磁场对带电粒子的作用.ppt

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1、一、洛仑兹力n-电荷数密度v-电荷定向运动速度Idl受的安培力电流S－Idl中的运动电荷数每个带电粒子受到的磁场力－洛仑兹力洛仑兹力：S洛仑兹力公式（1）大小：f=qvBsin（2）方向：右手螺旋请注意电荷的正负2、洛仑兹力特点（2）v＝0，F洛＝0，磁场对静止电荷无作用。速度大小，只是改变方向，使路径发生弯曲。（1）F洛不作功，也不改变运动电荷3、运动电荷在磁场中运动情况（1）在磁场中做匀速直线运动。（2）洛仑兹力提供向心力，作匀速率圆周运动。回旋加速器原理图NSBO~N螺距（3）作螺旋线运动。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

2、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.二、霍耳效应霍耳效应：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。1实验（1）实验装置x方向通电流Iy方向加磁场z方向有横向电场和横向电势差霍耳电势差UH=(U上-U下)zyxba上下UH霍耳电场EHI（2）实验结果证明：可写成等式:仅与材料的性质和状态有关霍耳系数Izyxba上下UH2微观解释（1）霍耳效应的成因：q=-e稳定，则有稳定的Ia上下增大Ia上下Ia上下无横向漂移(2)确定霍耳系数q=-eB上Iav下

3、BIa上下3霍耳效应的应用（1）磁流体发电KMNR磁流体发电机的原理等离子体高速运动进入磁场霍耳效应霍耳电势差UH发电机的电动势磁场力扮演了非静电力的角色P型半导体-I+++---+（2）判断半导体的类型N型半导体yxz++I+++----（3）测量半导体载流子浓度；（4）测量（高斯计）；四、量子霍耳效应1980年，德国物理学家冯•克利青（K.Von.Klitzing）发现了量子霍耳效应。获得1985诺贝尔物理学奖（2）表达式,霍耳电阻1整数量子霍耳效应在温度很低（T<1K）、和磁场很强（）的条件下，半导体的二维电子系统（如表面吸附层、液晶薄膜等）的霍耳电阻和磁场的关系曲线不再

4、是线性的，而是在总的直线趋势上出现了一系列平台，这些平台称为量子化霍耳电阻，在每个平台处，RH随B的变化保持不变；这种效应称为量子霍耳效应整数量子霍尔效应2分数量子霍耳效应（1）1984年，崔奇（D.C.Tsui）等人在更强的磁场（）和更低的温度（）时发现分数量子霍耳效应。1998诺贝尔物理学奖（2）表达式：3量子霍耳效应的应用在理想条件下，量子霍耳电阻的测量误差仅为百万分之一，有已经将其用于计量学，作为电阻标准m＝1时（2）测量h（1）建立直流电阻基准解：例1设金属板上板为M，下板为N，间距为d，垂直至纸面方向加上均匀磁场；等离子体以速度进入两极板间，求两极板间霍耳电势差的大

5、小zoyxMNI所以是正电荷导电，应选B（2）反之，则是负电荷导电，应选A、C（A）金属；（B）p型半导体；（C）n型半导体例2某金属样品在x方向通电流，y方向加均匀磁场，在z方向上有电势差。若，则样品是；若，则样品是解：