阴极射线偏转演示实验释疑

在“磁场对电流的作用力”和“磁场对运动电荷的作用力”教学中，阴极射线偏转演示实验起着承上启下的作用．在学生已知磁场对电流有作用力后，自然地提出磁场力是否直接作用于运动电荷？将阴极射线管放在马蹄形磁铁的两极间，从荧光屏上可以观察到：电子束的运动径迹发生弯曲．证明了我们的推想：运动电荷确实受到磁场力的作用．同时可以推论，不载电流的物体是不会使电子束发生偏转的．但是，当我们把一只手靠近射线管时，出乎意料的是电子束也发生了偏转！它偏离了手的方向．而用书本代替手做同样的实验时，却没有明显的偏离现象．为什么…     

关于地球磁场形成原因的探讨

地球是一个大磁体,磁场的N极在南极附近,S极在北极附近。地球磁场产生原因尚无定论,本文根据磁场产生机理,推理出地球磁场是由于地球内部高温高压使岩浆内外层带不同电荷和地球旋转而产生。     

斯托纳粒子的磁矩翻转

文章根据朗道-利夫席茨-吉尔伯特（Landau-Lifshitz-Gilbert）理论,介绍了斯托纳（Stoner）粒子（单个磁畴的磁性颗粒）磁矩翻转的相关理论.其中指出了有关磁矩翻转的斯托纳-沃尔法特（Wohlfarth）极限（SW极限）只有在阻尼系数无穷大时才是真正准确的.在此极限下,磁矩是沿着能量下降最快的路径翻转.最小的翻转磁场出现在当系统能量曲面中只有一个稳定的不动点的情形.文中还指出了对于一个给定的各向异性的磁体,阻尼系数存在一个临界值,超过它时,最小翻转磁场与SW极限是相同的.低于此临界值,最小翻转磁场可以小于SW极限.对于在有阻尼情况下的弹道式磁矩翻转,文中指出,施加的磁场方向应该处在一特定的方向内.这个方向窗口的宽度与阻尼系数和磁内能有关.对于一给定的磁内能,窗口的上下边界随着阻尼系数的增加而增加,窗口的宽度则随着阻尼系数的增加而呈振荡的变化.在没有阻尼和阻尼无穷大的极限下,窗口宽度变为零。     

原子尺度磁体探秘

欧洲的一些研究人员最近通过研究原子尺度金属膜，对磁场行为有新的认识．这个小组制作了一系列非常均匀的钴薄膜，并测量了其内部的磁场方向．他们发现当金属膜的厚度由单层原子渐次增加到三层原子时，磁场方向改变了两次，每次90度．该小组计算并详细解释了这种以前很少观察到的现象，并于4月14日在PRL（physics review letters）上发表．弄清原子尺度的磁体性质，有助于开发尺寸更小的磁存贮器．     

地球磁场的变化

近年来科学家们都知道，地磁场的强度每十年要降低0．5％左右，如果这个趋势继续下去，那么每隔三百万年地球的磁场就可能要发生一次反转，即地球上的南极要变为北极，而北极变为南极．地球磁场的这个现象是不是一个必然的规律，对科学家们来说，还是一个未解决的问题。     

关于“磁场空间分布的新概念”一文的说明

 《现代物理知识》一九八九年第三期发表了“磁场空间分布的新概念”一文后,收到了一些学者来信,提出了一些问题.我就有些问题作一个初步的说明.至今为止,所有的教科书中都是把一个条形磁铁和地球外部的磁场看作是沿一个方向分布的,磁能量从S极流向N极,对生命系统的作用具有同一倾向.现有的测量和实验记录到的资料表明,这个概念有误.美国国家空间管理部门对地球外磁场空间分布的测量记录,发现地球象一块条形磁块,具有磁性赤道(磁场等于零),分开两个不同的磁能区(正能区和负能区--正能指发射能量,负能指吸收能量),磁能从S极离开,进入地球表面,然后逐步改变它的方向.     

