电子感应加速器-PowerPointPresentat

电子感应加速器电子感应加速器同同 学学 们们 好！好！三、电磁学的发展和建立三、电磁学的发展和建立17世纪末世纪末，牛顿把伽利略、开普勒得到的各种牛顿把伽利略、开普勒得到的各种力学知识和理论全部概括在力学知识和理论全部概括在“三大定律三大定律”之中，之中，实现了自然科学史上的第一次大综合，从此一实现了自然科学史上的第一次大综合，从此一个崭新的理论体系个崭新的理论体系力学体系诞生了。力学体系诞生了。18651865年麦克斯韦在两条假设的基础上建立了麦克年麦克斯韦在两条假设的基础上建立了麦克斯韦方程组，实现了物理学史上的第二次大综合斯韦方程组，实现了物理学史上的第二次大综合,使使另另一个崭新的理论体系一个崭新的理论体系电磁学诞生了。电磁学诞生了。1785年，库仑用电扭实验，提出了库仑定律年，库仑用电扭实验，提出了库仑定律 rF321rqqK041K120108541878178.C2/（Nm2）库仑力：与库仑力：与r平方成反比。平方成反比。库库仑仑221rqqKF大小：q1q2r1、库仑定律、库仑定律 奥斯特奥斯特1820年，奥斯特在年，奥斯特在一次演讲中，一次演讲中，偶然发现了导线通电时，在它偶然发现了导线通电时，在它的下方的小磁针有一微小晃动。的下方的小磁针有一微小晃动。2、1820年丹麦物理学家奥斯特发现电流磁效应 很早人们就认识到了电现象和很早人们就认识到了电现象和磁现象，但人们并没有认识到它磁现象，但人们并没有认识到它们之间的联系。们之间的联系。他抓住了这个现象，经过他抓住了这个现象，经过3 3个月个月的反复实验，发现了电流的磁的反复实验，发现了电流的磁效应效应电流要产生磁场。电流要产生磁场。3、1820年毕奥萨伐尔从实验中总结了电流产生磁场的规律I.BdrPlId（2）、载流导线产生的磁场304ddBrrlIBLL（1）、毕、萨定律304ddrrlIB电流元产生的磁场 安培对电流磁效应做了深入的研究，发现了发现了电流与磁体相互作用，以及电流与电流相互作用，电流与磁体相互作用，以及电流与电流相互作用，并提出了著名的并提出了著名的安培定律。安培安培载流直导线相互作用载流直导线相互作用 载流螺线管与条形磁铁等效载流螺线管与条形磁铁等效 4、安培力IB（2 2）.安培定律积分式安培定律积分式 载流导线所受磁场力载流导线所受磁场力BlIFFLLdd（1 1）.安培定律微分式安培定律微分式安培力安培力电流元所受的磁场力电流元所受的磁场力BlIFddlIdFd吉尔伯特吉尔伯特 17世纪初，英国医生吉尔世纪初，英国医生吉尔伯特在对电、磁现象的研究伯特在对电、磁现象的研究中断言：电与磁是两种截然中断言：电与磁是两种截然不同的现象，这个错误论断不同的现象，这个错误论断一直沿续了一直沿续了200多年。多年。5、电磁感应现象的发现 1820年，奥斯特发现年，奥斯特发现电流电流能产生磁场能产生磁场，从而纠正了吉，从而纠正了吉尔伯特的错误论断，与此同尔伯特的错误论断，与此同时新的问题又提了出来，时新的问题又提了出来，磁磁场能否产生电流？场能否产生电流？1820年年 ：奥斯特实验：电流：奥斯特实验：电流 磁场磁场磁场磁场 电流电流对称性对称性 1831 1831年，法拉第通过实验观察到了磁场产生电年，法拉第通过实验观察到了磁场产生电流的现象，提出了著名的电磁感应定律流的现象，提出了著名的电磁感应定律:1821 1831年：法拉第实验：年：法拉第实验：当穿过闭合回路磁通量发生变化时当穿过闭合回路磁通量发生变化时,回路中回路中会出现电流，会出现电流，感应电流、感应电动势。感应电流、感应电动势。tNmdd感应电动势，其中：的磁场线的条数穿过面积磁通量SsdBSm:：线圈的匝数N是阻碍磁通量的增加。负号：电动势的方向总NB 当穿过闭合回路磁通量发生变当穿过闭合回路磁通量发生变化时化时,回路中会出现电流回路中会出现电流,电动势。电动势。数学表示：数学表示：电磁感应定律电磁感应定律:电磁感应现象电磁感应现象tdtdNsinmtIRisinmRImmE交流电交流电RNooiBne线圈在匀强磁场中匀速转动线圈在匀强磁场中匀速转动感应电动势感应电动势感应电流感应电流发电机的工作原理发电机的工作原理SB均匀磁场：cosBSt6 6、产生感应电动势的微观机制、产生感应电动势的微观机制电电动动势势分分类类动生电动势：动生电动势：导体在磁场中运动产生的。导体在磁场中运动产生的。感生电动势：？感生电动势：？变化的磁场产生的。变化的磁场产生的。机制机制电动势电动势?实验实验tNmddlmfdcvBU产生产生动生动生电动势原因电动势原因 洛伦兹力洛伦兹力BeFv)(m 导致了物理学一场伟大的变革，一个新的理论导致了物理学一场伟大的变革，一个新的理论电磁学由此而诞生，其标致为麦克斯韦方程组。电磁学由此而诞生，其标致为麦克斯韦方程组。7 7、麦克斯韦方程组的建立与电磁波的发现麦克斯韦方程组的建立与电磁波的发现 变化的磁场要产生电动势变化的磁场要产生电动势感生电动势，原因感生电动势，原因？