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為什么叫指南針,指南針的原理( 二 )

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如果這個螺線管只有一圈，就變成了通電圓環(huán)，它的磁場也類似于條形磁鐵，判定方法還是右手螺旋定則 。法國物理學(xué)家安培最早對這個問題形成了清晰的認(rèn)識，所以右手螺旋定則也稱為安培定則 。安培分子電流假說安培詳細(xì)研究了各種通電導(dǎo)體的磁場，并提出了導(dǎo)線中電流與其產(chǎn)生磁場之間的定量關(guān)系，即安培定律 。后來，著作《關(guān)于電動力學(xué)現(xiàn)象之?dāng)?shù)學(xué)理論的回憶錄》出版，電動力學(xué)作為一個新名詞登上了科學(xué)的舞臺 。
安培不滿足于研究電流的磁場，他進(jìn)一步思考：既然各種電流都產(chǎn)生相應(yīng)的磁場，那么永磁體——例如磁鐵，它的磁場是如何產(chǎn)生的呢？安培產(chǎn)生了一個大膽的想法：也許磁體內(nèi)部也有電流，是這些電流形成了磁體的磁場 。這就是著名的安培分子電流假說 。安培認(rèn)為：在磁體內(nèi)部可能存在著很小的環(huán)形電流，稱為分子電流 。每個分子電流都有N極和S極 。
如果這些分子電流的取向是雜亂無章的，那么磁場彼此抵消，宏觀上就沒有磁性 。但是如果在外界磁場的作用下，分子電流的取向變得大致相同，那么宏觀上就表現(xiàn)出磁場，兩段形成磁極 。在安培的時代，人們并不清楚組成物質(zhì)的原子是什么樣的，更不知道原子里面有原子核和電子，所以安培的這種說法只能 停留在“假說”階段 。現(xiàn)在的科學(xué)界認(rèn)為，電子圍繞原子核的運動和電子的自旋具有磁場，安培分子電流假說是具有一定正確性的 。
既然磁體的磁場也是由于電流產(chǎn)生的，人們總結(jié)出一個結(jié)論：一切磁現(xiàn)象都是由于電流產(chǎn)生的，或者叫一切磁現(xiàn)象都有電本質(zhì) 。地球磁場那么，地球的磁場究竟是什么原因產(chǎn)生的呢？對于這個問題，科學(xué)界還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識 。有人認(rèn)為，在地球內(nèi)部的巖漿流動會造成電流，產(chǎn)生地磁場；也有人認(rèn)為在大氣中存在電荷，大氣運動會造成電流，產(chǎn)生磁場 。
但無論如何，地球的磁場也一定是由于電流產(chǎn)生的 。其實，地球磁場并不是一成不變的，地磁南北兩極每時每刻都在緩慢移動，而且在歷史行地球磁場的南北極調(diào)換過多次，上一次調(diào)換是在78萬年前 。地磁場對生命有重要意義，例如它可以防止太陽風(fēng)中的各種射線直接射向地球表面，從而保護地球的生命 。一些生物可能需要磁場進(jìn)行導(dǎo)航 。
手機里的指南針是什么原理？

為什么叫指南針,指南針的原理


手機里的指南針是什么原理？?手機內(nèi)的指南針確切來說是一個三軸電子羅盤，這個三軸電子羅盤能對磁場產(chǎn)生反應(yīng)的傳感器，又叫磁傳感器，別稱霍爾效應(yīng)傳感器 。磁傳感器是一種固態(tài)設(shè)備，所以里面并沒有晃動選擇的指針來指引方向，它會將磁或磁編碼信息轉(zhuǎn)化為電信號，再通過電子電路進(jìn)行處理，這樣手機就能通過這些數(shù)據(jù)來辨別方向了 。
另外磁傳感器不會受到灰塵、水、震動等等的影響 。磁傳感器的工作原理，它是基于霍爾效應(yīng)制造出來的，霍爾效應(yīng)是100多年前的物理學(xué)家霍爾發(fā)現(xiàn)的，其核心的理論就是帶電粒子在磁場中運動時，會受到洛倫茲力的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這時磁場中的電流就可能會發(fā)生偏轉(zhuǎn) 。當(dāng)電流垂直于外磁場通過導(dǎo)體時，載流子就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在導(dǎo)體兩端堆積電荷，從而導(dǎo)致導(dǎo)體的內(nèi)部產(chǎn)生電場，產(chǎn)生的電場方向垂直于電流和磁場的方向 。
當(dāng)電場力和洛倫茲力相互平衡的時候，載流子就不會在偏轉(zhuǎn)，而半導(dǎo)體的兩端就會形成電勢差，這個電勢差就被稱為霍爾電壓 ?；魻栃?yīng)傳感器就是將變化的磁場轉(zhuǎn)換為電壓，產(chǎn)生的電壓信號，再通過特定的電路進(jìn)一步的處理得到預(yù)期的輸出，它不僅僅可以用來辨別方向，還被用于接近開關(guān)、霍爾位置測量、轉(zhuǎn)速測量，電流測量等等 。霍爾傳感器的探頭一般使用銦的化合物晶體，比如銻化銦、砷化銦或者砷化鎵，晶體至于鋁基上，低側(cè)采用非磁鐵材料，避免自身影響磁場 。

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