也谈无限长载流螺线管的磁场

近年来“大学物理”多次发表了“无限长载流螺线管的磁场”的有关文章,这些文章概括起来存在以下两方面问题:(1)推导仍太繁,冲淡了对主要问题的探讨;(2)错误地得出了轴向面电流密度随倾角α的增大而减少这一结论。本文用更简单易懂的方法,论证“无限长载流螺线管轴向和环向面电流密度、面电流强度与倾角α的关系。从而更清晰地分析出单层、多层螺线管内、外磁场与电流的关系。此方法物理概念清楚,更便于掌握。可提供普通物理教学有关部分的参考。     

无限长螺线管内外感生电场计算中存在的一个问题

本文从感生电场与磁场的相似性和感生电场遵循的场方程两个方面,对无限长螺线管内磁场变化激发的感生电场只有切向分量做了较为严格的论证。     

自感串联佯谬及解释

长直螺线管的自感系数公式L＝μ0b^2V忽略了长直螺线管磁场的端点效应，并认为磁场局限在螺线管内的体积中。长直螺线管串联时，如果应用公式L＝μ0n^2V,不管它们之间的位置关系如何，螺线管之间不存在互感。串联后的总自感系数等于各螺线管自感系数之和，所以顺接和反接公式都不成立。实际上，长直螺线管串联时，如果它们之间的距离不太远，由于其端点效应它们之间有互感。顺接、反接公式只是在重叠绕制的螺线管、螺绕环上的线圈等情况时适用。     

通电螺线管空间点的磁场

利用直接积分先计算单匝通电线圈在空间点的磁矢势，通过磁场强度矢量与磁矢势的微分关系，求出空间点的磁场，最后通过积分求出螺线管空间点的磁场．     

通电螺线管空间点的磁场

利用直接积分先计算单匝通电线圈在空间点的磁矢势,通过磁场强度矢量与磁矢势的微分关系,求出空间点的磁场,最后通过积分求出螺线管空间点的磁场.     

长直载流螺线管磁场的研究

本文分别计算了圆形和方形两种螺线管的磁场。通过对单匝线圈磁场的积分来求得螺线管的磁场。分析了螺线管似圆电流的非封闭性,进而计算了其等效轴向磁场。     

30 nm染色质纤维高级结构的研究进展

真核生物的遗传物质DNA以染色质形式通过逐级折叠压缩存在于细胞核中。DNA缠绕组蛋白八聚体形成核小体,相邻的核小体由连接DNA串联起来形成染色质的一级结构：核小体串珠结构(beads-on-a-string)。一级结构进一步折叠形成30 nm染色质纤维。近30多年来,30 nm染色质纤维高级结构的解析一直是困扰分子生物学家们的一大难题。研究者利用电镜和X射线晶体学等生物物理学方法对30 nm染色质纤维结构进行研究,提出30 nm结构的两大模型：螺线管(solenoid)模型和Z字结构(zig-zag)模型。笔者综述了30 nm染色质纤维结构解析方面的研究进展,并着重阐述最近利用冷冻电镜方法解析的30 nm染色质结构,即以四个核小体为结构单元的左手双螺旋结构模型,最后对30 nm染色质纤维在体内是否存在,以及它在表观遗传调控中可能发挥的重要作用等问题进行了讨论和展望。     

对称分析在普通物理学中的应用

对称性是一种很普遍的自然现象．也普遍存在于普通物理中。从对称性角度出发，以求通电无限长直螺线管的磁场分布为例．分析电磁学中的E与B。并给出电磁场中两种基本类型的对称分析方法及其应用。旨在使电磁学中E与B的教学更具直观性。