磁場(chǎng)的特點(diǎn)和應(yīng)用
磁場(chǎng)的特點(diǎn)和應(yīng)用
磁場(chǎng)是一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)，磁場(chǎng)不是由原子或分子組成的，但磁場(chǎng)是客觀存在的。那形成磁場(chǎng)的條件有哪些呢?下面就讓學(xué)習(xí)啦小編來給你科普一下磁場(chǎng)是如何形成的。
磁場(chǎng)形成的原因
由于經(jīng)典物理中至今還拒絕使用基本粒子的概念來研究磁場(chǎng)問題，致使電磁學(xué)和電動(dòng)力學(xué)都將產(chǎn)生磁場(chǎng)的原因定義為點(diǎn)電荷的定向運(yùn)動(dòng)，并將磁鐵的成因解釋為磁疇。現(xiàn)代物理證明，任何物質(zhì)的終極結(jié)構(gòu)組成都是電子(帶單位負(fù)電荷)，質(zhì)子(帶單位正電荷)和中子(對(duì)外顯示電中性)。點(diǎn)電荷就是含有過剩電子(帶單位負(fù)電荷)或質(zhì)子(帶單位正電荷)的物質(zhì)點(diǎn)，因此電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的原因只能歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電子產(chǎn)生磁場(chǎng)。
一個(gè)靜止的電子具有靜止電子質(zhì)量和單位負(fù)電荷，因此對(duì)外產(chǎn)生引力和單位負(fù)電場(chǎng)力作用。當(dāng)外力對(duì)靜止電子加速并使之運(yùn)動(dòng)時(shí)，該外力不但要為電子的整體運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)能，還要為運(yùn)動(dòng)電荷所產(chǎn)生的磁場(chǎng)提供磁能?？梢?，磁場(chǎng)是外力通過能量轉(zhuǎn)換的方式在運(yùn)動(dòng)電子內(nèi)注入的磁能物質(zhì)。電流產(chǎn)生磁場(chǎng)或帶負(fù)電的點(diǎn)電荷產(chǎn)生磁場(chǎng)都是大量運(yùn)動(dòng)電子產(chǎn)生磁場(chǎng)的宏觀表現(xiàn)。
同樣道理，由一個(gè)運(yùn)動(dòng)的帶正電的點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，是其中過剩的質(zhì)子從外力所獲取的磁能物質(zhì)的宏觀體現(xiàn)。但其磁能物質(zhì)又分別依附于其中帶有電荷的夸克。
傳遞運(yùn)動(dòng)電荷或電流之間相互作用的物理場(chǎng)，由運(yùn)動(dòng)電荷或電流產(chǎn)生，同時(shí)對(duì)產(chǎn)生場(chǎng)中其它運(yùn)動(dòng)電荷或電流發(fā)生力的作用。磁場(chǎng)是物質(zhì)的一種形態(tài)。
磁鐵與磁鐵之間，通過各自產(chǎn)生的磁場(chǎng)，互相施加作用力和力矩于對(duì)方。運(yùn)動(dòng)中的電荷會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁性物質(zhì)產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以用電荷運(yùn)動(dòng)模型來解釋。
電場(chǎng)是由電荷產(chǎn)生的。電場(chǎng)與磁場(chǎng)有密切的關(guān)系;有時(shí)磁場(chǎng)會(huì)生成電場(chǎng)，有時(shí)電場(chǎng)會(huì)生成磁場(chǎng)。麥克斯韋方程組可以描述電場(chǎng)、磁場(chǎng)、產(chǎn)生這些矢量場(chǎng)的電流和電荷，這些物理量之間的詳細(xì)關(guān)系。根據(jù)狹義相對(duì)論，電場(chǎng)和磁場(chǎng)是電磁場(chǎng)的兩面。設(shè)定兩個(gè)參考系A(chǔ)和B，相對(duì)于參考系A(chǔ)，參考系B以有限速度移動(dòng)。從參考系A(chǔ)觀察為靜止電荷產(chǎn)生的純電場(chǎng)，在參考系B觀察則成為移動(dòng)中的電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)和磁場(chǎng)。
磁場(chǎng)的基本特點(diǎn)
與電場(chǎng)相仿，磁場(chǎng)是在一定空間區(qū)域內(nèi)連續(xù)分布的向量場(chǎng)，描述磁場(chǎng)的基本物理量是磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量B ，也可以用磁感線形象地表示。然而，作為一個(gè)矢量場(chǎng)，磁場(chǎng)的性質(zhì)與電場(chǎng)頗為不同。
