第三章真空中的静磁场 第三章真空中的静磁场 磁现象的研究与应用(即磁学)是一门古老而又年轻的学科。说她古老,是因为关于磁现象的发现和应 用的历史悠久;说她年轻,是因为磁的应用目前越来越广泛,已形成了许多与磁学有关的边缘学科(图3.1) 磁现象是一种普遍现象,即一切物质都具有磁性,任何空间都存在磁场。所以,我们可以亳不夸张地说, 磁学犹如一棵根深叶茂的参天大树
第三章 真空中的静磁场 1 第三章 真空中的静磁场 磁现象的研究与应用(即磁学)是一门古老而又年轻的学科 说她古老 是因为关于磁现象的发现和应 用的历史悠久 说她年轻 是因为磁的应用目前越来越广泛 已形成了许多与磁学有关的边缘学科(图 3.1) 磁现象是一种普遍现象 即一切物质都具有磁性 任何空间都存在磁场 所以 我们可以毫不夸张地说 磁学犹如一棵根深叶茂的参天大树
电磁学网上课件 本章撰稿人:熊曹水等 徼波 力学 原子核 电子学 物理学 微波磁学磁流体力学|原子核磁学 基本粒 电子学 物理学 磁电子 基本粒子磁学 磁学 长学 岩石磁 磁化学 岩石学 化学 生物磁学地球磁学‖天体磁学 生物学 地球 物理学 天文学 图3.1若干边缘(交叉)磁学 尽管人们对物质磁性的认识已有两千多年,但直至19世纪20年代才出现采用经典电磁理论解释物质 磁性的代表一一安培分子环流假说;而真正符合实际的物质磁性理论却是在19世纪末发现电子、20世
2 电磁学网上课件 本章撰稿人 熊曹水等 尽管人们对物质磁性的认识已有两千多年 但直至 19 世纪 20 年代才出现采用经典电磁理论解释物质 磁性的代表――安培分子环流假说 而真正符合实际的物质磁性理论却是在 19 世纪末发现电子 20 世
第三章真空中的静磁场 纪初有了正确的原子结构模型和建立了量子力学以后才出现。 因此,在经典电磁学范围研究物质的磁性时,我们虽然采用传统的观念即安培分子环流假说和等效 磁荷两种观点,但必须强调,我们要在原子结构模型和量子力学的基础上建立一个正确的概念,即物质 的磁性来源于电子的轨道磁矩和自旋磁矩(图3.2)。 只有这样,我们才能准确理解物质的抗磁性、顺磁性和铁磁性、尤其是磁畴结构在外磁场中的变化是 铁磁性物质在外磁场中的磁化特点(图33)
第三章 真空中的静磁场 3 纪初有了正确的原子结构模型和建立了量子力学以后才出现 因此 在经典电磁学范围研究物质的磁性时 我们虽然采用传统的观念即安培分子环流假说和等效 磁荷两种观点 但必须强调 我们要在原子结构模型和量子力学的基础上建立一个正确的概念 即物质 的磁性来源于电子的轨道磁矩和自旋磁矩(图 3.2) 只有这样 我们才能准确理解物质的抗磁性 顺磁性和铁磁性 尤其是磁畴结构在外磁场中的变化是 铁磁性物质在外磁场中的磁化特点(图 3.3)
电磁学网上课件 本章撰稿人:熊曹水等 External §3-1磁现象与安培安律 、基本磁现象 对基本磁现象的认识可以分成三个阶段 1早期阶段(磁铁◇磁铁) 天然磁铁(吸铁石)能吸引铁、镍、钴等物质。条形磁铁的两端称作磁极,中部称作中性区(图34)
4 电磁学网上课件 本章撰稿人 熊曹水等 3-1 磁现象与安培安律 一 基本磁现象 对基本磁现象的认识可以分成三个阶段 1.早期阶段 磁铁 ⇔ 磁铁 天然磁铁 吸铁石 能吸引铁 镍 钴等物质 条形磁铁的两端称作磁极 中部称作中性区(图 3.4)
