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磁场

类似于电场,磁场是在某个空间区域中连续分布的矢量场。描述磁场的基本物理量是磁感应矢量B,其也可以由磁感应线图形表示。
然而,作为矢量场,磁场的性质与电场的性质完全不同。由变化的电场产生的移动电荷或磁场,或者两者之和的总磁场,是被动旋转的矢量场,并且磁力线是闭合曲线族,没有中断或交叉。
换句话说,没有源在磁场中发射磁力线,并且没有磁场线的尾部缠结。闭合的磁力线表示沿磁力线的积分不是零,即磁场具有旋转场而不是势场(保守场)。
存在类似电势的标量函数。磁感应强度:通过垂直于磁力线方向的单位区域的磁力线的数量,也称为磁力线密度,也称为磁通密度,以B表示,以特殊为单位(Sla)T。
磁通量:磁通量是通过某个横截面积的磁力线总数,以Φ表示,单位为韦伯,符号为Wb。通过线圈的磁通量的表达式为:Φ= B·S(其中B是磁感应强度,S是线圈的面积。
)1Wb = 1T·m2磁场方向:北极小磁针指定在磁场中的某一点。磁场力的方向是电磁场的方向。
磁力线:在磁场中绘制一些曲线,使曲线上任意点的切线方向与此时的磁场方向相同。这些曲线称为磁力线。
磁力线是闭合曲线。规定小磁针的北极方向是磁力线的方向。
磁铁周围的磁力线从N极到S极,磁铁内部的磁力线从S极到N极。地磁场由基本磁场和变化磁场两部分组成,它们的成因完全不同。
基本磁场是地球磁场的主要部分。它起源于地球内部,相对稳定,变化非常缓慢。
变化的磁场包括地磁场的各种短期变化,主要来自地球外部,并且非常弱。地球的基本磁场可分为偶极磁场,非偶极磁场和地磁异常。
偶极磁场是地磁场的基本组成部分,其强度约占地球磁场总强度的90%。它是由地球液体外核中的电磁流体动力学过程产生的,即自激电动机效应。
非偶极磁场主要分布在东亚,西非,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%。
地磁异常进一步分为区域异常和局部异常,这些异常与岩石和矿体的分布有关。地球变化的磁场可分为两种主要类型:平静变化和干扰变化。
平静的变化主要是太阳日周期的日照变化,其场源分布在电离层中。干扰变化包括磁暴,地磁亚暴,太阳扰动和地磁脉动。
场源是各种瞬态电流系统,其中太阳粒子辐射与磁层和电离层中的地球磁场相互作用。磁暴是同时发生在世界上的强烈磁场干扰。
持续时间约为1-3天,振幅可达10纳米。其他几种干扰主要分布在地球的极光区。
除源场外,变化的磁场也有内部源场。内源场是由地球内部外部源场引起的电流产生的。
对变化的磁场使用高斯球谐分析可以区分这种内部和外部场。根据变化磁场的内外场之间的关系,可以得到地球内部电导率的分布。
这已经成为一个重要的地磁领域,称为地球电磁感应。地球变化的磁场与磁层和电离层的电磁过程以及地壳上地幔的电结构有关。
因此,它在空间物理和固体地球物理研究中具有重要意义。电磁场是电场和磁场的组合。
电场和磁场的传播产生称为电磁场的力场。我们通常称之为“现场”的是指太空中的一个区域。
进入该区域的物体会感受到力的作用。例如,我们生活在地球的重力场中,生活在地磁的磁场中。
更加笼罩在强大的电场中。电磁场可以由带电粒子以可变速度移动,或者由具有强或弱变化的电流引起。
无论原因如何,电磁场总是围绕光速传播以形成电磁波。电磁场是电磁作用的中介,具有能量和动量,是物质存在的一种形式。
电磁场的性质,特征和运动由麦克斯韦方程确定。