運(yùn)動(dòng)電荷或變化電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，或兩者之和的總磁場(chǎng)，都是無源有旋的矢量場(chǎng)，磁力線是閉合的曲線簇，不中斷，不交叉。換言之，在磁場(chǎng)中不存在發(fā)出磁力線的源頭，也不存在會(huì)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(chǎng)是有旋場(chǎng)而不是勢(shì)場(chǎng)(保守場(chǎng))，不存在類似于電勢(shì)那樣的標(biāo)量函數(shù)。
在量子力學(xué)里，科學(xué)家認(rèn)為，純磁場(chǎng)(和純電場(chǎng))是虛光子所造成的效應(yīng)。以標(biāo)準(zhǔn)模型的術(shù)語來表達(dá)，光子是所有電磁作用的顯現(xiàn)所依賴的媒介。在低場(chǎng)能量狀況，其中的差別是可以忽略的。
磁場(chǎng)的主要功能
磁場(chǎng)是對(duì)放入其中的磁體有磁力的作用的物質(zhì)叫做磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的基本特征是能對(duì)其中的運(yùn)動(dòng)電荷施加作用力，即通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)的作用力。磁場(chǎng)對(duì)電流、對(duì)磁體的作用力或力距皆源于此。而現(xiàn)代理論則說明，磁力是電場(chǎng)力的相對(duì)論效應(yīng)，受到磁性影響的區(qū)域,顯示出穿越該區(qū)域的電荷或置于該區(qū)域中的磁極會(huì)受到機(jī)械力的作用。
當(dāng)施加外磁場(chǎng)于物質(zhì)時(shí)，磁性物質(zhì)的內(nèi)部會(huì)被磁化，會(huì)出現(xiàn)很多微小的磁偶極子。磁化強(qiáng)度估量物質(zhì)被磁化的程度。知道磁性物質(zhì)的磁化強(qiáng)度，就可以計(jì)算出磁性物質(zhì)本身產(chǎn)生的磁場(chǎng)。創(chuàng)建磁場(chǎng)需要輸入能量。當(dāng)磁場(chǎng)被湮滅時(shí)，這能量可以再回收利用，因此，這能量被視為儲(chǔ)存于磁場(chǎng)。
磁體周圍存在磁場(chǎng)，磁體間的相互作用就是以磁場(chǎng)作為媒介的。電流、運(yùn)動(dòng)電荷、磁體或變化電場(chǎng)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(yùn)動(dòng)，因而概括地說，磁場(chǎng)是由運(yùn)動(dòng)電荷或變化電場(chǎng)產(chǎn)生的。
磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的物理量，是矢量，單位:(T)，1T=1N/A?m。對(duì)放入其中的小磁針有磁力的作用的物質(zhì)叫做磁場(chǎng)。磁場(chǎng)是一種看不見，而又摸不著的特殊物質(zhì)。
磁場(chǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域
磁現(xiàn)象是最早被人類認(rèn)識(shí)的物理現(xiàn)象之一，指南針是中國古代一大發(fā)明。磁場(chǎng)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(chǎng)。為了認(rèn)識(shí)和解釋其中的許多物理現(xiàn)象和過程，必須考慮磁場(chǎng)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(chǎng)，發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器、電報(bào)、電話、收音機(jī)以至加速器、熱核聚變裝置、電磁測(cè)量?jī)x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(dòng)，一些組織和器官內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生微弱的磁場(chǎng)。地球的磁級(jí)與地理的兩極相反。
在古今社會(huì)里，很多對(duì)世界文明有重大貢獻(xiàn)的發(fā)明都涉及到磁場(chǎng)的概念。地球能夠產(chǎn)生自己的磁場(chǎng)，這在導(dǎo)航方面非常重要，因?yàn)橹改厢樀闹副睒O準(zhǔn)確地指向位置在地球的地理北極附近的地磁南極(地理北極實(shí)際上是地磁南極，地理南極實(shí)際上是地磁北極)。電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的運(yùn)作都依賴因磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)而隨著時(shí)間改變的磁場(chǎng)。通過霍爾效應(yīng)，可以給出物質(zhì)的帶電粒子的性質(zhì)。磁路學(xué)專門研討，各種各樣像變壓器一類的電子元件，其內(nèi)部磁場(chǎng)的相互作用。
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4.有成功意識(shí)才會(huì)產(chǎn)生成功磁場(chǎng)