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通電螺線管的磁場(chǎng)是怎樣分布的？質(zhì)譜儀與回旋加速器的原理是怎樣的？為什么在地球兩極存在極光？8月7日，《張朝陽(yáng)的物理課》第七十七期開(kāi)播，張朝陽(yáng)坐鎮(zhèn)搜狐視頻直播間，介紹怎么計(jì)算通有反向電流的無(wú)窮長(zhǎng)直導(dǎo)線中垂線上的磁場(chǎng)以及無(wú)窮長(zhǎng)螺線管的磁場(chǎng)分布，討論質(zhì)譜儀、回旋加速器的物理原理，解釋了地球極光的形成原因。

張朝陽(yáng)帶著網(wǎng)友們復(fù)習(xí)了電動(dòng)力學(xué)中常用的六個(gè)方程，然后開(kāi)始介紹求電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的一些例子，其中包括無(wú)窮長(zhǎng)反向電流對(duì)在中垂線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度與無(wú)窮長(zhǎng)螺線管的磁場(chǎng)分布。從無(wú)窮長(zhǎng)反向電流對(duì)的例子可以知道，通過(guò)讓導(dǎo)線成對(duì)組合，可以大大降低外部的磁場(chǎng)大小，從而有效降低磁場(chǎng)對(duì)外界的影響。對(duì)螺線管的計(jì)算表明，通電螺線管的外部磁場(chǎng)為0，螺線管空腔內(nèi)的磁場(chǎng)是均勻磁場(chǎng)，這在工業(yè)上非常有用。

然后，張朝陽(yáng)介紹了帶電粒子在磁場(chǎng)中的受力情況，并介紹了帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：如果帶電粒子以垂直磁場(chǎng)的速度運(yùn)動(dòng)，那么它將作圓周運(yùn)動(dòng)；如果帶電粒子以?xún)A斜的速度運(yùn)動(dòng)，那么帶電粒子將會(huì)繞著磁感線前進(jìn)。他分析，即使在磁感線偏轉(zhuǎn)的情況下，帶電粒子仍然會(huì)繞著磁感線前進(jìn)。根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，張朝陽(yáng)給網(wǎng)友們科普了質(zhì)譜儀與回旋加速器的原理。

張朝陽(yáng)介紹，地磁場(chǎng)使得太陽(yáng)分中的高能帶電粒子繞著磁感線前進(jìn)去到地球的兩極，這些高能帶電粒子在兩極接近大氣層后就會(huì)激發(fā)空氣分子，使得這些空氣分子釋放出美麗的極光，也正因?yàn)檫@一點(diǎn)，地球兩極的高能粒子輻射高于赤道的。

目前，《張朝陽(yáng)的物理課》已直播七十余期，內(nèi)容豐富、覆蓋廣泛，理論公式由淺入深、繁簡(jiǎn)交融。此外，在直播方面，搜狐視頻正持續(xù)打造知識(shí)直播平臺(tái)，邀請(qǐng)各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的頭部播主入駐，進(jìn)行科普知識(shí)直播。（柯巖）