9l小环流和固有磁矩与磁场的互相作用李力舟山东合作)原子、分子的固有磁矩和小环流产生的磁偶极子在概念上被称为偶极子但因为它们与外场磁互相作用一些重要数学量不同。通过对两者的比较剖析揭示它们各自的性质及其形成的诱因。关键词转动中图分类号:O442文献标示码文章编号:(2003)05、疑问点电荷迸发的电场与电压元迸发的磁场是电磁是相同的,因而里面分力的表达式可改写为电偶极子是静电场研究中的第一个重点因为小环流在运动中与外场有能量交换。它们与cosγ)磁场的互相作用有重要区别ql表征;小环流9z的性质由磁矩表征。下边将从这两个不同的性因而受力公式可改写为αβγ)偶极子的转矩公式、相互作用能公式及受力公式分别为,它们二者是相互联系的,我们可借助非均匀场的方向微商性质,并按照静电场是非旋场,首先导入受力公式,再按照功能关系导入互相作用能公式。设偶极子的两头分别在座标原点cosα,cosβ,cosγ)Fz的表达式可统一概括为据虚功原理,可导入即偶极子与外场互相作用能的表达式为E平行时,互相作用能量最低,取负值反平行时,互相作用能最高正值。
也就是说外场中的偶极子有转向与场方向一致的趋势,互相作用能的降低换取转动能的降低就是能量表达式中“负号”的表示意义。偶极子在外场中的扭力可这样来求的倾角为θ,则扭矩大小为(2003)李力舟小环流和固有磁矩与磁场的互相作用Vol18当线圈运动时,若保持电压不变,则磁能的改变为并且,伴随着小环流的转动,必然发生电磁感应按照功能原理,在孤立系统中,扭力作功等于互相作用能量增量的负值现象,在线圈上形成感应电动势,它对电压作功不变,必须由电压提供能量,以抵抗感应电动势所做的功,即感应电动势分别为dtdt在时间δ由此可看出,能量表达式中的乘号表示偶极子以互相作用能的降低换取转动能的降低。ii、小环流我们晓得小区域电压分布为dV由此可导入载电压的线圈在外磁场中的能量为:而电源为抵抗此感应电动势必须提供的能量不变,在此条件下分别单独存在时的磁能不变,因而总磁场能量的改变等于互相作用磁能的改变δ通过前面的讨论可知,伴随着小环流的转动然形成电磁感应现象,并且有外接电源参与交换能又由于Φ磁力矩做功,相差一减号,这是否意味着磁偶极子受外磁场作用时将会倾向于外磁场反向呢?事实不是这样。在上面讨论电偶极午时,应用了功能关系和虚因而应该在磁矩转动能磁力矩做功,磁矩与磁场的互相作用,外接电源两者之间讨论能量关系。
因为能量是状态函数,与过程无关,由此可设在小环流转动过程中功原理。但这不能简单地搬用到小环流与外场所组成的系统中去不变,则当磁矩过程中,安培扭力做功形成。其互相θ由此可知在安培扭矩作用下,小环流转向外场,其转动能和互相作用能同时降低,即外场对小环流所做的功等于磁能的增量而不是降低,也就是说,在外部没有机械力的作用时,仅有磁力作用下的小环流的转动能和空间磁能可以同时降低,这一点是磁现象和电现象的一个重要区别。同样,在孤立体系中,其内部互相作用能的增量由此可导入而小环流所受的转矩为、总结通过以上的讨论,电偶极子与小环流,在外场中的转矩公式方式完全相同,而与外场互相作用能公式却相差一个减号,二者又差一个减号;在受力与外场的关系上二者又是同一方式。电偶极子和小环流与外场互相作用时能量的正负号表明:小环流与外电场互相作用时在安培扭矩作用下,小环流不变矩转向外场,其转动能和互相作用能同时降低电偶极子与外电场互相作用时,外场中的偶极子有转向外场方向一致的趋,互相作用能的降低换取转动动能的降低。参考文献电动热学。高等教育出版社。电磁学。复旦学院出版社。原子化学。高等教育出版社。方能航。电磁理论导引。科学出版社。责任编辑