第三章真空中的静磁场 将条形磁铁的中心支撑或悬挂起来使它能够在水平面内运动,则两极总是指向南北方向分别称作S 极和N极。这是因为地球本身是一个磁场(图3.5),所以条形磁铁(指南针)可以与地磁场发生相互作用 条形磁铁与地球磁场之间以及条形磁铁之间的相互作用(图36)说明同号磁极相互排斥,异号磁极相互
第三章 真空中的静磁场 5 将条形磁铁的中心支撑或悬挂起来使它能够在水平面内运动 则两极总是指向南北方向分别称作 S 极和 N 极 这是因为地球本身是一个磁场(图 3.5) 所以条形磁铁(指南针)可以与地磁场发生相互作用 条形磁铁与地球磁场之间以及条形磁铁之间的相互作用(图 3.6)说明同号磁极相互排斥 异号磁极相互
电磁学网上课件 本章撰稿人:熊曹水等 吸引。 Like poles repel 进一步分析发现,将一磁铁可以一直细分成很小很小的磁铁,而每一个小磁铁都具有N、S极(图3.7)。 自然界中有独立存在的正电荷或负电荷,但迄今却未发现独立的N、S极,尽管在近代理论中有人认为 可能存在磁单极子
6 电磁学网上课件 本章撰稿人 熊曹水等 吸引 进一步分析发现 将一磁铁可以一直细分成很小很小的磁铁 而每一个小磁铁都具有 N S 极(图 3.7) 自然界中有独立存在的正电荷或负电荷 但迄今却未发现独立的 N S 极 尽管在近代理论中有人认为 可能存在磁单极子
第三章真空中的静磁场 S Dipole N Cut Separate S Dipole N S Dipole N 2电流◇磁铁电流φ电流 1820年7月21日,奧斯特实验(图3.8打破了长期以来电学与磁学彼此独立发展和研究的界限,使人 们开始认识到电与磁有着不可分割的联系。 奥斯特实脸
第三章 真空中的静磁场 7 2.电流 ⇔ 磁铁 电流 ⇔ 电流 1820 年 7 月 21 日 奥斯特实验(图 3.8)打破了长期以来电学与磁学彼此独立发展和研究的界限 使人 们开始认识到电与磁有着不可分割的联系
电磁学网上课件 本章撰稿人:熊曹水等 由图38可以看出电流对磁铁的作用;由图3.9可以看出磁铁对电流的作用;电流和电流之间也有相 互作用(图3.10) Xxxx =0
8 电磁学网上课件 本章撰稿人 熊曹水等 由图 3.8 可以看出电流对磁铁的作用 由图 3.9 可以看出磁铁对电流的作用 电流和电流之间也有相 互作用(图 3.10)
第三章真空中的静磁场 同向相吸 b反向相斥 平行电流之间相互作用的孩示 进一步发现一个载流螺线管的行为很像一根磁棒(图3.1 s N 5-i) 蠣线管与磁棒的等效性
第三章 真空中的静磁场 9 进一步发现一个载流螺线管的行为很像一根磁棒(图 3.11)
电磁学网上课件 本章撰稿人:熊曹水等 由此我们可以用右手定则来判断载流线圈的极性(图3.12) 确定救流螺线管极性 的右手定剪 3.电流φ磁场φ电流 类似于静止电荷之间的相互作用力是通过电场来传递的,上述的各种相互作用都是通过磁场来传递 的。182年安培提岀了一个假说:组成磁铁的最小单元(磁分子)就是环形电流,这些分子环流定向地排 列起来在宏观上就会显示出N、S极来(图3.13)
10 电磁学网上课件 本章撰稿人 熊曹水等 由此我们可以用右手定则来判断载流线圈的极性(图 3.12) 3.电流 ⇔ 磁场 ⇔ 电流 类似于静止电荷之间的相互作用力是通过电场来传递的,上述的各种相互作用都是通过磁场来传递 的 1822 年安培提出了一个假说 组成磁铁的最小单元(磁分子)就是环形电流 这些分子环流定向地排 列起来在宏观上就会显示出 N S 极来(图 3.13)