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    磁場的基本特點及運動相對性

    2016/9/19 11:38:25

    基本特點

    與電場相仿,磁場是在一定空間區域內連續分布的向量場,描述磁場的基本物理量是磁感應強度矢量B ,也可以用磁感線形象地表示。然而,作為一個矢量場,磁場的性質與電場頗為不同。

    運動電荷或變化電場產生的磁場,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簇,不中斷,不交叉。換言之,在磁場中不存在發出磁力線的源頭,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。

    在量子力學里,科學家認為,純磁場(和純電場)是虛光子所造成的效應。以標準模型的術語來表達,光子是所有電磁作用的顯現所依賴的媒介。在低場能量狀況,其中的差別是可以忽略的。

    運動相對性

    磁場的運動相對性是指與場源同速運動的觀察者及其檢測儀器都不能測到運動中的場源所產生的磁場,而與場源不同速時則可測到場源的磁場。例如在地球表面參考系中,我們測定靜止于地球表面的電子不產生磁場,但是這個靜止于地球表面的電子卻在不停地隨同地表進行自轉并圍繞太陽公轉。又例如,使導線對外產生磁場的電流是大量電子定向運動的結果。該載流導線在對外產生磁場的同時,其中的每一個運動電子并不被與其同行的其它電子的磁場所干擾,因為所有同行的電子都具有同等磁化而無法感受到其它電子磁場的存在。

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