資源描述：
《論單極感應現象_范淑華》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第26卷第7期大學物理Vol.26No.72007年7月COLLEGEPHYSICSJuly2007論單極感應現象范淑華,何艷,劉琳霞(華中科技大學物理系,湖北武漢430074)摘要:簡單地回顧了單極感應現象的歷史現狀,詳細地分析了被認為是判定性的Bartlett等人的單極感應實驗,發(fā)現該實驗使用鐵管進行磁屏蔽是不合理的,指出其實驗結論是值得懷疑的,并給出可能的改進方法.因此,單極感應現象理論解釋問題仍然沒有解決.關鍵詞:單極感應;運動磁感線與不運動磁感線理論;磁屏蔽中圖分類號:O44113文獻標識碼:A文章編號:1000-0712(2007)07-0015-03當一個軸對稱的磁體繞其對
2、稱軸以恒定角速度地接受.X轉動時,在與該磁體的一個磁極和赤道平面滑動最近,一個地球物理學研究小組發(fā)現,每經過一接觸的靜止導線回路中就有穩(wěn)定的電流流過(如圖年的時間,地球的內核要比地球的其他部分多旋轉[4]1所示).這一電磁現象稱為0.3b~0.5b.若在地面檢測到地磁場相對于地表/單極感應0.怎樣解釋單極感面的運動,則可以幫助科學家解釋地球磁場的起源應現象?因為轉動磁體周圍的問題.地球可以近似看作旋轉的磁體,而關于旋轉磁場不隨時間變化,那么磁體磁體的單極感應現象的理論解釋問題也有必要進一轉動時磁感線是否隨著磁體一步研究.下面我們對Bartlett等人的單極感應實驗起轉動呢?對此主要有兩種
3、解進行深入分析,以便加深對單極感應現象的認識.[1]釋:運動的磁感線假設(簡稱1Bartlett等人實驗的介紹為M理論)和不運動的磁感線假設(簡稱為N理論).M理論假設M理論成立,那么運動的磁感線將會在磁圖1單極感應認為磁感線隨著磁體一起轉動,體周圍產生一個電場:現象原理圖磁感線切割相對于實驗室靜止vE=-@B=-(1/c)(X@r)@B(1)的導線產生電動勢;N理論則認為磁感線不隨磁體一c起轉動,是轉動的導體切割磁感線產生電動勢.從理式中X是磁體轉動的角速度.Bartlett等人引入一論上看,這兩種解釋在邏輯上都可能是正確的,究竟個系數kc,它等于磁感線與磁鐵運動頻率之比.于哪一個正確
4、必須通過實驗的檢驗才能判定.是,M理論對應于kc=1的情況,而N理論則對應為了從實驗上解決單極感應現象理論解釋的疑于kc=0的情形.方程(1)可變?yōu)殡y,20世紀初實驗物理學家們進行了大量的實驗檢E=-(kc/c)(X@r)@B驗,其中最為典型的是Kennard、Barnett、Pegram等轉動磁體在自由空間中的遠電場可以等效為電荷密人的一系列的開環(huán)電路實驗.由于狹義相對論、量度3子學說、玻爾理論的出現吸引了物理學家們的注意Qeff=(kcmX/c)[2D(r)/3-(1/Pr)P2(cosH)]力,從而平息了M理論和N理論之間的爭論.當時的場.式中第一項可等效為一個孤立的電荷源Qeff
5、[1]Kennard的N理論的觀點被多數物理學家接受.=2kcmX/3c,第二項表示在遠處迅速減小為零的后來Djuricc的分析卻得出他們的實驗不能在這兩個四極電荷密度.因此,如果能檢測到電荷Qeff就可[2]假設之間做出決定性的判斷.然而,在1977年證明M理論是成立的.[3]Bartlett等人的實驗之后,N理論被人們更為普遍根據該理論,1977年Bartlett等人設計了如圖2收稿日期:2006-06-16基金項目:國家自然科學基金資助項目(10121503)作者簡介:范淑華(1954)),女,湖北武漢人,華中科技大學教授,主要從事引力實驗和精密測量方面的研究工作.16大學物理第2
6、6卷[3]所示的實驗裝置.利用一個處在兩個同心導體球屏蔽體只是使磁場的大小發(fā)生了衰減,但是轉動磁殼中心且可以繞自身對稱軸轉動的螺線管作為磁體,體產生的磁場以及交變磁場的屏蔽問題比較復雜,導體球殼放在一個接地的矩形銅絲網籠中.螺線管并不能簡單的看成屏蔽體使交變磁場的大小發(fā)生衰轉動時將會在鐵球殼上產生感生電荷Qeff,在鐵球殼減,經過鐵管屏蔽后,無法得知外界磁場的性質.如與銅絲網籠之間會形成一個電勢差U=Qeff/C=2kc果屏蔽后磁場的性質發(fā)生了改變,則此時即使檢測mX/3cC,其中C是它們之間的電容量.實驗中用精到鐵管外的磁場不轉動也無法說明鐵管內的磁場是度高達1nV的鎖相放大器作為電壓
7、探測器,測得U否轉動.如果屏蔽后磁場的性質與鐵管內的相同,-4U10nV,給出kc<1.4@10,遠小于1.因此,則鐵管只是使這兩部分磁場的大小發(fā)生衰減.下面Bartlett等人的實驗認為N理論是正確的.考慮屏蔽后磁場的性質不變的情況,近似地計算此時外界磁場的大小,從而估算待測效應.通常屏蔽[5]體的屏蔽效率S被定義為:S=B0/Bs,B0和Bs分別為屏蔽區(qū)內給定點在屏蔽前和屏蔽后的場強大小.對于屏蔽體為圓柱形時,徑向的屏蔽效能Sr
