《电磁学》自学辅导材料(五) 磁介质

磁介质磁化的研究方法与电介质的极化研究方法类似,学习本章时注意和电介质的极化对比是有益的。 磁介质放在外磁场B0中→磁介质要磁化→磁化的结果是在磁介质内部或表面产生磁化电流(I’,i’)→磁化电流激发一个附加磁场B’→空间各处的磁场 B= B0 × B' 磁化完成后,磁化电流不随时间变化,所以B’是稳恒磁场.由于B0是稳恒磁场,所以有磁介质存在时的总磁场B为稳恒磁场,因此稳恒磁场的规律对B完全适用,即: 1 磁介质磁化的微观机制 一、顺磁质的磁化.(对比电介质中有极分子的取向极化) 顺磁质分子结构上的特点:每个顺磁质分子具有固有分子…     

《电磁学》自学辅导材料(三)

第四章研究稳恒磁场,主要讨论两个问题.第一是建立对稳恒磁场的描述,阐明它的规律和性质.第二是磁场对处于其中的载流导线和运动电荷施加作用力的问题.虽然稳恒磁场与静电场是不同性质的场,它们有不同规律,但它们都是矢量场,在不少问题上有一定的类似之处.因此在这部分的学习中,采用对比的方法,可以收到较好的效果. 一、稳恒磁场的性质及计算 稳恒电流产生的磁场称为稳恒磁场。载流导线间的相互作用、运动电荷与电流之间的相互作用都是通过磁场实现的.磁场与静电场一样,都与电荷相联系,但静电场是与静止电荷相联系,而稳恒磁场则是与连续匀速…     

用磁介质磁化理论的磁荷观点求解静磁场 兼谈无限大圆平面稳恒发散电流磁场求解的一种新方法

利用磁介质磁化理论的磁荷观点对一种静磁场非常方便而又简单地进行了求解,进而求出了该静磁场的磁化电流分布,在此基础上求出了一种特殊的磁化电流分布——无限大圆平面稳恒发散电流的磁场.还通过对以上这些问题的分析论述,指出了一种求解稳恒电流磁场的新方法途径.     

轴对称导体在均匀磁场中转动时的电荷分布及其电磁场的求解方法

指出了某些文献中的问题,根据电荷守恒定律,证明了由转动磁场所导致的电场E=±v×B的散度,并非与真实的电荷体密度有本质上的关联,而只是一种相对论效应.并根据电磁场变换原理,给出了轴对称导体在均匀稳恒磁场中转动时表面电荷密度及其电磁场的求解方法,得出了在均匀稳恒磁场中转动的导体球表面电荷密度及其电磁场.     

载流二次曲线磁场

在研究稳恒电流的磁场时,一般所碰到的是其电流分布为直线和圆,实际上载流线为二次曲线型也是一种典型的电流分布。在极坐标系下二次曲线具有统一的方程形式,采用新的分解方法求得空间磁场分布的统一表达式,并利用计算机数值方法描绘出二次曲线的空间磁场分布情况。     

磁性测量讲座 第一讲 铁磁共振的实验方法及其在磁性测量中的应用

一、铁磁共振及其实验方法1.张量磁化率 磁性物体的磁化率定义为磁化强度矢量与其内部磁场强度矢量之比.在稳恒磁场下,磁化率为一实数;在交变磁场下,磁化率一般是一复数,即X=X'-iX',其中X’和X'分别称为磁化率的实数部分和虚数部分.但是当磁性物体受到稳恒磁场和微波磁场的同     

读“等效的磁荷观点”有感

文章在假想的“磁荷世界”中修改了麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式.由磁的库仑定律出发,并根据磁荷与电荷产生的电磁场的等效性,得到真空中静磁场的高斯定理和环路定理.仿照“电荷世界”中的电流定义了磁流强度,又根据磁场的相对论变换,由毕奥—萨伐尔定律和法拉第电磁感应定律得到稳恒电场D的高斯定理和环路定理.     

矢算变换在重矢积和重矢混合积积分中的应用

应用重矢积的矢算变换计算稳恒磁场中载流导线回路的磁力和导线回路定轴转动所产生的感应电动势。     

利用感应电场与磁场的相似性分析计算多种分布的感应电场

感应电场与磁场在物理实质上是不同的,但它们在矢量场的性质方面却有着共性,那就是感应电场与磁场都是无源有旋的矢量场。特别是稳恒电流产生的磁场与恒定速率变化的似稳磁场产生的感应电场所满足的基本场方程是相似的,因此场方程的解应具有相似的形式,即计算公式应具有相似的形式。利用这种相似性可以将分析计算磁场的方法用来分析计算感应电场。 (一)基本场方程的相似性 稳恒电流在周围空间产生的磁场基本方程为 积分形式　微分形式 恒定速率变化的似稳磁场产生的感应电场基本方程为 积分形式微分形式 如果只讨论真空情况,知道了全空间矢…     

静电场和稳恒电流磁场诸定律的统一性浅探

从点电荷的场强公式出发，根据狭义相对论中场强张量的变换，推导出了静电场和稳恒电流磁场的诸定律，使学生对电场和磁场的统一性有了更为深刻的认识．     

均匀磁化介质椭球的退磁因子及退磁场

在椭球坐标系中求解了均匀椭球磁介质在匀强磁场中的磁化问题,得到了空间磁标势、磁场、介质中退磁场和退磁因子的表达式,研究了椭球形状与退磁因子的关系,分析了介质磁化率对退磁场方向的影响.结论为:椭球磁介质内的退磁场是匀强磁场;退磁因子的大小与椭球形状有关,与椭球大小无关,沿椭球长轴方向的退磁因子较小;一般而言退磁场方向与外磁场方向既不相同也不相反.铁磁质椭球内的退磁场几乎与外磁场反向.     