中专物理(上册1-4章)解题指南

第一章力本章知识要点为；两个概念─—力、力短；两种方法─—受力分析方法和力的计算方法；两种平衡条件─—共点力作用下物体的平衡条件和力矩平衡条件．1如何分析判断力1．1重力的分析判断1.1.1重力的产生：由于地球对物体吸引而产生的力，是一种非接触力．1．1．2．重力的大小：G-mg.1．1．3重力的方向：竖直向下．注意：重力只近似等于地球与物体间的万有引力．重力的大小与物体的运动状态无关1．2弹力的分析判断1．2．1弹力的产生：发生了形变的物体，对与它接触，并使它发生形变的物体产生的作用力弹力的产生，一定有接触和弹性形…     

重复脉冲强流电子束传输技术研究

分析并推导出了环形强流电子束的稳定传输条件，通过静电磁场模拟计算对CHP01强流电子加速器二极管引导磁场的位形分布、幅值大小及磁场电源进行了优化设计.经实验调试及束斑测量，表明设计的1秒磁场满足束流稳定传输条件，能使电压800kV、电流8kA、脉冲宽度40ns、脉冲重复频率100Hz的环形强流电子束稳定传输，并已成功运用于CHP01强流电子加速器束流传输系统. 关键词： 束流传输 引导磁场 二极管 重复脉冲 电子束     

具有不同交换偏置方向的外延FeGa/IrMn双层膜的磁各向异性与磁化翻转

采用磁控溅射方法在MgO(001)单晶衬底上制备了交换偏置分别沿着FeGa [100]和[110]方向的FeGa/IrMn外延交换偏置双层膜,研究了交换偏置取向对磁化翻转过程与磁化翻转场的影响.铁磁共振场的角度依赖关系的测量与拟合,表明样品存在不同取向的四重对称磁晶各向异性、单向交换磁各向异性和单轴磁各向异性的叠加.矢量磁光克尔效应测量表明交换偏置沿着[100]方向的样品在不同磁场方向下表现矩形、非对称和单边两步磁滞回线;交换偏置沿着[110]方向的样品在不同磁场方向下表现单边两步和双边两步磁滞回线.考虑不同交换偏置方向的畴壁形核和位移模型,能够很好地解释磁化翻转路径随磁场方向的变化规律和拟合磁化翻转场的角度依赖关系,表明交换偏置方向的改变使得畴壁形核能发生显著变化.     

太阳日冕物质抛射的磁流体力学性质

太阳是离地球最近的一颗恒星，太阳日冕物质抛射是太阳大气中最剧烈的一种活动现象．当日冕物质抛射爆发时，大量的等离子体物质从接近太阳日面的低日冕被抛出，瞬时释放出巨大的能量．当一部分这些物质和能量传播到地球附近时，可以造成短波通讯中断、卫星工作失常等破坏性现象．文章作者认为，是缠绕的太阳磁场提供了足够的能量，使这些日冕物质可以克服恒星的重力以及周边磁场的束缚抛射出来；而磁螺度在日冕中的不断积累，不仅为日冕物质抛射提供了能量基础，而且使爆发在一定程度上成为一种日冕演化的必然。     

垂直自由层倾斜极化层自旋阀结构中的磁矩翻转和进动

在理论上研究了垂直自由层和倾斜极化层自旋阀结构中自旋转移矩驱动的磁矩翻转和进动.通过线性展开包括自旋转移矩项的Landau-Lifshitz-Gilbert方程并使用稳定性分析方法,得到了包括准平行稳定态、准反平行稳定态、伸出膜面进动态以及双稳态的磁性状态相图.发现通过调节电流密度和外磁场的大小可以实现磁矩从稳定态到进动态之间的转化以及在两个稳定态之间的翻转.翻转电流随外磁场的增加而增加,并且受自旋极化方向的影响.当自旋极化方向和自由层易磁化轴方向平行时,翻转电流最小;当自旋极化方向和自由层易磁化轴方向垂直时,翻转电流最大.通过数值求解微分方程,给出了不同磁性状态磁矩随时间的演化轨迹并验证了相图的正确性.     

霍耳效应与霍耳元件

霍耳元件是直接利用霍耳效应制成的器件，具有尺寸小、外围电路简单、频响宽、动态特性好、使用寿命长等特点，因此广泛应用于测量、自动控制及信息处理等领域、本文利用物理学理论．分析、介绍霍耳效应原理、霍耳元件及其典型应用，使物理学理论与技术有机结合． 一、霍耳效应 将静止的载流导体（多为半导体）置入磁场中，当导体的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势（电压），这种现象称霍耳效应． 为便于阐述，用ＵＨ表示霍耳电压，ｎ表示（半）导体的载流子（电子、空穴）密度，ｑ表…     