变化的磁场要在周围变化的磁场要在周围空间激发电场空间激发电场感生感生电场、涡旋电场；电场、涡旋电场；感生电场，产生了感生电场，产生了感感生电动势生电动势。（1 1）麦克斯韦的第一条假设：）麦克斯韦的第一条假设：涡旋电场假设涡旋电场假设电子感应加速器电子感应加速器(2)(1)EEE电场由两部分构成电场由两部分构成静止电荷产生的场静止电荷产生的场变化的磁场激发的场变化的磁场激发的场(2)E(1)E（2 2）.麦克斯韦第二条假设：麦克斯韦第二条假设：变化的电场要激发磁场变化的电场要激发磁场（1 1）麦克斯韦第一条假设：）麦克斯韦第一条假设：变化的磁场要激发电场。变化的磁场要激发电场。(2)(1)EEE静止电荷的静止电荷的变化的磁场激发的变化的磁场激发的(1)E(2)E(2)(1)BBB电流产生的电流产生的变化的电场激发的变化的电场激发的(1)B(2)B在两条假设的基础上麦克斯韦建立了电磁场理论在两条假设的基础上麦克斯韦建立了电磁场理论麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组 麦克斯韦对库仑定律，法麦克斯韦对库仑定律，法拉第电磁感应定律做了概括和拉第电磁感应定律做了概括和总结，并在两条假设的基础上总结，并在两条假设的基础上建立了电磁场理论。建立了电磁场理论。麦克斯韦方程组：麦克斯韦方程组：麦克斯韦麦克斯韦 8 8、麦克斯韦方程组的建立、麦克斯韦方程组的建立 ED描述电场性质：电位移矢量,D各向同性电介质：性质：磁场强度，描述磁场H各向同性磁介质：BH1qdVSDVSd0dSSBSLStBlEddSLStDIlHdd01865年年 麦克斯韦方程组：麦克斯韦方程组：qdVSDVSd0dSSBSLStBlEddSLStDIlHdd0电场强度:E描述电场性质的物理量：电位移矢量ED磁感应强度:B描述磁场性质的物理量：磁场强度/BH9.9.麦克斯韦方程组的意义麦克斯韦方程组的意义（1 1）.是电磁场实验规律的概括和总结，是是电磁场实验规律的概括和总结，是物理学史上又一次大综合，它和力学、热学物理学史上又一次大综合，它和力学、热学一起构成了经典物理的三大支柱。一起构成了经典物理的三大支柱。变化磁场产生电场变化磁场产生电场电流和变化电场要产生磁场电流和变化电场要产生磁场VSVSDdd0dSBSStBlESLddStDjd)(SLlHd可求出任意情况中的电场和磁场可求出任意情况中的电场和磁场揭示：电荷产生电场揭示：电荷产生电场磁场线闭合磁场线闭合（2 2）、自由空间中（）、自由空间中（=0=0，j=0)j=0)自由空间自由空间H,B,D,E0dSBSVSVSDddStDjd)(SLlHdStBlESLdd由麦氏方程组：由麦氏方程组：0d SBS0SDSdStDdSLlHdStBlESLdd自由空间中麦氏程组：自由空间中麦氏程组：电场、磁场相互激电场、磁场相互激发。发。变化电场变化电场 变化磁场变化磁场变化电场变化电场 磁场磁场变化磁场变化磁场 电场电场HEoS可脱离电荷、电流在空间传播可脱离电荷、电流在空间传播电磁波电磁波如振荡偶极子如振荡偶极子（3 3）.预言了电磁波的存在预言了电磁波的存在（4）.预言了光的电磁本性预言了光的电磁本性电磁波的传播速率电磁波的传播速率1v真空中真空中001v272212/104/108.8541安培牛顿）米（牛顿库仑c秒米/103.008由此推断光就是电磁波。由此推断光就是电磁波。火花火花实验证实：兹赫（实验证实：兹赫（1888 年完成）年完成）并用电磁波重复了象并用电磁波重复了象光学一样的反射、折射、光学一样的反射、折射、干涉、偏振实验。干涉、偏振实验。感应圈感应圈（5）.赫兹的实验验证赫兹的实验验证麦克斯韦预言了电磁波的存在：麦克斯韦预言了电磁波的存在：是由变化的电场和磁场相互激发的是由变化的电场和磁场相互激发的兹赫：兹赫：把天才的预想变成了世人公认的真理。把天才的预想变成了世人公认的真理。光就是一种电磁波光就是一种电磁波电磁波谱电磁波谱狭义的光：可见光狭义的光：可见光广义的光：整个电磁波广义的光：整个电磁波 麦克斯韦却有与众不同的眼光，和雄厚的数麦克斯韦却有与众不同的眼光，和雄厚的数学知识，这导致了他把前人总结的知识用数学语言学知识，这导致了他把前人总结的知识用数学语言翻译和表述，从而建立了描述电磁场的运动规律方翻译和表述，从而建立了描述电磁场的运动规律方程组，实现了物理学史上的第二次大综合。程组，实现了物理学史上的第二次大综合。“法拉第和麦克斯韦在电磁场方面的工作引起一法拉第和麦克斯韦在电磁场方面的工作引起一场最伟大的革命场最伟大的革命”爱因斯坦爱因斯坦 法拉第无疑是一位伟大的实验家，有丰富的法拉第无疑是一位伟大的实验家，有丰富的想象力，但他缺乏雄厚的数学知识，因此他发现了想象力，但他缺乏雄厚的数学知识，因此他发现了电磁感应现象，但没有完成电磁场理论的建立。电磁感应现象，但没有完成电磁场理论的建立。（6 6）对法拉第和麦克斯韦的评价）对法拉第和麦克斯韦的评价演讲完毕，谢谢观看！