一种霍尔效应测量磁场的设计方法

针对大学物理实验中＂霍尔效应法测量磁场＂项目只能测长直螺线管轴线上一维稳恒磁场分布的不足,提出一种设计方法,来测量任一未知稳恒磁场的二维分布,进而可扩展到测量三维分布。可使学生深刻全面理解霍尔效应测磁场的原理及磁场的性质,并可作为设计性实验项目在大学物理实验课中开出,培养学生的创新意识。     

KrF准分子激光空间相干性测量

设计制作了一套反转剪切干涉仪,测量了ＫｒＦ准分子激光的空间相干性。用这种方法能够一次测量激光的空间相干度,并且在不同条纹相机的条件下能够实时测量相干度随时间的变化过程,在有注入、无注入锁定及百非稳腔中经过不同路程条件下对激光的空间相干性进行测量,并且和利用变换矩阵分析了相干度在非稳腔中的传播及其演变过程,计算了激光在不同往返次数的相干带宽度。     

求解稳恒磁场的谐函数展开法

推导出稳恒磁场矢势的谐函数展开式,当稳恒电流的分布适宜于用直角坐标系表示时,可应用该展开式求解磁场,给出了应用该展开式求解稳恒磁场的例子。     

Cooper对质心定向运动速度的空间分布与自场空间分布

由 Cooper对质心定向运动速度和超导电流密度矢量随空间分布的规律 ,导出了既随温度、又随空间变化的 Cooper对质心定向运动速度的表达式 ,并由此导出了超导电流自场随温度和空间分布的规律及外磁场在超导体内的指数衰减规律。     

基于空间矩的随机Hough变换检测直线

为解决随机Hough变换中无效采样和累积问题,研究了一种基于空间矩的随机Hough变换直线检测方法;利用空间矩方法进行随机采样并求取出参数空间点,将计算参数空间点的随机采样点减少到一个,最后利用随机Hough变换原理来确定真实直线;实验结果表明,基于空间矩的随机Hough变换直线检测方法相对于传统的随机Hough变换具有更好的准确性、鲁棒性和稳定性,实时性得到了较大的提高。     

关于空间平移不变性的一些评注

推广了量子力学中关于对称性的分析,与对称性相关的守恒量相应地推广为含时守恒量;证明了单粒子(包括相对论情况)在静态均匀磁场和含时线性势中运动具有空间平移不变性;求出了波函数的变换关系和相应的含时守恒量.     

一对倒置的镜像对称电流元的合成磁场及其应用

基于稳恒电流的磁场计算的毕奥-萨伐尔定律,运用空间解析几何及矢量运算法则,严格证明了一对方向倒置的镜像对称电流元在其对称面上磁场分布的一条性质定理,并枚举数例说明其应用.     

稳恒磁场对Fe-Fe50 wt.%Si扩散偶中间相生长的影响

本文考察了Fe-Fe50 wt.%Si扩散偶在1200℃ 无磁场以及稳恒磁场下扩散层生长规律. 利用真空浇注强制冷却技术制备Fe-Fe50 wt.%Si扩散偶, 将制备的扩散偶进行1200℃不同磁感应强度下的热处理. 对获得热处理后试样进行SEM与EDS线扫描分析, 结果表明, 无论无磁场还是稳恒磁场下Fe-Fe50 wt.%Si扩散偶均生成两个扩散层, 即FeSi相层和Fe-Si固溶体层, 并且发现0.8 T下的两个扩散层宽度均小于0 T磁场下试样. 按照抛物线规律, 计算了扩散偶中间扩散层的互扩散系数, 发现0.8 T磁场下FeSi相层和Fe-Si固溶体层的互扩散系数较无磁场下 分别降低了26.7%与34.1%. 通过对磁吉布斯自由能的计算, 发现0.8 T磁场对扩散激活能Q的影响不足以影响扩散过程. 但扩散过程中原子振动频率ν会受到磁场的影响, 进而影响扩散常数D₀, 磁场对原子振动频率的影响可以用拉莫尔旋进理论进行解释. 关键词： Fe-Fe50wt.%Si扩散偶 稳恒磁场 FeSi相 Fe-Si固溶体     

矩形截面有限长螺线管磁场的计算

如果将螺线管的表面电流看成是磁介质的磁化电流,那么螺线管的磁场就与介质的磁场完全相同。于是可以通过计算磁介质的磁场得到螺线管的磁场。根据公式B=μ0(H+M),磁介质的磁场或者磁感应强度可以分为两部分:一部分是磁化强度的贡献,另一部分是磁场强度。对于磁介质来说,由于没有传导电流,所以磁场强度的环路积分是零,而磁场强度对于闭合面的积分不是零。也就是说,这种情况下,磁场强度的方程与静电场电场强度的方程完全相同,因此可以用计算静电场电场强度的方法计算磁场强度,这就是处理磁场的等效的磁荷方法。利用等效的磁荷方法对矩形截面的有限长螺线管的磁场进行了讨论,给出了对称面上精确磁场的解析表达式,磁场的解析表达式中不包含积分和难以求和的级数,同时进行了数值分析。