磁场[转] _生活百科-四川龙网

2011年03月16日磁场科学技术表名称的词界说中文名称：磁场英文名称：magnetic field 界说：自然界中的基本场之一，是电磁场的1个组成部分，用磁场强度H和磁感应强度B表征。所属学科：电力（一级学科）；通论（二级学科）磁场是一种看不见，而又摸不着的特殊物质，它具备波粒的辐射特性。磁体四周存在磁场，磁体间的相互效用就是以磁场作为媒介的。电流、运动电荷、磁体或变化电场四周空间存在的一种特殊形态的物质。由于磁体的磁性来历于电流，电流是电荷的运动，因而概括地说，磁场是由运动电荷或电场的变化而孕育发生的。目录磁场的基本特征是能对其中的运动电荷施加效用力，即通电导体在磁场中受到磁场的效用力。磁场对电流、对磁体的效用力或力距皆源于此。而现代办署理论则说明，磁力是电场力的相对于论效应。与电场相仿，磁场是在一定空间地区范围内持续漫衍的矢量场，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图示。然而，作为1个矢量场，磁场的性子与电场颇为不同。运动电荷或变化电场孕育发生的磁场，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，不间断，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。电磁场是电磁效用的媒递物，是统一的整体，电场和磁场是它紧密联系、相互依存的两个侧面，变化的电场孕育发生磁场，变化的磁场孕育发生电场，变化的电磁场以波动形式在空间流传。电磁波以有限的速度流传，具备可交换的能+量和动量，电磁波与实物的相互效用，电磁波与粒子的相互转化等等，都证实电磁场是客观存在的物质，它的“特殊”只在于没有静质量。磁现象是最先被人类认识的物理现象之一，指南针是中国古代一大发现。磁场是广泛存在的，地球，恒星(如太阳)，星系（如星河系），行星、卫星，和星际空间和星系际空间，都存在着磁场。为了认识和解释其中的很多物理现象和过程，必需考虑磁场这一重要因素。在现代科学技能和人类生活中，处处可碰到磁场，发电机、马达、变压器、电报、电话、收音机以至加速器、热核聚变装置、电磁测量仪表等无不与磁现象有关。甚至在人体内，陪同着生命活动，一些社团和器官内也会孕育发生微弱的磁场。地球的磁级与地舆的两极相反。术语介绍磁感应强度：与磁力线方向垂直的单位平面或物体表面的大上所通过的磁力线数目，又叫磁力线的疏密程度，也叫磁通疏密程度，用B表示，单位为特（斯拉）T 。磁通量：磁通量是通过某一截平面或物体表面的大的磁力线总额，用Φ表示，单位为韦伯（Weber），符号是Wb 。通过一线圈的磁通的抒发式为：Φ=B·S（其中B为磁感应强度，S为该线圈的平面或物体表面的大。） 1Wb=1T·m2磁场方向规定小针形磁铁的北极在磁场中某点所受磁场力的方向为该电磁场的方向。从北极出发到南极的方向，在磁体内部是由南极到北极，在外可表现为磁感线的切线方向或放入磁场的小针形磁铁在静止时北极所指的方向!磁场的两极与地舆的两极正好相反，且一端的两种极之间存在1个偏角，称为磁偏角！磁偏角不断地发生迟缓变化！掌握磁偏角的变化对应用指南针指向具备重要磁感线在磁场中画一些曲线，使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向不异，这些曲线叫磁力线。磁力线是闭合曲线。规定小针形磁铁的北极所指的方向为磁力线的方向。磁铁四周的磁力线都是从N极出来步入S极，在磁体内部磁力线从S极到N极。磁场类型 1.恒定磁场磁场强度和方向保持不变的磁场称为恒定磁场或恒磁场，如铁磁片和通以直流电的电磁铁所孕育发生的磁场。2.交变磁场磁场强度和方向在规律变化的磁场，如工频磁疗机和异极旋转磁疗器孕育发生的磁场。3.脉动磁场磁场强度有规律变化而磁场方向不变了样子的磁场，犹如极旋转磁疗器、通过脉动直流电磁铁孕育发生的磁场。