电磁学-北大-王稼军-讲义--4.6磁荷观点演示课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,磁荷观点与分子电流观点的等价性,2025/4/23 周三,1,“,磁荷,”,模型要点,磁荷有正、负，同号相斥，异号相吸,磁荷遵循磁的库仑定律（类似于电库仑定律）,定义磁场强度,H,为单位点磁荷所受的磁场力,把磁介质分子看作磁偶极子,认为磁化是大量分子磁偶极子规则取向使正、负磁荷聚集两端的过程，磁体间的作用源于其中的磁荷,但没有单独的磁极存在,？,返回,2025/4/23 周三,2,磁荷观点：描述磁化的物理量,J,、,q,m,、,H,磁极化强度矢量,J,：描述介质在外磁场作用下被磁化的强弱程度的物理量,定义：单位体积内磁偶极矩的矢量和,介质的体积，宏观小微观大（包含大量分子）,介质中一点的,J,(,宏观量,),分子磁偶极子，微观量,与电介质极化的描述类似,磁荷,退磁场强度,2025/4/23 周三,3,静电场和恒磁场类比（磁荷观点）,静电场,磁荷观点,场强,环路积分,梯度,极化强度,2025/4/23 周三,4,电偶极子 磁偶极子,偶极矩,势,偶极层势,偶极层场强,在外场力矩,2025/4/23 周三,5,退磁场,退磁场,H,：,在磁介质内部：退磁场与外磁场方向相反，削弱,在磁介质外部：退磁场与外磁场方向相同，加强,2025/4/23 周三,6,退磁因子,可以类比求极化电荷产生附加电场来求退磁场,H,H,与,J,成正比,当,J,给定,后，,2025/4/23 周三,7,退磁因子,l/d,N,d,l/d,N,d,0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.5,2.0,1.000000,0.750484,0.588154,0.475826,0.394440,0.333333,0.232981,0.173564,3.0,5.0,10.0,20.0,50.0,100.0,1000.0,0.108709,0.055821,0.020286,0.006749,0.001443,0.000430,0.000007,0.000000,2025/4/23 周三,8,磁极化强度矢量,J,与总磁场强度,H,的关系,磁化规律,猜测,H,与,J,可能,成正比（但有条件）,两者成线性关系（有的书上说是实验规律，实际上没有做多少实验，可以说是定义）,影响,磁化率：由物质的属性决定,2025/4/23 周三,9,磁荷观点下的定理,安培环路定理和高斯定理,引入磁感应强度,B,没有自由磁荷，所有磁荷都是束缚的,由传导电流产生的磁化场,磁荷产生的退磁场,类似静电场可得,与分子电流观点中的表达式一致,2025/4/23 周三,10,两种观点的等效性,电流环与磁偶极子的等效性,小线圈产生的磁感应强度公式,磁偶极子产生的磁场强度公式,按照理解作代换,单位面积上的磁偶极矩,p,m,/S,单位面积上的磁矩,m/S,2025/4/23 周三,11,电流环与磁偶极子的等效性,2025/4/23 周三,12,受力的等效性,2025/4/23 周三,13,两种观点的等效性,有介质时的两种观点的场方程一样,分子电流观点中磁化强度与磁场强度的关系,磁荷观点中,B,的定义,分子电流观点中,B,的定义,磁荷观点中磁极化强度的定义,2025/4/23 周三,14,B,与,H,曲线比较,B,的方向与外磁场一致，随,l/d,的减小而减小,H,的方向与外磁场相反，随,l/d,的减小而增加,2025/4/23 周三,15,例题,导出磁偶极子在非均匀磁场中受力的公式,磁场力做功等于磁偶极子磁势能减少,设想磁偶极子有一微小位移,磁偶极子磁势能,2025/4/23 周三,16,讨论,Pm,与,H,同方向,F,与,H,的,梯度方,向相同,F,指向,H,增加的方向,Pm,与,H,反方向,F,与,H,的,梯度方,向相反,F,指向,H,减少的方向,2025/4/23 周三,17,例题,一抗磁小球质量为,m,0,，密度为,，磁化率为,m,放在一个半径为,R,的圆线圈的轴线上距圆心,l,处，线圈中载有电流,I,，求电流作用在这抗磁小球上的力的大小和方向。,2025/4/23 周三,18,解：,把抗磁质小球看成一个磁偶极子,式中,H,为圆电流圈在,l,处的磁场强度,2025/4/23 周三,19,P,m,可以利用两种观点等价性求,抗磁小球的磁偶极矩,抗磁小球,的磁矩,方向指向,H,减少的方向,2025/4/23 周三,20,