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什么是磁場是怎樣產(chǎn)生的?

2020-07-18 14:59:13

磁極或任何電流回路的周圍以及被磁化后的物體內(nèi)外,都對磁針或運動電荷具有磁力作用,這種有磁力作用的空間稱為磁場。它和電場相似,也具有力和能的特性。

電流、運動電荷、磁體或變化電場周圍空間存在的一種特殊形態(tài)的物質(zhì)。由于磁體的磁性來源于電流,電流是電荷的運動,因而概括地說,磁場是由運動電荷或變化電場產(chǎn)生的。磁場的基本特征是能對其中的運動電荷施加作用力,磁場對電流、對磁體的作用力或力矩皆源于此。

與電場相仿,磁場是在一定空間區(qū)域內(nèi)連續(xù)分布的矢量場,描述磁場的基本物理量是磁感應(yīng)強度矢量B ,也可以用磁力線形象地圖示。然而,作為一個矢量場,磁場的性質(zhì)與電場頗為不同。運動電荷或變化電場產(chǎn)生的磁場,或兩者之和的總磁場,都是無源有旋的矢量場,磁力線是閉合的曲線族,不中斷,不交叉。換言之,在磁場中不存在發(fā)出磁力線的源頭,也不存在會聚磁力線的尾閭,磁力線閉合表明沿磁力線的環(huán)路積分不為零,即磁場是有旋場而不是勢場(保守場),不存在類似于電勢那樣的標量函數(shù)。


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電磁場是電磁作用的媒遞物,是統(tǒng)一的整體,電場和磁場是它緊密聯(lián)系、相互依存的兩個側(cè)面,變化的電場產(chǎn)生磁場,變化的磁場產(chǎn)生電場,變化的電磁場以波動形式在空間傳播。電磁波以有限的速度傳播,具有可交換的能量和動量,電磁波與實物的相互作用,電磁波與粒子的相互轉(zhuǎn)化等等,都證明電磁場是客觀存在的物質(zhì),它的"特殊"只在于沒有靜質(zhì)量。

磁現(xiàn)象是最早被人類認識的物理現(xiàn)象之一,指南針是中國古代一大發(fā)明。磁場是廣泛存在的,地球,恒星(如太陽),星系(如銀河系),行星、衛(wèi)星,以及星際空間和星系際空間,都存在著磁場。為了認識和解釋其中的許多物理現(xiàn)象和過程,必須考慮磁場這一重要因素。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和人類生活中,處處可遇到磁場,發(fā)電機、電動機、變壓器、電報、電話、收音機以至加速器、熱核聚變裝置、電磁測量儀表等無不與磁現(xiàn)象有關(guān)。甚至在人體內(nèi),伴隨著生命活動,一些組織和器官內(nèi)也會產(chǎn)生微弱的磁場。


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