4.电子脉冲磁场用间歇振荡器孕育发生间歇电子脉冲电流，将这种电畅通入电磁铁的线圈即可孕育发生各种外形的电子脉冲磁场。电子脉冲磁场的独特的地方是间歇式出现磁场，磁场的变化频率、波形和峰值可根据需要进行调节。恒磁场又称为静磁场，而交变磁场，脉动磁场和电子脉冲磁场归属动磁场。磁场的空间各处的磁场强度相等或大致相等的称为匀称磁场，否则就称为非匀称磁场。离开磁极表面越远，磁场越弱，磁场强度呈梯度变化。编纂本段形成缘故原由假想有一根竖立的金属棒，上下两端加上电位差要得电子朝向正电位端加速，而另一端由于缺乏电子而带正电。这样的电流会在四周空间形成磁场。编纂本段电磁场电磁场（electromagnetic field）是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称。随时间变化的电场孕育发生磁场，随时间变化的磁场孕育发生电场，两者互为因果，形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起，也可由强弱变化的电流引起，不论缘故原由如何，电磁场总是以光速向四周流传，形成电磁波。电磁场是电磁效用的媒递物，具备能+量和动量，是物质存在的一种形式。电磁场的性子、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。地磁场地磁场（geomagnetic field）是从地心至磁层顶的空间范围内的磁场。地磁学的主要研究对象。人类对地磁场存在的早期认识，来历于天然磁石和针形磁铁的指极性。地磁的北磁极在地舆的南极附近；地磁的南磁极在地舆的北极附近。针形磁铁的指极性是由于地球的北磁极（磁性为S极）吸引着针形磁铁的N极，地球的南磁极（磁性为N极）吸引着针形磁铁的S极。这个解释最初是英国W.吉伯于1600年提出的。吉伯所作出的地磁场来历于地球本体的假定是正确的。这已为1839年德国数学家C.F.高斯首次运用球谐函数阐发法所证实。地磁的磁感线和地舆的经线是不平行的，它们之间的夹角叫做磁偏角。中国古代的著名科学家沈括是第1个注意到磁偏角现象的科学家。地磁场是1个向量场。描述空间某一点地磁场的强度和方向，需要三个独立的地磁要素。常用的地磁要素有7个，即地磁场总强度F，程度强度H，垂直强度Z，X和Y分别为H的北向和东向斤两，D和I分别为磁偏角和磁倾角。其中以磁偏角的观测汗青为最先。在现代的地磁场观测中，地磁台一般只记载H，D，Z或X，Y，Z 。近地空间的地磁场，像1个匀称磁化球体的磁场，其强度在地面两极附近还不到1高斯，所以地磁场是非常弱的磁场。地磁场强度的单位已往凡是接纳伽马（γ），即1纳特斯拉。1960年决议接纳特斯拉作为国际测磁单位，1高斯＝10^(-4)特斯拉（T），1伽马＝10^(-9)特斯拉＝1纳特斯拉（nT），略称纳特。地磁场虽然很弱，但却延长到很远的空间，保护着地球上的生物和人类，使之免受宇宙辐射的侵害。地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分，它们在成因上完全不同。基本磁场是地磁场的主要部分，起源于地球内部，比较稳定，变化非常迟缓。变化磁场包括地磁场的各种短期变化，主要起源于地球外部，并且很微弱。地球的基本磁场可分为偶极子磁场、非偶极子磁场和地磁异常几个组成部分。偶极子磁场是地磁场的基本成分，其强度约占地磁场总强度的90％，孕育发生于地球液态外核内的电磁流体力学过程，即自激发电机效应。非偶极子磁场主要漫衍在亚洲东部、非洲西部、南大西洋和南印度洋等几个地区，平均强度约占地磁场的10％。地磁异常又分为地区范围异常和局部异常，与岩石和矿体的漫衍有关。地球变化磁场可分为平静变化和滋扰变化两大类型。平静变化主如果以1个太阳日为周期的太阳静日变化，其场源漫衍在电离层中。