文档介绍：一、洛伦兹力
当带电粒子沿磁场方向运动时:
当带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时:
一般情况下,如果带电粒子运动的方向与磁场方向成夹角时。
洛伦兹力
大小:
方向: 的方向
θ
§9-4 磁场运动对运动电荷的作用
例1 宇宙射线中的一个质子以速率v= ×107m/s竖直进入地球磁场内,估算作用在这个质子上的磁力有多大?
这个力约是质子重量(mg=×10-26N)的109倍,因此当讨论微观带电粒子在磁场中的运动时,一般可以忽略重力的影响。
解:在地球赤道附近的地磁场沿水平方向,靠近地面处的磁感应强度约为B= ×10-4T ,已知质子所带电荷量为q=×10-19C ,按洛仑兹力公式,可算出场强对质子的作用力为
二、带电粒子在磁场中的运动
(1)如果与相互平行
粒子作匀速直线运动。
(2)如果与垂直
粒子作匀速圆周运动。
1 设有一均匀磁场,磁感应强度为,一电荷量为、质量为的粒子,以初速进入磁场中运动。
轨道半径
周期
(3)如果与斜交成角
粒子作螺旋运动。
注:磁聚焦
带有电荷量的粒子在静电场和磁场中以速度运动时受到的作用力将是:
洛伦兹关系式
三、带电粒子在电磁场中的运动
例2 ,,放在B=,磁场垂直通过铜片。如果铜片载有电流200A,求呈现在铜片上下两侧间的霍耳电势差有多大?
霍耳电势差
解每个铜原子中只有一个自由电子,故单位体积内的自由电子数n即等于单位体积内的原子数。已知铜的相对原子质量为64,1mol铜( )×1023个原子(阿伏加得罗常数),×103 kg/m3,所以铜片中自由电子的密度
铜片中电流为200A时,霍耳电势差只有22μV,可见在通常情况下铜片中的霍尔效应是很弱的。
在半导体中,载流子浓度n远小于单位金属中自由电子的浓度,因此可得到较大的霍耳电势差。在这些材料中能产生电流的数量级约为1mA,如果选用和例中铜片大小相同的材料,取I=,n=1020 m-3 ,,用一般的毫伏表就能测量出来。