摘要:通過磁感線可以清晰的瞭解磁體周圍磁場強弱分佈情況。磁力線並不是真實存在的,而是人爲想象出來的一種可以形象描述磁體周圍磁場分佈的一種方法,該方法最早是由法拉第提出來的。

磁力線是科學家發明的一種描述磁場分佈的方法

磁力線又叫做磁感線。磁力線並不是真實存在的,而是人爲想象出來的一種可以形象描述磁體周圍磁場分佈的一種方法,該方法最早是由法拉第提出來的。

如上圖所示,將U形磁鐵放入鐵屑當中,就可以形象的看見磁場的分佈,磁感線的靈感就來源於此。

通過磁感線可以清晰的瞭解磁體周圍磁場強弱分佈情況。磁鐵存在兩個磁極,即N極與S極,磁極周圍的磁感線最密集,離磁極越遠,磁感線就越稀疏。磁感線密集的地方磁力較強,磁感線稀疏的地方磁力較弱,通過磁感線的疏密變化,就可以清晰的瞭解磁場周圍的磁力分佈情況。

磁感線是閉合的曲線,彼此之間互不相交,分佈於無窮遠點(因爲電磁力是長程力,作用於無窮遠點),越遠越稀疏。我們規定:磁力線總是N極出發、S極到達,磁體內部的磁力線則從S極到N極。如下圖所示:

真實的磁場分佈是三維連續的,而我們描述的只是一個簡單的離散的二維狀態下的磁力分佈。

除了磁力線,類似的還有電力線,電力線是用來描述電場分佈情況的。

磁場的實質

磁場源於電荷的運動。許多微觀粒子都帶有電荷,比如質子帶正單位電荷(元電荷),電子帶負單位電荷,夸克帶有分子電荷。

凡是帶有電荷的粒子周圍都存在電場,當粒子運動時便產生了磁場,比如所有帶電粒子都存在自旋(類似於自轉)。總之磁場和電場是相伴相生的,因爲粒子不可能保持絕對靜止。

磁場和電場很相似。磁體之間,同極相斥,異極相吸;電荷有正電荷與負電荷之分,電荷之間同性相斥,異性相吸。

自然界中只有少數幾類物質具有天然的磁性,比如鐵鈷鎳等,這與它們的結構有關,特別是原子的結構。磁鐵的磁性來源於原子,而原子的磁性則主要來源於電子。電子主要有兩種運動方式,一種是自旋,還有一種是統原子核運動。通常情況下,物體內部的原子的磁場方向是雜亂分佈的,彼此之間相互抵消,對外便不顯磁性。

磁場之間可以相互疊加。金屬導線在通電之後,也會形成磁場,這兒的磁場就是由導體中的自由電荷在電場的作用下定向移動形成的。微觀電子的磁場通過疊加之後便成了宏觀世界中的磁場。利用這種原理可以製作軟磁體,也就是我們常說的電磁鐵,當通電之後,便會產生磁性,斷電之後磁性便會消失。利用這種原理可以製作軟磁體,也就是我們常說的電磁鐵,當通電之後,便會產生磁性,斷電之後磁性便會消失。

磁鐵是永磁體,這主要源於它特殊的結構,即使不帶磁性的鐵也可以在強磁場的作用下被磁化。不過需要注意的是,永磁體只有在一定溫度下才能保持磁性。

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