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磁场是什么意思

磁场是什么意思

2023-09-14 11:08:56 279浏览

磁场是一种看不见、摸不着,而又客观存在的特殊物质,能对放入其中的小磁针有磁力作用。磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用是以磁场作为媒介的,磁体不用在物理层面接触就能发生作用。

磁场是什么意思?

磁场,物理学上指受到磁性影响的区域,具体表现为:穿越该区域的电荷或置于该区域中的磁极会受到机械力的作用。此外,磁场也常被借指有巨大吸引力的场所。譬如《花城》1981年第6期中写道:“离开祖国已有两个半月…我怎么能留下呢?但这里却出现了一个磁场。”

磁场的产生原理:

1、由于经典物理中至今还拒绝使用基本粒子的概念来研究磁场问题,致使电磁学和电动力学都将产生磁场的原因定义为点电荷的定向运动,并将磁铁的成因解释为磁畴。现代物理证明,任何物质的终极结构组成都是电子(带单位负电荷),质子(带单位正电荷)和中子(对外显示电中性)。点电荷就是含有过剩电子(带单位负电荷)或质子(带单位正电荷)的物质点,因此电流产生磁场的原因只能归结为运动电子产生磁场。

2、一个静止的电子具有静止电子质量和单位负电荷,因此对外产生引力和单位负电场力作用。当外力对静止电子加速并使之运动时,该外力不但要为电子的整体运动提供动能,还要为运动电荷所产生的磁场提供磁能。可见,磁场是外力通过能量转换的方式在运动电子内注入的磁能物质。电流产生磁场或带负电的点电荷产生磁场都是大量运动电子产生磁场的宏观表现。

3、同样道理,由一个运动的带正电的点电荷所产生的磁场,是其中过剩的质子从外力所获取的磁能物质的宏观体现。但其磁能物质又分别依附于其中带有电荷的粒子—夸克。

4、传递运动电荷或电流之间相互作用的物理场,由运动电荷或电流产生,同时对产生场中其它运动电荷或电流发生力的作用。磁场是物质的一种形态。

5、磁铁与磁铁之间,通过各自产生的磁场,互相施加作用力和力矩于对方。运动中的电荷会产生磁场。磁性物质产生的磁场可以用电荷运动模型来解释。

6、电场是由电荷产生的。电场与磁场有密切的关系;有时磁场会生成电场,有时电场会生成磁场。麦克斯韦方程组可以描述电场、磁场、产生这些矢量场的电流和电荷,这些物理量之间的详细关系。根据狭义相对论,电场和磁场是电磁场的两面。设定两个参考系A和B,相对于参考系A,参考系B以有限速度移动。从参考系A观察为静止电荷产生的纯电场,在参考系B观察则成为移动中的电荷所产生的电场和磁场。

磁场的基本特点:

1、与电场相仿,磁场是在一定空间区域内连续分布的向量场,描述磁场的基本物理量是磁感应强度矢量B ,也可以用磁感线形象地表示。然而,作为一个矢量场,磁场的性质与电场颇为不同。

2、运动电荷或变化电场产生的磁场,或两者之和的总磁场,都是无源有旋的矢量场,磁力线是闭合的曲线簇,不中断,不交叉。换言之,在磁场中不存在发出磁力线的源头,也不存在会聚磁力线的尾闾,磁力线闭合表明沿磁力线的环路积分不为零,即磁场是有旋场而不是势场(保守场),不存在类似于电势那样的标量函数。

3、在量子力学里,科学家认为,纯磁场(和纯电场)是虚光子所造成的效应。以标准模型的术语来表达,光子是所有电磁作用的显现所依赖的媒介。在低场能量状况,其中的差别是可以忽略的。

磁场的运动相对性:

1、磁场的运动相对性是指与场源同速运动的观察者及其检测仪器都不能测到运动中的场源所产生的磁场,而与场源不同速时则可测到场源的磁场。

2、例如在地球表面参考系中,我们测定静止于地球表面的电子不产生磁场,但是这个静止于地球表面的电子却在不停地随同地表进行自转并围绕太阳公转。又例如,使导线对外产生磁场的电流是大量电子定向运动的结果。该载流导线在对外产生磁场的同时,其中的每一个运动电子并不被与其同行的其它电子的磁场所干扰,因为所有同行的电子都具有同等磁化而无法感受到其它电子磁场的存在。