探秘神奇的磁场(驱动未来科普书系)_刘清廷　编著_9787514307481

指南针用于航海的记录，最早见于宋代朱或（汴）的《萍洲可谈》：舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。以后，关于指南针的记载极丰。到了明代，遂有郑和下西洋，使用指南针，远洋航行到非洲东海岸之壮举。西方关于指南针航海的记载，是在1207年英国纳肯的《论器具》中。
　　极光，源于宇宙中的高能荷电粒子，它们在地磁场作用下折向南北极地区，与高空中的气体分子、原子碰撞，使分子、原子激发而发光。我国研究人员在历代古籍中业已发现，自公元前2000年到公元1751年，有关极光记载达474次。在公兀1~10世纪的180余次记载中，有确切日期的达140次之多。在西方最早记载极光的，当推古希腊学者亚里士多德，他称极光为天上的裂缝。

　　虽然很早以前，人类就已知道磁石和其奥妙的磁性，最早出现的几个学术性论述之一，是由法国学者皮埃丨德马立克(PierredeMaricourt)于公元1269年写成的论文《Epistolademagnete（磁石书信〉》.德马立克仔细标明了铁针在块型磁石附近各个位置的定向，从这些记号，又描绘出很多条磁场线。他发现这些磁场线相会于磁石的相反两端位置，就好像地球的经线相会于南极与北极。因此，他称这两位置为磁极。几乎3个世纪后，威廉吉尔伯特(WilliamGilbert)主张地球本身就是一个大磁石，其两个磁极分别位于南极与北极。出版于1600年，吉尔伯特的巨著《论磁石》(DeMagnete)开创磁学为一门正统科学学术领域。
　　在电磁学里，磁石、磁铁、电流、含时电场，都会产生磁场。处于磁场中的磁性物质或电流，会因为磁场的作用而感受到磁力，因而显示出磁场的存在。磁场是一种矢量场；磁场在空间里的任意位置都具有方向和数值大小。
　　磁铁与磁铁之间，通过各自产生的磁场，互相施加作用力和力矩于对方。运动中的电荷会产生磁场。磁性物质产生的磁场可以用电荷运动模型来解释。
　　当施加外磁场于物质时，磁性物质的内部会被磁化，会出现很多微小的磁偶极子。磁化强度估量物质被磁化的程度。知道磁性物质的磁化强度，就可以计算出磁性物质本身产生的磁场。创建磁场需要输入能量。当磁场被湮灭时，这能量可以再回收利用，因此，这能量被视为储存于磁场。
　　电场是由电荷产生的。电场与磁场有密切的关系；含时磁场会生成电场，含时电场会生成磁场。麦克斯韦方程组可以描述电场、磁场、产生这些矢量场的电流和电荷，这些物理量之间的详细关系。根据狭义相对论，电场和磁场是电&场的两面。设定两个参考系4和8，相对于参考系八，参考系8以有限速度移动。从参考系人观察为静止电荷产生的纯电场，在参考系8观察则成为移动中的电荷所产生的电场和磁场。
　　在量子力学里，科学家认为，纯磁场（和纯电场）是虚光子所造成的效应。以标准模型的术语来表达，光子是所有电磁作用的显现所依赖的媒介。对于大多数案例，不需要这样微观的描述，在本文章内陈述的简单经典理论就足足有余了；在低场能量状况，其中的差别是可以忽略的。
　　在古今社会里，很多对世界文明有重大贡献的发明都涉及到磁场的概念。地球能够产生自己的磁场，这在导航方面非常重要，因为指南针的指北极准确地指向位置在地球的地理北极附近的地磁北极。电动机和发电机的运作都依赖因磁铁转动而随着时间改变的磁场。通过霍尔效应，可以给出物质的带电粒子的性质。磁路学专门研讨，各种各样像变压器一类的电子元件，其内部磁场的相互作用。

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