馬克士威綫圈

馬克士威綫圈是一個在大體積條件下能產生均勻磁場(或均勻梯度磁場)的裝置。為了紀念蘇格蘭物理學家馬克士威

馬克士威綫圈附近的磁場

馬克士威綫圈是亥姆霍茲線圈的改進版本:實際上它能提供比亥姆霍茲線圈還要均勻的磁場,但是使用了更多的裝置且增加了複雜性。

簡介

編輯

一個恆穩的馬克士威綫圈包含了三個共球面的線圈。[1]
根據馬克士威1873年的原始設計:[2]
每個外線圈的半徑是 ,且與中心線圈的距離為: 
如果中心線圈的半徑是 .
稍小的線圈的匝數應該精確等於中心線圈匝數的   倍。
這樣的設計阻止了磁場的變化,線圈中心的磁場的前六階導數均為零。

梯度場馬克士威綫圈

編輯

梯度場馬克士威綫圈和以上的三個線圈的結構非常相似,但是中心線圈被移除,僅留下較小的兩個線圈。[3] 如果兩個線圈的電流是相反的,兩線圈中心的場為均勻梯度磁場。馬克士威描述過使用兩個線圈結構在小型測試上可以產生勻力[4] 。 這種類型的馬克士威綫圈類似於亥姆霍茲線圈,區別在於線圈距離從線圈半徑  增加到 和相反的電流。

參見

編輯

參考文獻

編輯
  1. ^ Garrett, Milan Wayne, Journal of Applied Physics, 38(6), pp2563-2586
  2. ^ Clerk-Maxwell, James. Treatise on Electricity and Magnetism. Oxford: The Clarendon Press. 1873. ISBN 0-486-60636-8.  Page 319.
  3. ^ R. Pascone, Manhattan College, T. Vullo and P.T. Cahill (1993) Theoretical and experimental analysis of magnetic field gradients for MRI from IEEE Explore
  4. ^ Clerk-Maxwell, James. Treatise on Electricity and Magnetism. Oxford: The Clarendon Press. 1873. ISBN 0-486-60636-8.  Page 333.