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右手定则本文重定向自 右手定則

(重定向自佛來明左手定則)
左边是左手取向,右边是右手取向。
弗莱明右手定则,右手三根手指互相垂直,拇指的方向是导体移动方向、食指的是磁场方向、中指的则为生成的电流方向

右手定则(英语:Right-hand rule)是一个在数学物理学上使用的定则。是由英国电机工程师约翰·弗莱明John Fleming)于十九世纪末期发明的定则,用来帮助他的学生轻松地求出移动于磁场导体所产生的动生电动势的方向 。当设定三个相互垂直的矢量时,可以有两种不同的选择:右手系统或左手系统。因此,假若遇到这类问题时,必需明确地指出是采用哪一种系统。

矢量有序偶设定的方向

假设执行有序运算于两个矢量的结果是矢量,其中,垂直于,则可使用弗莱明右手定则或右手开掌定则来决定矢量的方向。最常见的例子是矢量叉积

弗莱明右手定则

弗莱明右手定则,大拇指代表x轴,食指代表y轴,中指代表z轴

(又称发电机定则)

  • 如右图所示,右手三根手指互相垂直,大拇指的方向是的方向、食指的方向是的方向、中指的方向则为的方向。

假设两个矢量不互相垂直,则可将右手掌张开,将四根手指朝着的方向指去,然后将大拇指伸开垂直于四根手指,再找到这四根手指与之间角度最小的夹角,将这四根手指弯扫过这夹角,则的方向是大拇指所指的方向。

右手定则可以用来找到力矩的方向。将右手掌张开,将四根手指从参考点朝著作用力的位置指去,然后将大拇指伸开垂直于四根手指,再找到这四根手指与作用力之间角度最小的夹角,将这四根手指弯扫过这夹角,则力矩矢量的方向是大拇指所指的方向。

1. 拇指的方向是导体移动方向

2. 食指的是磁场方向

3. 中指的则为生成的电流方向

右手开掌定则

右手开掌定则:使用右手,将大拇指朝着电流方向指去,再将其它四根手指朝着磁场方向指去,则掌心所面对的方向就是导体受力的方向。

电流、磁场与导线受力方向,三者之间的关系,可用右手开掌定则来决定。如右图所示,将右手掌张开,四指指向磁场方向,大拇指张开与四指垂直指向导线上电流方向,则掌心推出的方向即为导线的受力方向,三者间两两相互垂直。

1. 拇指(I):电流方向

2. 四指(B):磁场方向

3. 掌心(F):导线受力方向

由旋转设定的方向

对于物体或流体的旋转、磁场等等,可以使用右手定则来设定矢量。逆反过来,对于由矢量设定的旋转的案例,可以用右手定则来了解旋转的转动方式。

右手定则可以用于安培定律的两种互补应用方法:

安培右手定则:将右手的大拇指指向电流方向,再将其它四根手指握紧电线,则弯曲的方向决定磁场的方向。
  1. 螺线管载有的电流,会产生磁场。使用右手定则,可以判断磁场方向。将右手握住螺线管,四根手指朝着电流方向指去,然后将大拇指沿着螺线管的中心轴伸直,则磁场的方向即为大拇指所指的方向。
  2. 右手定则也可以用来辨明一条电线四周磁场的方向。对于这用法,右手定则称为“安培右手定则”,或“安培定则”。如右图所示,假若将右手的大拇指朝着电线的电流方向指去,再将其它四根手指握紧电线,则四根手指弯曲的方向为磁场的方向。

矢量微积分里,右手定则被用来定义面积矢量和其边界矢量之间的关系:将四根手指指向边界矢量的方向,大拇指为面积矢量的方向。

应用

右手定则可以用来找到两个矢量的叉积的方向。由于这用途,在物理学里,每当叉积出现时,就可以使用右手定则。以下列出一些物理量,它们的方向可以用右手定则找出:

左手系统

弗莱明左手定则,左手三根手指互相垂直,中指的方向为电流方向、食指的是磁场方向、大拇指的则是导体感受到的推力的方向

在某些状况,可能会使用到左手定则。例如,左手性物质(left-handed material)。通常在正常状况,电磁波的电场、磁场、波动的传播方向会遵守右手定则。但是,左手性物质的折射指数是负值。因此,波动会朝着反方向传播。

弗莱明左手定则,又称电动机定则,可以求出处于磁场的载流导线所感受到的推力的方向。

备注

中国的有些物理教科书中的右手定则实为弗莱明右手定则的变体,而将这个定则叫做“右手螺旋定则”。

参考文献

  1. ^ Fleming, John Ambrose. Magnets and Electric Currents, 2nd Edition. London: E.& F. N. Spon. 1902: 173–174.
  2. ^ Right and left hand rules. Tutorials, Magnet Lab U. National High Magnetic Field Laboratory. [2008-04-30]. (原始内容存档于2010-12-30).
  3. ^ 鲍格成、廖哲义. 電工機械1. 陈本源. : 28. ISBN 978-957-21-8446-2 (中文). 佛莱明右手定则(Fleming's right hand rule)又称为发电机定则
  4. ^ 鲍格成、廖哲义. 電工機械1. 陈本源. : 28. ISBN 978-957-21-8446-2 (中文). 拇指所指的方向表示导体的运动方向

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