电磁学北大王稼军讲义ppt4.6磁荷观点.ppt

磁荷观点与分子电流观点的等价性,2019/7/10,2019/7/10,“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,2019/7/10,磁荷观点： 描述磁化的物理量 J、qm、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,2019/7/10,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,2019/7/10,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,2019/7/10,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,2019/7/10,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，,2019/7/10,退磁因子,2019/7/10,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,2019/7/10,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,2019/7/10,两种观点的等效性,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pm/S,单位面积上的磁矩m/S,2019/7/10,电流环与磁偶极子的等效性,2019/7/10,受力的等效性,2019/7/10,两种观点的等效性,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,2019/7/10,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,2019/7/10,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,2019/7/10,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,2019/7/10,例题,一抗磁小球质量为m0，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。,2019/7/10,解：,把抗磁质小球看成一个磁偶极子,式中H为