Магнитное поле. Лекция 27

Действие магнитного поля для движущиеся заряды и токи

Сила Лоренца

Сила Лоренца

Сила Лоренца

Правило левой руки

Если заряд отрицателен:

Движение заряженной частицы в магнитном поле
под действием силы Лоренца

1. Вращение по окружности:

2. Равномерное поступательное движение вдоль линий поля

Релятивистская частица:

Движение заряженной частицы в магнитном поле

Нерелятивистская частица: v<

Ускорители заряженных частиц

Частица пролетает сквозь ряд цилиндрических трубок,
присоединенных

Ускорители заряженных частиц

Наибольший линейный ускоритель был построен в Стэнфорде,

Ускорители заряженных частиц

2. Циклотрон

2. Циклотрон

Условие синхронности при v<

При релятивистских скоростях период начинает зависеть

Полная сила, действующая на заряженную частицу в электромагнитном поле, равна

Магнетизм –

Магнетизм – релятивистский эффект

Пример:

К-система отсчёта:

Действует магнитная составляющая силы Лоренца

К’-система отсчёта
движется вместе

К’-система отсчёта

Сила не исчезла, изменилось лишь наше её описание: в одной

К-система отсчёта: и

Формулы преобразования векторов электромагнитного поля при переходе из системы

Сила Ампера

– элемент тока

Правило левой руки:

Для отрезка прямого провода

- сила, действующая на единицу длины второго провода

Взаимодействие параллельных токов

В СИ единица силы тока - 1 ампер

1 А – это

Электродинамическая постоянная

Размерность:

Рамка с током в однородном магнитном поле

- пара сил

– плечо

Работа внешних сил по повороту рамки
на угол α>0:

Работа идёт на

Рамка с током в неоднородном магнитном поле

Если угол α – острый,

Рамка с током в неоднородном магнитном поле

Если угол α – тупой,

Сила, действующая на рамку с током в неоднородном магнитном поле

Эффект Холла

Если пластинку, по которой течет ток I, поместить в перпендикулярное

Магнитного поля нет

Эквипотенциальные поверхности

φA=φC

Включаем магнитное поле.
На движущиеся заряды действует сила Лоренца:

Сила Лоренца отклоняет

Дополнительное поперечное электрическое поле EB
препятствует дальнейшему отклонению зарядов

Электрическое поле EB действует

Постоянная Холла

Поток вектора магнитной индукции

Магнитный поток численно равен числу линий
магнитной индукции,

Пример:

Полное потокосцепление
(суммарный поток через все N витков соленоида):

Поток вектора магнитной

Теорема Остроградского-Гаусса
для магнитного поля

Физический смысл теоремы:
магнитных зарядов нет

Магнитных зарядов нет

Отделить один из магнитных полюсов от противоположного невозможно:

Отдельные тела можно зарядить либо только положительно, либо только отрицательно,
поскольку