磁畴和畴壁的实验演示

利用透射光法进行磁畴和畴壁的实验演示，在磁性材料中的薄膜中，若无外加磁场时，可以观察到很多蜿蜒曲折的条状磁畴，当垂直薄膜面上加一个磁场（磁化场）时，这些条状磁畴就会产生变化，凡与外加磁场方向一致的磁畴体积扩大，与加外磁场方向相反的磁畴体积会缩小。     

利用轴向磁化的永磁环制造轴向梯度磁场

首先叙述了由单个轴向磁化环所产生的磁场,并就两个永磁环所产生的纵向磁场进行了分析.对于两个沿同一方向磁化的永磁体环,沿磁环中心线将会产生一个强度较为均匀的轴向磁场.如果两者的磁化方向相反,则在两磁铁间的区域将产生一个纵向的梯度磁场,其磁场强度介于-B₀到+B₀之间.设计制造了一个高梯度的轴向磁场,其磁场梯度为47.2Tm,测量结果与计算结果非常一致.文中还讨论了产生变梯度磁场的方法.由于永磁环所产生的磁场和螺线管的磁场较为相似,磁铁外部空间将有较大的漏场,最后还讨论了屏蔽漏场的问题.     

地磁翻转可能不是随机的

虽然地磁极性的完全翻转（南极成为北极，北极成为南极）需要几千年才能完成，其影响却是巨大的．地球磁场的变化不仅会影响鸟类迁徙的路径，而且会使地球暴露在危险的宇宙射线中，某些研究者认为这是与6千5百万年前恐龙灭绝类似的大规模物种消失的事件有关的．地球学家认为我们行星内部的磁发动机使极性翻转，但是真正的机制并不很清楚．     

在强关联金属中电子的向列相

最近，苏格兰大学物理学院的Borzi R A等，在超纯Sr3Ru2O7晶体中观察到一个不寻常的金属相——电子的向列（nematic，英文词源于希腊文的“线”）相．电子的向列相，类似于经典液晶的向列状态．在他们的实验中，电子聚积成一条条线段，这些线段质量中心的空间位置是随机起伏的，但它们保持着一个共同的择优取向．这也可看作是“条纹相”因量子涨落发生了熔化．     

窄带隙Pr0．6Ca0．4MnO3体系的电荷有序和多重磁化转变

研究了窄带隙Pr0．6Ca0．4MnO3体系的电荷有序及低温下的团簇玻璃现象．实验表明，样品具有典型的相分离特征，在高温区于241K左右发生电荷有序（Charge Ordering，CO）转变，在高的外加磁场下破坏了样品的电荷有序和反铁磁，使材料发生绝缘—金属转变．在低温下（T～41K），形成自旋玻璃态（Spin Glass，SG）．发现了存在于低温团簇玻璃相中的多重磁化跳跃现象，利用外场作用下AFM团簇中磁矩的翻转而导致铁磁成分的增加对实验结果给予了初步解释，证明了磁场作用对Pr0．6Ca0．4MnO3的CO与团簇玻璃态冻结之间的直接关联作用．     

用油膜法估测分子的大小实验技巧

据美国国家地理网站报道，最新研究结果表明，由于地核磁场变化，地球北端磁极正以每年64km的速度向俄罗斯方向移动．     

楞次定律实验设计

上世纪80年代至今，各种版本的教材中，都是利用磁铁插入和拔出线圈的实验方法，通过观察感应电流的方向去判断感应电流的磁场方向，从而分析得出楞次定律．这种实验设计让学生通过观察感应电流的方向去判断感应电流的磁场方向，而又总结出由感应电流的磁场方向去判断感应电流方向的规律．其逻辑关系使学生在认识上感到相当困惑．     

晶体溶化实验的改进

利用海波代替萘做晶体熔化实验，避免了禁蒸气对师生健康的影响．由于海波不是常见物质，一般中学制备并不容易．霜是水的晶体，制备比较容易，用它来代替海波做晶体熔化实验效果也很好．实验的方法是：将从冰箱冷冻室得到的软霜约20克迅速加入一预先放有温度计的试管内，调整温度计位置，使玻璃泡处在霜的正中，用手握住试管下部给霜加热．观察到的实验现象是霜的温度达到0℃吸热熔化，熔化过程中吸热（手感到发凉），但温度计示数不变．霜全部熔化后，温度计示数才上升．实验表明，晶体的温度升高到熔点才吸热熔化，整个熔化过程中吸热温…