552172.ppt

B
Fmax
V
B
V
qFm 0
规定： 速度与 B正方向的矢量
Fm
B
积方向为该磁力的方向 。
2V
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真空中的静磁场
当带电粒子的速度在任意方向时，
受力
为
Fm V
大小与BVsin成正比， 和B之间的夹角。所以：
Fm
FmqVB
B
V
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二、磁场与磁感应强度： 1. 定义：
我们用运动电荷所受的磁场力来定义磁感 应强度，具体分析如下：
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q
实验表明：电量为 的带电粒子，其速度 为 V, 在静电场E中受到一种与速度无关的力Fe qE ；
受到另一种与速度有关 的力，称为洛仑兹力：
–
V
B
+
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真空中的静磁场
其合力为： FqEqVB
定义式： B Fm qv
磁感应强度B的量纲[MT2I1] 单位：在国际单位制中：1[T]=1特斯拉
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F q E q v B
Lo fer oe E rn c evte B z
举例: J.J.Thomson’s apparatus for measuring the chargeto-mass ratio of the electron电子荷质比装置 (1897).
1.直线电流的磁场的求解。
dBoI4drsl2in
因为各电流元产生的磁场方向相同，
磁场方向垂直纸面向里所以只求标
量积分。磁场方向垂直纸面向里。
l r cos lroctg
ro rsin dlrod/si2n
B L4s o Ii 2 r o n d r o 2 s /sii 2 n n 4o r I o 1 2sin d
Spin Injector
B
Schottky Gate
FM Metal
Modulation Doped AlGaAs
Spin Analyzer
InGaAs
2DEG
自旋极化的电子从铁磁材料一端发射到另一端
门电压改变沟道中电子自旋极化
方向
改变导电性
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Datta and Das, APL 56, 665 (1990)
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3、磁感应强度的确定：毕奥－萨伐尔定律
• Biot--Savart Law
毕奥－萨伐尔根据电流磁作用的实验
结果分析得出，电流元产生磁场的规
律称为毕奥－萨伐尔定律。
表述：电流元Idl 在空间P点
产生的磁场 dB为：
dBo 4
Idl rˆ
r2
真空中的静磁场
一、基本的磁现象： 磁针和磁针；
S
NS
S N
I
N
磁铁与载流导线的相互作用；
I
在磁场中运动的电荷受到的磁力； I
结论 载流导线与载流导线的相互作用。
磁力与运动电荷对运动电荷的
相互作用有关。
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真空中的静磁场
磁极分为N、S极，并且成对存在。安培的分子 电流说解释此现象，最后由麦克斯韦统一为电磁 学。
真空中的静磁场
本课时教学基本要求
1、正确理解磁感应强度的概念和定义；
2、确切理解电流元产生磁场的概念，掌握毕--萨 定律及解题步骤，并能计算一些简单问题中的磁 感应强度；
3、会用已知典型电流的磁场叠加求出未知磁场 的分布。
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1
司南-Microdrive-巨磁阻,自旋电子学
3
传统电子学
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Ohmic contact Metal Gate
n+
Oxide
Ohmic Contact
n+
P-type Si
Electron Inversion layer
场效应晶体管 MOSFET
门电压改变沟道中电子密度 改变导电性
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自旋晶体管
FM Metal
q
FmqVB
FL
这个与速度有关的力来源于另外的
运动电荷的场，称为磁场。
B 描述磁场的基本物理量是磁感应强度 。
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B的定义
当带电粒子的速度沿磁场某一方向运动时， 受力为零的方向,定义为磁感应强度的方向。
当它的速度垂直于该方向时，
受力最大。为
FmaxVB
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B
oIrodsin L4sin2ro2/sin2
oI 4ro
2sind
1
oI 4ro
(co1scos2)
磁感应强度 B的方向，与电流成右手螺旋关
系，拇指表示电流方向，四指给出磁场方向。
讨论: (1)无限长直导线
当1 0 ,2 时，
Albert Fert , UniversitéParis-Sud;
Peter Grünberg,
Unité Mixte de Physique CNRS/THALES
Forschungszentrum Jülich
Orsa2y0,20F/1r1a/3nce
phyhylizju.edJuülich, Germany
公元前四世纪的《鬼 谷子．谋篇》就记载 道：“郑子取玉，必 载司南，为其不惑也
１英寸微硬盘 用于微型电
脑及消费型电器
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巨磁阻（Giant Magnetic Resistance） 自旋电子学Spintronics
The Nobel Prize in Physics 2019 - for the discovery of Giant Magnetoresistance
在国际单位制中
oo1c241 07称(N 为/真A2空)磁导率
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• 叠加原理：给出任一电流
产生的磁场的分布
B dB
L
L
oId lrˆ 4r2
dB
I
dl
p
r
dB
r
Idl
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四、毕-萨定律的应用
this year 求实书院创立 in Hangzhou
Velocity selector
y
eEL2 2mv2
,
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e 2yE
m
B2L2
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真空中的静磁场
2.磁感应强度的描述： 与电场线相类似，ຫໍສະໝຸດ Baidu磁感应线的分布来描述
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