《第22讲 带电粒子在匀强磁场中的运动》

本课程为北京大学陈秉乾教授主讲的电磁学精品课程教学视频，全套课程公共60集，电磁学是物理学的一个分支，主要研究电磁波，电磁场以及有关电荷，带电物体的动力学等内容。我们给大家提供的这部电磁学教学视频是由北京大学陈秉乾老师主讲的优质视频。在这里陈老师为大家系统讲述了静电学的基本规律、静电场与导体、稳恒电流、稳恒电流的磁场、随时间变化的电磁场和麦克斯韦方程、匀速运动电荷的电场与磁场、物质中的电场、物质中的磁场、交流电路等知识。

电磁学或称电动力学或经典电动力学。之所以称为经典，是因为它不包括现代的量子电动力学的内容。电动力学这样一个术语使用并不是非常严格，有时它也用来指电磁学中去除了静电学、静磁学后剩下的部分，是指电磁学与力学结合的部分。这个部分处理电磁场对带电粒子的力学影响。

早期，由于磁现象曾被认为是与电现象独立无关的，同时也由于磁学本身的发展和应用，如近代磁性材料和磁学技术的发展，新的磁效应和磁现象的发现和应用等等，使得磁学的内容不断扩大，所以磁学在实际上也就作为一门和电学相平行的学科来研究了。

电磁学从原来互相独立的两门科学(电学、磁学)发展成为物理学中一个完整的分支学科，主要是基于两个重要的实验发现，即电流的磁效应和变化的磁场的电效应。这两个实验现象，加上麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设，奠定了电磁学的整个理论体系，发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。

麦克斯韦电磁理论的重大意义，不仅在于这个理论支配着一切宏观电磁现象(包括静电、稳恒磁场、电磁感应、电路、电磁波等等)，而且在于它将光学现象统一在这个理论框架之内，深刻地影响着人们认识物质世界的思想。

导线所载有的电流，会在四周产生磁场，其磁场线是以同心圆图案环绕著导线的四周。

使用电流表可以直接地测量电流。但这方法的缺点是必须切断电路，将电流表置入电路中间。间接地测量伴电流四周的磁场，也可以测量出电流强度。优点是，不需要切断电路。应用这方法来测量电流的仪器有霍尔效应感测器、电流钳 (current clamp) , 变流器(current transformer) 、 Rogowski coil 等等。

电磁学的基本方程为麦克斯韦方程组，此方程组在经典力学的相对运动转换(伽利略变换)下形式会变，在伽里略变换下，光速在不同惯性坐标下会不同。保持麦克斯韦方程组形式不变的变换为洛伦兹变换，在此变换下，不同惯性坐标下光速恒定。

二十世纪初迈克耳孙-莫雷实验支持光速不变，光速不变亦成为爱因斯坦的狭义相对论的基石。取而代之，洛伦兹变换亦成为较伽利略变换更精密的惯性坐标转换方式。