电磁学_北大_王稼军_讲义_1_4.6磁荷观点ppt课件

2020/5/14,.,磁荷观点与分子电流观点的等价性,2020/5/14,.,“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,2020/5/14,.,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,2020/5/14,.,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,2020/5/14,.,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,2020/5/14,.,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,2020/5/14,.,退磁因子,可以类比求极化电荷产生附加电场来求退磁场HH与J成正比当J给定后，,2020/5/14,.,退磁因子,2020/5/14,.,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,2020/5/14,.,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,2020/5/14,.,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,2020/5/14,.,电流环与磁偶极子的等效性,2020/5/14,.,受力的等效性,2020/5/14,.,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,2020/5/14,.,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,2020/5/14,.,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,2020/5/14,.,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,2020/5/14,.,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。,2020/5/14,.,解：,把抗磁质小球看成一个磁偶极子,式中H为