電磁學(xué)-北大-王稼軍-講義-ppt-4.6磁荷觀點(diǎn)

磁荷觀點(diǎn)與分子電流觀點(diǎn)的等價(jià)性2023/2/12023/2/1“磁荷”模型要點(diǎn)

磁荷有正、負(fù)，同號(hào)相斥，異號(hào)相吸磁荷遵循磁的庫(kù)侖定律（類似于電庫(kù)侖定律）定義磁場(chǎng)強(qiáng)度H為單位點(diǎn)磁荷所受的磁場(chǎng)力把磁介質(zhì)分子看作磁偶極子認(rèn)為磁化是大量分子磁偶極子規(guī)則取向使正、負(fù)磁荷聚集兩端的過(guò)程，磁體間的作用源于其中的磁荷但沒(méi)有單獨(dú)的磁極存在——？

返回2023/2/1磁荷觀點(diǎn)：

描述磁化的物理量J、qm、H’磁極化強(qiáng)度矢量J：描述介質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下被磁化的強(qiáng)弱程度的物理量定義：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)磁偶極矩的矢量和

介質(zhì)的體積，宏觀小微觀大（包含大量分子）

介質(zhì)中一點(diǎn)的J(宏觀量

)

分子磁偶極子，微觀量與電介質(zhì)極化的描述類似磁荷退磁場(chǎng)強(qiáng)度2023/2/1靜電場(chǎng)和恒磁場(chǎng)類比（磁荷觀點(diǎn)）靜電場(chǎng)磁荷觀點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)環(huán)路積分梯度極化強(qiáng)度2023/2/1電偶極子磁偶極子偶極矩勢(shì)偶極層勢(shì)偶極層場(chǎng)強(qiáng)在外場(chǎng)力矩2023/2/1退磁場(chǎng)退磁場(chǎng)H’：在磁介質(zhì)內(nèi)部：退磁場(chǎng)與外磁場(chǎng)方向相反，削弱在磁介質(zhì)外部：退磁場(chǎng)與外磁場(chǎng)方向相同，加強(qiáng)2023/2/1退磁因子可以類比求極化電荷產(chǎn)生附加電場(chǎng)來(lái)求退磁場(chǎng)H’H’與J成正比當(dāng)J給定后，2023/2/1退磁因子l/d

Ndl/d

Nd0.00.20.40.60.81.01.52.01.0000000.7504840.5881540.4758260.3944400.3333330.2329810.1735643.05.010.020.050.0100.01000.0

∞0.1087090.0558210.0202860.0067490.0014430.0004300.0000070.0000002023/2/1磁極化強(qiáng)度矢量J與總磁場(chǎng)強(qiáng)度H的關(guān)系

——磁化規(guī)律猜測(cè)H與J可能成正比（但有條件）——兩者成線性關(guān)系（有的書(shū)上說(shuō)是實(shí)驗(yàn)規(guī)律，實(shí)際上沒(méi)有做多少實(shí)驗(yàn)，可以說(shuō)是定義）

影響磁化率：由物質(zhì)的屬性決定2023/2/1磁荷觀點(diǎn)下的定理安培環(huán)路定理和高斯定理引入磁感應(yīng)強(qiáng)度B沒(méi)有自由磁荷，所有磁荷都是束縛的由傳導(dǎo)電流產(chǎn)生的磁化場(chǎng)磁荷產(chǎn)生的退磁場(chǎng)類似靜電場(chǎng)可得與分子電流觀點(diǎn)中的表達(dá)式一致2023/2/1兩種觀點(diǎn)的等效性電流環(huán)與磁偶極子的等效性小線圈產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度公式磁偶極子產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度公式按照理解作代換單位面積上的磁偶極矩pm/S單位面積上的磁矩m/S2023/2/1電流環(huán)與磁偶極子的等效性2023/2/1受力的等效性2023/2/1兩種觀點(diǎn)的等效性有介質(zhì)時(shí)的兩種觀點(diǎn)的場(chǎng)方程一樣分子電流觀點(diǎn)中磁化強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系磁荷觀點(diǎn)中B的定義分子電流觀點(diǎn)中B的定義磁荷觀點(diǎn)中磁極化強(qiáng)度的定義2023/2/1B‘與H’曲線比較B‘的方向與外磁場(chǎng)一致，隨l/d的減小而減小H‘的方向與外磁場(chǎng)相反，隨l/d的減小而增加2023/2/1例題導(dǎo)出磁偶極子在非均勻磁場(chǎng)中受力的公式磁場(chǎng)力做功等于磁偶極子磁勢(shì)能減少設(shè)想磁偶極子有一微小位移磁偶極子磁勢(shì)能2023/2/1討論P(yáng)m與H同方向F與H的梯度方向相同F(xiàn)指向H增加的方向Pm與H反方向F與H的梯度方向相反F指向H減少的方向2023/2/1例題一抗磁小球質(zhì)量為m0，密度為，磁化率為m,放在一個(gè)半徑為R的圓線圈的軸線上距圓心l處，線圈中載有電流I，求電流作用在這抗磁小球上的力的大小和方向。2023/2/1解：把抗磁