南方醫(yī)科大學(xué)《大學(xué)物理》ch6-5-lzj

一.洛倫茲力實(shí)驗(yàn)結(jié)果§6-5帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)洛倫茲(HendrikAntoonLorentz,1853-1928運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用(1)洛倫茲力始終與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直，故討論對(duì)電荷不作功(2)在一般情況下，空間中電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在二.帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)?

粒子回轉(zhuǎn)周期與頻率情況1.帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)?

一般情況帶電粒子作螺旋運(yùn)動(dòng)?

磁聚焦原理magneticfocusing

粒子源A(

很小時(shí))接收器A’在發(fā)散角不太大的帶電粒子束，經(jīng)過一個(gè)回旋周期后，重新會(huì)聚減少粒子的縱向前進(jìn)速度，使粒子運(yùn)動(dòng)發(fā)生“反射”在非均勻磁場(chǎng)中，速度方向不同的帶電粒子，也要作螺旋運(yùn)動(dòng)，但半徑和螺距都將不斷發(fā)生變化磁場(chǎng)增強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)半徑減小?橫向磁約束——強(qiáng)磁場(chǎng)可約束帶電粒子在一根磁場(chǎng)線附近?縱向磁約束磁鏡(磁場(chǎng)分布)在非均勻磁場(chǎng)中，縱向運(yùn)動(dòng)受到抑制——磁鏡效應(yīng)magneticlens2.帶電粒子在非均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)線圈線圈高溫等離子體?磁鏡效應(yīng)的典型應(yīng)用受控?zé)岷司圩儗?shí)驗(yàn)研究—尋找新能源能約束運(yùn)動(dòng)帶電粒子的磁場(chǎng)分布稱為磁鏡約束——磁瓶?地球的磁約束效應(yīng)——

天然磁瓶*范阿侖輻射帶VanAllenbelts地軸帶電粒子（如宇宙射線的帶電粒子）被地磁場(chǎng)捕獲，繞地磁感應(yīng)線作螺旋線運(yùn)動(dòng)，在近兩極處地磁場(chǎng)增強(qiáng)，作螺旋運(yùn)動(dòng)的粒子被折回，結(jié)果沿磁力線來回振蕩形成范阿侖輻射帶。因?yàn)樗哂休^高的能量，曾在人造衛(wèi)星的發(fā)射等空間科學(xué)中發(fā)現(xiàn)了它，并給予了必要的考慮。三.霍爾效應(yīng)(Halleffect)

1879年美國物理學(xué)家霍耳(E.H.Hall)

：實(shí)驗(yàn)表明，一個(gè)通有電流的導(dǎo)體板，若在垂直于板面的方向施加一磁場(chǎng)，則在板面另外兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)微弱電勢(shì)差—霍爾效應(yīng)++++++––––––橫向電場(chǎng)阻礙電子的偏轉(zhuǎn)洛倫茲力使電子偏轉(zhuǎn)當(dāng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)：Ehdl實(shí)驗(yàn)結(jié)果受力分析霍耳系數(shù)討論(1)通過測(cè)量霍爾系數(shù)可以確定導(dǎo)電體中載流子濃度實(shí)驗(yàn)++++++––––––Ehdl研究半導(dǎo)體材料性質(zhì)的有效方法（濃度隨雜質(zhì)、溫度等變化）(2)區(qū)分半導(dǎo)體材料——霍爾系數(shù)的正負(fù)與載流子電荷性質(zhì)有關(guān)++++––––++++––––N

型半導(dǎo)體P

型半導(dǎo)體高