滋扰变化包括磁爆炸、地磁亚暴、太阳扰日变化和地磁脉动等，场源是太阳粒子辐射同地磁场相互效用在磁层和电离层中孕育发生的各种短暂的电流体系。磁爆炸是全球同时发生的强烈磁扰，持续时间约为1～3天，幅度可达10纳特。其它几种滋扰变化主要漫衍在地球的极光区内。不计算在内源场外，变化磁场还有内源场。内源场是由外源场在地球内部感应出来的电流所孕育发生的。将高斯球谐阐发用于变化磁场，可将这种内、外场区别开。根据变化磁场的内、外场相互关系，可以得出地球内部电导率的漫衍。这已成为地磁学的1个重方法域，叫做地球电磁感应。地球变化磁场既和磁层、电离层的电磁过程相联系，又和地壳上地幔的电性布局有关，所以在空间物理学和固体地球物理学的研究中都具备重要意义。西方强国《国度地舆杂志》发表文章解释了地球磁场“南边和北边颠倒”的缘故原由。1845年德国数学家卡尔·高斯开始记载地球磁场数据，与那时比拟，今天的磁场强度减弱了近10%左右。而且这种势头还将继续。电脑摹拟系统“助阵”科学家说，这种现象并不稀有。在已往的数十亿年中，地球磁场曾经多次发生翻滚转动，这可以在地球岩石中找到大量证据。而她们在最近几十年中成长的电脑摹拟系统，可以大好地演习这个翻滚转动过程。西方强国加州大学的地球科学和磁场专业人士加里·格拉兹迈尔说：“咱们可以在岩石上看到翻滚转动的情形，但是岩石不会告诉咱们为啥子。电脑摹拟系统能说明这一切。”这一系统就是格拉兹迈尔和他的同事保尔·罗伯兹共同研发的。从地质记载来看，地球磁场平均大约每20万年翻滚转动一次，不过时间也可能相差很大，并不固定，上一次磁场翻滚转动是在78万年前。专业人士认为，地球磁场来自地球深处的地心部分。固体的地心四周是居于熔解状的铁和镍液体。地心在金属液中的运动，孕育发生了电流，形成为了地球磁场。而该磁场屏蔽了宇宙射线，主如果太阳风暴对地球的袭击，保护了地球生命的传续。科学家发现，火山岩浆凝集时，其中的铁总是按磁场方向摆列。专业人士把这一现象称为地球动力学，地球磁场是由地球动力支配的，她们根据这一理论成长的电脑摹拟系统发现，地心四周的液体物质，总是居于不稳定状况，以非常迟缓的速度转一下，一般大约每年移动一度。然而在受到某种滋扰时，这个速度会变得越来越快，使原有的磁场偏离极地越来越远，最后发生两极互换的现象。西方强国约翰·霍普金斯大学的地球物理学家皮特·奥森正在严密关注地球磁场的变化。他说，随着时间的推移，咱们能够追踪到它的轨迹。就像飓风预告一样，咱们会知道翻滚转动现象啥子时候发生。加里·格拉兹迈尔安慰大家说：“这个现象曾经发生过多次了，生命不会因此灭绝的。”新闻配景磁场颠倒将威胁到生物磁场颠倒将威胁到到生物。首先，很多依靠鉴别地球两极而迁移的动物将会“乱了方寸” 。几万年来，蜜蜂、鸽子、鲸鱼、鲑鱼、红龟、津巴布韦鼹鼠等动物一直依赖先天性的本能在磁场的指引下秋移春返，一旦磁场消失，它们的运气很难预测。大家都知道地球磁极要随着时间流逝而变换，南极变北极，北极变南极。而且两次变换之间的时间间隔不等，平均为25万年。科学家发现，此前的一次变换发生在75万年前，因此她们预料，不长还会发生新的两极变换。这样就孕育发生了1个需要解答的题目：地球磁极变换会不会使地球磁场短时间消失，从而落空了防止宇宙带电粒子到达地球的能力，引起一些科幻电影所描述的紧张自然灾害呢？德国慕尼黑大学的赫拉德·勒施等人的研究发现，不会发生这样的灾难，而其中的拯救英雄就是太阳风。赫拉德·勒施等人发现，由带电粒子组成的太阳风，将在刹时成立起1个新磁场。别的，由于太阳风和地球等离子层运动速度相差很大，太阳风将很快在距离地面350千米的高度成立起1个磁防护伞，这个磁防护伞的磁场强度大致与今朝的地磁磁场强度一样。它们可以将宇宙中的带电粒子挡在地球大气层外，地球上的生物依然可以高枕无忧。[1]

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