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文档简介

10-7-8磁场对运动电荷的作用及其应用,一洛仑兹力,二霍尔效应,三量子霍耳效应,1,一洛仑兹力,n-电荷数密度v-电荷定向运动速度,电流元Idl受的安培力,电流定义,每个带电粒子受到的磁场力,-洛仑兹力,2,1矢量式,洛仑兹力：,注意：q有正有负,方向：,2洛仑兹力特点,(1)v=0时，f洛0，磁场对静止电荷无作用。,3,洛仑兹力提供向心力电荷作匀速率圆周运动,4,频率与半径无关,到半圆盒边缘时,5,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1MeV的能量，为此1939年劳伦斯获得诺贝尔物理学奖.,6,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.,7,螺距,以自由电子为例,v和B成任意角，运动电荷作螺旋线运动。,回旋半径,回旋周期,8,应用电子光学,电子显微镜等.,磁聚焦在均匀磁场中某点A发射一束初速相差不大的带电粒子,它们的与之间的夹角不尽相同,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,都相交于屏上同一点,此现象称之为磁聚焦。,9,1986年诺贝尔物理学奖电子显微镜与扫描隧道显微镜,1926年布什（H.Busch）发表了有关磁聚焦的论文，指出电子束通过轴对称电磁场时可以聚焦，如同光线通过透镜时可以聚焦一样，因此可以利用电子成像。,电子束波长比光波波长短得多，可以预期运用电子束成像的电子显微镜可以得到比光学显微镜高得多的分辨率。,1928年-1929年期间，鲁斯卡在参与示波管技术研究工作的基础上，进行了利用磁透镜和静电透镜使电子束聚焦成像的实验研究.,1933年，鲁斯卡在加速电压75kV下，运用焦距为3mm的磁透镜获得12000倍放大率,恩斯特鲁斯卡从1937年开始着手研制商品电子显微镜，1938年制成两台电子显微镜，,1939年西门子公司制造的第一台商品电子显微镜终于问世。,10,二霍尔效应,11,由于洛仑兹力作用，处于磁场中的载流导体内部产生一横向电场和横向电压的现象，叫做霍尔效应。,2实验规律：,RH霍耳系数，由材料性质决定。,3理论解释：,1现象：,霍尔电势差,12,最终状态：大小相等，方向相反,霍耳电压,13,霍耳效应的应用,2）测量n，研究半导体载流子的浓度。,1）判断半导体的类型,霍耳电压,14,4)磁流体发电,基本原理示意图,高温高速的等离子气体,垂直于气流的方向上加有磁场,电极上获得连续输出的电能,3)测量磁场（高斯计）,霍耳电压,15,三量子霍耳效应,1整数量子霍耳效应,(4)量子霍耳效应的应用,建立直流电阻基准,16,整数量子霍尔效应,表达式,（量子化
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