功与力矩计算公式

磁偶极矩与角动量有什么关系？电子磁矩的来源是什么？怎么证明外磁场中磁偶极子的力矩公式？10月21日12时，《张朝阳的物理课》第九十四期开播，搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳坐镇搜狐视频直播间，利用环形电流介绍磁偶极子与磁矩的概念，随后将圆周运动点电荷等效成环形电流以求出磁矩，紧接着分析磁偶极矩与角动量的关系，然后介绍磁偶极子与外磁场的相互作用，简单解释了顺磁性与抗磁性的原理，并通过建立直角坐标系证明了磁矩受到的力矩等于磁矩叉乘上外磁场。

首先，张朝阳介绍了磁铁与环形电流在远处的磁场分布，指出磁场分布与电偶极子的电场具有高度相似性，引出磁偶极子的概念，并通过圆形环形电流给出了磁矩的定义。他还将圆周运动的点电荷等效成环形电流，求出等效电流与电荷的关系，并将磁矩用电荷与运动速度表示出来。接着，张朝阳计算了圆周运动的角动量，并发现其磁矩正比于角动量，得到旋磁比。对于轨道角动量产生的磁矩，旋磁比为1。而对于自旋磁矩，旋磁比约等于2。

最后，通过巧妙建立合适的直角坐标系，张朝阳将一个环形电流的电流微元位置、微元电荷速度以及外磁场用球坐标与直角单位向量表示出来。计算得到微元受到的洛伦兹力后，进一步计算该微元受到的力矩，将所有微元求和得到整个环形电流的力矩，发现力矩等于磁矩叉乘上外磁场。通过力矩公式，他还分析了磁介质材料的顺磁性与抗磁性的原理。

截至目前，《张朝阳的物理课》已直播九十余期，内容丰富、覆盖广泛，理论公式由浅入深、繁简交融。从去年11月开启第一节物理直播课，他先是从经典物理学开始，科普了牛顿运动定律等；而后从经典物理的“两朵乌云”说起，向近现代物理过渡，探讨了黑体辐射理论中的维恩公式、普朗克公式等知识。

此后逐步进入量子力学领域，从基础的薛定谔方程等理论内容，到氢原子波函数，再到气体定容比热的温度阶梯，并顺势讲解了热力学定律。接着回到了经典物理，推导出飞船运行轨迹，估算太阳的结构与性质以及中子星的自转速度，随后讲解了陀螺的进动，还计算出月球的潮汐高度。紧接着开始介绍狭义相对论的四维语言，并逐步过渡到了电磁学。

《张朝阳的物理课》的直播风格独树一帜：以演算物理为特色，注重从日常现象引入，通过一步一步详尽计算和硬核推导，理解自然界的基本规律。

据了解，《张朝阳的物理课》于每周周五、周日中午12时在搜狐视频直播，网友可以在搜狐视频“关注流”中搜索“张朝阳”，观看直播及往期完整视频回放；关注“张朝阳的物理课”账号，查看课程中的“知识点”短视频；此外，还可以在搜狐新闻APP的“搜狐科技”账号上，阅览每期物理课程的详细文章。

除了《张朝阳的物理课》外，在直播方面，搜狐视频正持续打造知识直播平台，邀请各个科学领域的头部播主入驻，进行科普知识直播。复旦大学教授、科技部重点研发项目负责人赵斌，高中数学名师、《十年高考》数学科主编郑冬冬等带来“奇思妙想开学季”系列科学公开课；知名知识播主、地理教育专家雷亚鸣，浙江大学化学系博士后、蛟龙号首位大洋深潜女科学家唐立梅等带来“好奇一夏”系列直播，探索月球与大海；中国科学技术大学副教授李旭，中国科学院南京地质古生物研究所研究员冯伟民等开启趣味科普，与古生物进行跨越亿万年的生命对话。未来还将有更多知识播主入驻搜狐视频，一起互动玩转科学。

文/金仁甫

编辑/范辉

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