[发明专利]利用变距实验测量毕奥-萨伐尔定律中零距离常数的方法

说明书

利用变距实验测量毕奥‑萨伐尔定律中零距离常数的方法，其包括如下步骤：设置一个直的长度为dl的长导线，给长导线通上电流强度为I的恒稳电流；在长导线附近的空间点P1处测量该处的磁感应强度，得到该处磁感应强度参数B1，利用测距装置测量空间点P1与长导线的中心线之间的距离R1，得到距离参数R1，利用角度测量装置，测量空间点P1与长导线二端连线之间的夹角θ1。其目的是提供一种可解决现有的毕奥‑萨伐尔定律存在明显的缺陷，精确得到毕奥‑萨伐尔定律的距离修正常数，再根据零距离常数进一步得到新的真空磁导率，从而更好的服务于各种涉及计算磁场作用力大小的科技项目的利用变距实验测量毕奥‑萨伐尔定律中零距离常数的方法。

技术领域

本发明涉及一种利用变距实验测量毕奥-萨伐尔定律中零距离常数的方法。

背景技术

在静磁学中，毕奥-萨伐尔定律(英文：Biot-Savart Law)描述电流元在空间任意点P处所激发的磁场。毕奥-萨伐尔定律表示如下：

电流元Idl在空间某点P处产生的磁感应强度dB的大小与电流元Idl的大小成正比，与电流元Idl所在处到P点的位置矢量和电流元Idl之间的夹角的正弦成正比，而与电流元Idl到P点的距离r的平方成反比。

μ₀为真空磁导率；

现有的毕奥-萨伐尔定律存在一个明显的缺陷，就是在电流元Idl到P点之间的距离趋于零的情况下，磁感应强度dB会趋于无穷大，但是，这个结论显然与事实不符，因为P点即使是在电流元Idl的原点处，也不可能产生无穷大的磁感应强度dB。事实上，即使电流元Idl到P点之间之间的距离趋于零，磁感应强度dB也只能是趋于一个常数，绝不会是无穷大,换言之，即使在构成电子流的一个个电子所在的原点处，该处的磁感应强度dB也只能是一个常数，绝不会是无穷大。因此，修正后的毕奥-萨伐尔定律可表示如下：

电流元Idl在空间某点P处产生的磁感应强度dB的大小与电流元Idl的大小成正比，与电流元Idl所在处到P点的位置矢量和电流元Idl之间的夹角的正弦成正比，而与电流元Idl到P点的距离r加上距离修正常数X_b的平方成反比，即：

式中X_b是毕奥-萨伐尔定律的距离修正常数。

或者，修正后的毕奥-萨伐尔定律可表示如下：

电流元Idl在空间某点P处产生的磁感应强度dB的大小与电流元Idl的大小成正比，与电流元Idl所在处到P点的位置矢量和电流元Idl之间的夹角的正弦成正比，而与电流元Idl到P点的距离r的平方加上距离修正常数X_b成反比，即：

式中X是毕奥-萨伐尔定律的距离修正常数。

需要说明的是，在得到足够精确、足够多的实验数据后，通过插入实验数据进行计算，有可能发现距离修正常数X_b不是一个常数，而是变化不定的变数，这表明修正后的二个毕奥-萨伐尔定律的公式都不对，这时候就要根据这一具体情况调继续整毕奥-萨伐尔定律的表达式，直至根据实验数据计算出来的距离修正常数X_b非常贴近于一个常数为止，这时候的磁场强度的表达式才是最符合实际状态的、也更加精确的磁场强度计算公式。

需要指出的是，毕奥-萨伐尔定律的距离修正常数X_b的具体数值是多少，人们在目前并不知道。因此，有必要通过实验测量来得到毕奥-萨伐尔定律中距离修正常数X_b的具体数值。

发明内容