2 mv0 cos h v // T qB
B
× × × ×
Fm
q
R
v//
B
v0
q<0
θ
v
v
带电粒子在非匀强磁场中的运动(v//很小）
Fx F
Fy
B v
B
粒子受到一个与运动方向相反的力Fx , 此力阻止粒子向磁场增强方向运动.
磁约束装置
B
等离子体
线圈
线圈
磁塞
倍恩勃立奇(
§7.2 磁场
一.磁场
磁感应强度
电流 或运动电荷周围既有电场 又有磁场 1.磁场:由运动电荷(或电流)产生在空间连续分布的一 种物质
2.磁场的宏观性质：
对运动电荷(或电流)有力的作用 磁场有能量
二.磁感应强度 实验:运动电荷在磁场中受力：
B
1) f v
2)
f sin
f B
所有磁现象可归纳为：
产
运动电荷 A 生 A的 磁场 作
用于
运动电荷 B
用 于 产 磁场:由运动电荷(或电流)产生的、 在空间连续分布的一种物质
作
B的 磁场
生
运动电荷与运动电荷的相互作用 Fe 电力
磁力 F m
Fe
+
电力
v
+ Fm 磁力
v
Fm« Fe
运动电荷产生电磁场,电磁场对运动电荷有力的作用
1 RH 0 ne
B UH
I B I
b h
++++++++
p型半导体：多数载流子
为带正电的空穴
1 RH 0 ne
b
h
IB U H 1 2 RH b
+ + ++++++
fm
+
vU H
故，对于半导体材料，可根据霍耳系数确定半导体的 类型和载流子浓度
IB U H 1 2 RH b
v q

= 0° 时 , f = 0 3)

B
fmax q v
= 90° 时, f 最大
f
固定 q , v , 实验发现:
结论:
f max qv
f max 同一点, 与 q , v ,无关 qv f max 不同点, 不同 qv
只与磁场的性质和点的位置有关
1.磁感应强度(定义) f max 大小: B qv
BaHale Waihona Puke nbridge)质谱仪 离子源
狭缝
. . . . +
速度选择器
偏转板 照相底片
. . . . . . . . ... . .. ... ...
. . . .
. . . .
. . R . .
. . . .
. . . .
. . . .
. .
. .
粒子径迹
匀强磁场
. . B . .
利用质谱仪可以测出 元素中同位素的含量
通过速度选择器 后粒子的速度
. . . . . . . .

离子源 狭缝
. . . . +
速度选择器
偏转板
. . . . . . . .
照相底片
. . . . . . . . . . . .
E v= B´
(1)
. . R . .
. . . .
. . . .
. . . .
. .
. .
粒子径迹
. . B . .
×
× × × ×
× × ×
× × × × × ×
R
× × 1、v0 B × × 2 m mv0 T R × × qB qB 2、v0与B成 角 v// v0 cos v v0 sin mv mv0 sin T 2R 2 m
qB qB v qB
S
S
m B ds
单位：韦伯(Wb)
无源场
§7.3 带电粒子在电场、磁场中的运动 一、动力学方程 dv F Fe Fm qE qv B m dt dv m qE qv B dt
二、带电粒子在均匀磁场中的运动
4
2.洛仑兹力公式：
运动电荷在电磁场中运动
f e qE v v// v 磁场力：
电场力：
f max 由B 可知： qv
v q


B
f
f m Bqv Bqv sin 考虑方向： f fe f m qE qv B
1
UH
B b
I
1 RH nq
2
作业
大学物理习题集
P44 / 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5
匀强磁场
在洛伦兹力作用下粒子在 匀强磁场作圆周运动时
q v = m RB
即：
(2)
R ∝m
E m 由式(1)、(2)得： R ∝ q B ´B
三、霍耳效应（§7.4） 1879年霍耳（A.H.Hall）发现：在匀强磁场中通电 的金属导体板的上下表面出现横向电势差，这一现 象称为霍耳效应。 IB 实验表明： 记作：
RH——霍耳系数
b IB U H RH b
UH
B
b
h
++++++++
UH
I
是和材料的性质有关的常数
经典电子论对霍耳效应的解释 平衡时： f H fm eE H (ev B)
1
IB U H RH b
E H v B
v
三、 磁力线 磁通量 磁场的高斯定理 1.磁力线：定义与电力线类似 典型电流的磁力线 直线电流的磁力线
I
三、 磁力线
磁通量
磁场的高斯定
1.磁力线：定义与电力线类似 典型电流的磁力线 2. 磁力线的性质
无头无尾 闭合曲线
与电流套连 B
与电流成右手 螺旋关系
Io
n
I
B
Io
3. 磁通量
磁通连续原理（磁场的高斯定理） B dS 0
或称磁通密度 B
磁场中一点的 B 的大小等于单位正电荷以 单位速度在该点运动时所受的最大磁场力 方向: 沿运动电荷不受磁场力时的速度线 方向为正运动电荷所受最大磁场力与其速度的叉积方向
ˆ v ˆ f ˆ B max
单位：特斯拉(T)
Ns 1T 1 Cm
高斯：（Gs）
1Gs 10 T
§.7.1 基本磁现象 磁场 基本磁现象 磁铁间的相互作用
S
N
S
N
同性磁极相互排斥,异性磁极相互吸引 电流对磁铁的作用
S
I
N
1820年 奥斯特
磁针的一跳
电流能够产生磁场
电流与电流之间的相互作用 I
F
F
I
电流产生磁场，磁场对电流有力的作用
磁场对运动电荷的作用 电子束
S N
磁场对运动电荷有力的作用
+
+ +
fE h H
+ + +
E H vB U H 1 2 hE H
而I nev bh
1 IB hv B ( ) ne b
2
b
V
B I
1 RH ne
h
++++++++
UH
半导体的霍耳效应：
IB 1 U H RH RH b ne
n型半导体：多数载流子为电子