安培力微观实质_安培力的本质
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安培力的微观解释分析
摘要:
可以认为晶体中本来就存在将电子和正离子结合为一个整体的力场,安培力是电流元所有组分受到的洛仑兹力的观表现。
关键词:
安培力洛仑兹力
微观解释
以往对于安培力的微观解释是从受力和做功的角度对洛仑兹力与安培力的关系展开讨论,分析了磁场中的载流导体所受的安培力与导体中载流子受力的关系。综合前人观点分析后认为可以这样理解安培力:晶体中本来就存在将电子和正离子结合为一个整体的力场,安培力是电流元所有组分受到的洛仑兹力的宏观
1.“碰撞传递”观点
程守洙、江之水主编的《普通物理学》第三版(1979年2月),第二册,第217页写道:
“因为导体中的电流是由自由电子的定向运动形成的,在磁场中电子受到洛仑兹力作用而向侧向漂移时,与晶格上的正离子碰撞,把力传给了导线,所以载流导线在磁场中也要受到磁力的作用,通常把这个力叫做安培力”。这段话清楚的阐明了“碰撞传递”的观点。
2.“霍尔电场”观点
程守洙、江之水主编的《普通物理学》第五版(1998年6月),第二册,第249页写道: “每个自由电子在洛仑兹力作用下做侧向漂移,结果在导线下侧堆积负电荷,上侧堆积正电荷,在上、下两侧间形成一横向霍尔电场,这个电场阻碍自由电子的侧向漂移,当电场力与洛仑兹力平衡时,自由电子便不在做侧向漂移,而晶格中的正离子只受到霍尔电场的作用。这些正离子所受到的霍尔电场的合力的宏观效果便是电流元在磁场中所受到的安培力”。
这段话清楚的阐明了“霍尔电场”观点。
3.“正离子受力”观点
贾起民、郑永令等编写的《面向21世纪课程教材·电磁学(第二版)》第186页写道:
“当载流导体处在磁场中时,磁场以洛仑兹力作用于做漂流运动的载流子,载流子以电力作用于分布在导体表面的电荷,这些电荷既受载流子(电子)的作用,又受晶格正离子的作用,合力为零,而它们对正离子的作用力就表现为载流导体所受的安培力。由于载流子受的合力为零,因此并无加速度,其结果就像静力学中力的传递那样,磁场作用给载流子的洛仑兹力最终传递给导体”。该观点认为载流导体在磁场中所受安培力的微观机理是:分布在导体表面上的电荷对导体的作用。