第七章 恒定磁场
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
1
一 带电粒子在电场和磁场中所受的力电场力 EqFe
磁场力 （洛伦兹力）
BqF vm
BqEqF v
运动电荷在电场和磁场中受的力
x y
z
o?
+q
v?
B?
mF
第七章 恒定磁场
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
2
二 带电粒子在磁场中运动举例
R
mBq
2
0
0
vv?
qB
mR 0v?
B0v
qB
mRT π2π2
0
v m
qB
Tf π2
1
1 回旋半径和回旋频率第七章 恒定磁场
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
3
2 磁聚焦
（ 洛伦兹力不做功 ）
vvv //
θs invv
洛伦兹力 BqF vm
与 不垂直B?v?
θc o svv //? qB
mR v
qB
mT π2?
)/π2(co s qBmd?vTv //
螺距第七章 恒定磁场
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
4
磁聚焦 在均匀磁场中点 A 发射一束初速度相差不大的带电粒子，它们的 与之间的夹角 不同，但都较小，这些粒子沿半径不同的螺旋线运动，因螺距近似相等，相交于屏上同一点，此现象称为磁聚焦,
0v?
B?
应用电子光学，电子显微镜等,
第七章 恒定磁场
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
5
3 电子的反粒子 电子偶显示正电子存在的云室照片及其摹描图铝板正电子电子 B
1930年狄拉克预言自然界存在正电子第七章 恒定磁场
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
6
1 质谱仪
R
mBq
2v
v
v
RBqm
70 72 73 74 76
锗的质谱
.,,,,.,,.,,.,,.,,..,.,,,.,..,,.,.
...,,,,.,,.,..,.,,,.,.
.,,.,,
.,,.,,1p 2p +-
2s
3s
1s速度选择器照相底片质谱仪的示意图三 带电粒子在电场和磁场中运动举例第七章 恒定磁场
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
7
2 回旋加速器
1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的 D型室,
此加速器可将质子和氘核加速到 1 MeV的能量，
为此 1939年劳伦斯获诺贝尔物理学奖,
第七章 恒定磁场
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
8
m
qBf
π2?
m
q B R 0?v
2
k 2
1 vmE?
频率与半径无关到半圆盒边缘时
m
RBqE
2
2
0
22
k?回旋加速器原理图
N
S
B
2D 1D
O ~
第七章 恒定磁场
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
9
我国于 1994
年建成的第一台强流质子加速器,
可产生数十种中短寿命放射性同位素,
第七章 恒定磁场
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
10
3 霍耳效应第七章 恒定磁场
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
11
BqqE dH v?
BE dH v?
BbU dH v? n q d
IBU?
H nq
R 1H?
霍耳系数
d
B?
I
b
HU
d
IBRU
HH?
霍耳电压
+ qdv?
+ + + + +
- - - - -
eF
mF
bdqn dv?SqnI dv?
第七章 恒定磁场
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
12
I ++ + +- - -
P 型半导体
+
-
HU
B?
mF
dv?
霍耳效应的应用
（ 2） 测量磁场
d
IBRU
HH?
霍耳电压
（ 1） 判断半导体的类型
mF
+ + +
- - -
N 型半导体
HU
-
B?
I
+
-
dv?
第七章 恒定磁场
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
13
2H ne
hR ),2,1(n
量子霍尔效应 （ 1980年）
0 5 10 15
200
300
400
100
T/B
mV/HU
2?n
3?n
4?n
I
UR H
H
霍耳电阻第七章 恒定磁场物理学第五版
14
本章目录
7-4 毕奥 -萨伐尔定律
7-5 磁通量 磁场的高斯定理选择进入下一节：
7-6 安培环路定理
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动
7-8 载流导线在磁场中所受的力
7-9 磁场中的磁介质
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
1
一 带电粒子在电场和磁场中所受的力电场力 EqFe
磁场力 （洛伦兹力）
BqF vm
BqEqF v
运动电荷在电场和磁场中受的力
x y
z
o?
+q
v?
B?
mF
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7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
2
二 带电粒子在磁场中运动举例
R
mBq
2
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qB
mR 0v?
B0v
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mRT π2π2
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1
1 回旋半径和回旋频率第七章 恒定磁场
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3
2 磁聚焦
（ 洛伦兹力不做功 ）
vvv //
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洛伦兹力 BqF vm
与 不垂直B?v?
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螺距第七章 恒定磁场
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4
磁聚焦 在均匀磁场中点 A 发射一束初速度相差不大的带电粒子，它们的 与之间的夹角 不同，但都较小，这些粒子沿半径不同的螺旋线运动，因螺距近似相等，相交于屏上同一点，此现象称为磁聚焦,
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B?
应用电子光学，电子显微镜等,
第七章 恒定磁场
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动物理学 第五版
5
3 电子的反粒子 电子偶显示正电子存在的云室照片及其摹描图铝板正电子电子 B
1930年狄拉克预言自然界存在正电子第七章 恒定磁场
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1 质谱仪
R
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2v
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70 72 73 74 76
锗的质谱
.,,,,.,,.,,.,,.,,..,.,,,.,..,,.,.
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1s速度选择器照相底片质谱仪的示意图三 带电粒子在电场和磁场中运动举例第七章 恒定磁场
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7
2 回旋加速器
1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的 D型室,
此加速器可将质子和氘核加速到 1 MeV的能量，
为此 1939年劳伦斯获诺贝尔物理学奖,
第七章 恒定磁场
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8
m
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2
k 2
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频率与半径无关到半圆盒边缘时
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N
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9
我国于 1994
年建成的第一台强流质子加速器,
可产生数十种中短寿命放射性同位素,
第七章 恒定磁场
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10
3 霍耳效应第七章 恒定磁场
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BqqE dH v?
BE dH v?
BbU dH v? n q d
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霍耳系数
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I ++ + +- - -
P 型半导体
+
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HU
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霍耳效应的应用
（ 2） 测量磁场
d
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霍耳电压
（ 1） 判断半导体的类型
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- - -
N 型半导体
HU
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第七章 恒定磁场
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13
2H ne
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量子霍尔效应 （ 1980年）
0 5 10 15
200
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T/B
mV/HU
2?n
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霍耳电阻第七章 恒定磁场物理学第五版
14
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7-4 毕奥 -萨伐尔定律
7-5 磁通量 磁场的高斯定理选择进入下一节：
7-6 安培环路定理
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动
7-8 载流导线在磁场中所受的力
7-9 磁场中的磁介质
