電磁學(xué)-北大-王稼軍-講義-ppt-4.6磁荷觀點

磁荷觀點與分子電流觀點的等價性2023/2/12023/2/1“磁荷”模型要點

磁荷有正、負(fù)，同號相斥，異號相吸磁荷遵循磁的庫侖定律（類似于電庫侖定律）定義磁場強(qiáng)度H為單位點磁荷所受的磁場力把磁介質(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)磁荷聚集兩端的過程，磁體間的作用源于其中的磁荷但沒有單獨的磁極存在——？

返回2023/2/1磁荷觀點：

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)在外磁場作用下被磁化的強(qiáng)弱程度的物理量定義：單位體積內(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強(qiáng)度2023/2/1靜電場和恒磁場類比（磁荷觀點）靜電場磁荷觀點場強(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偶極層勢偶極層場強(qiáng)在外場力矩2023/2/1退磁場退磁場H’：在磁介質(zhì)內(nèi)部：退磁場與外磁場方向相反，削弱在磁介質(zhì)外部：退磁場與外磁場方向相同，加強(qiáng)2023/2/1退磁因子可以類比求極化電荷產(chǎn)生附加電場來求退磁場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與總磁場強(qiáng)度H的關(guān)系

——磁化規(guī)律猜測H與J可能成正比（但有條件）——兩者成線性關(guān)系（有的書上說是實驗規(guī)律，實際上沒有做多少實驗，可以說是定義）

影響磁化率：由物質(zhì)的屬性決定2023/2/1磁荷觀點下的定理安培環(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)生的磁化場磁荷產(chǎn)生的退磁場類似靜電場可得與分子電流觀點中的表達(dá)式一致2023/2/1兩種觀點的等效性電流環(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2023/2/1兩種觀點的等效性有介質(zhì)時的兩種觀點的場方程一樣分子電流觀點中磁化強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度的關(guān)系磁荷觀點中B的定義分子電流觀點中B的定義磁荷觀點中磁極化強(qiáng)度的定義2023/2/1B‘與H’曲線比較B‘的方向與外磁場一致，隨l/d的減小而減小H‘的方向與外磁場相反，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中受力的公式磁場力做功等于磁偶極子磁勢能減少設(shè)想磁偶極子有一微小位移磁偶極子磁勢能2023/2/1討論Pm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