《大學(xué)物理》5.6-磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用

一個(gè)電荷q在磁場B中以速度

運(yùn)動(dòng)時(shí)，該電荷所受的磁場力(也稱為洛侖茲力)為1.洛侖茲力洛侖茲力的大小

f=q

Bsin

式中:

為電荷的運(yùn)動(dòng)方向與所在點(diǎn)磁場B的方向之間的夾角。+q

fB

說明(1)洛倫茲力始終與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直，故對(duì)電荷不作功，只改變運(yùn)動(dòng)方向而不改變速率和動(dòng)能5.6磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用2.帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)

因?yàn)槁鍋銎澚=q

Bsin

=0，所以帶電粒子在磁場中作勻速直線運(yùn)動(dòng)。

帶電粒子作勻速率圓周運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期分別為

BB

^（2）若q>0,則f的方向與

B的方向相同;

若q<0,則f的方向與

B的方向相反?；匦铀倨饕陨蟽墒绞谴啪劢?盤旋加速器的根本理論依據(jù)

與B有一夾角

B

=cos^

=sin

此時(shí)，帶電粒子一方面以

⊥=

sin

在垂直于B的平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng),同時(shí)又以

=cos沿磁場B的方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)。

這兩種運(yùn)動(dòng)疊加的結(jié)果是粒子以B的方向?yàn)檩S線作等螺距螺旋線運(yùn)動(dòng)。范艾倫輻射帶磁瓶3.霍耳效應(yīng)在一個(gè)通有電流的導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)板上，假設(shè)垂直于板面施加一磁場，那么在與電流和磁場都垂直的方向上,板面兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)微弱電勢(shì)差——霍耳效應(yīng)a〔1〕實(shí)驗(yàn)結(jié)果ldIb〔2〕原理橫向電場阻礙電子的偏轉(zhuǎn)洛倫茲力使電子偏轉(zhuǎn)當(dāng)?shù)竭_(dá)動(dòng)態(tài)平衡時(shí)：(霍耳系數(shù))通過測(cè)量霍耳系數(shù)可以確定導(dǎo)電體中載流子濃度;是研究半導(dǎo)體材料性質(zhì)的有效方法〔濃度隨雜、溫度等變化〕討論++++––––++++––––n型半導(dǎo)體p型半導(dǎo)體(2)區(qū)分半導(dǎo)體材料——霍耳系數(shù)的正負(fù)與載流子電荷性質(zhì)有關(guān)理論曲線

量子霍耳效應(yīng)B崔琦、施特默：更強(qiáng)磁場下克里青：半導(dǎo)體在低溫強(qiáng)磁場m=1、2、3、…1985年諾貝爾物理獎(jiǎng)1998年諾貝爾物理獎(jiǎng)實(shí)驗(yàn)曲線物理知識(shí)例題質(zhì)譜儀測(cè)粒子的荷質(zhì)比實(shí)驗(yàn)：加速電壓U，均勻磁場B，粒子垂直入射，進(jìn)口到膠片記錄位置間距為D，計(jì)算粒子的Q/m值。解：粒子進(jìn)質(zhì)譜儀時(shí)動(dòng)能進(jìn)磁場后做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)，