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磁性的几个基本概念

2018-11-17 06:42:13

在一块硬纸板的下面放两块磁铁,并且让它们的S极相对。纸板上面撒一些细的铁粉末。看会发生什么现象?铁的粉末会自动排列起来,形成一串串曲线的样子。其中,N极和S极之间的曲线是连续的,也就是说曲线从N极直至S极。而S极和S极之间的曲线互相排斥,不能融合和贯穿。这种现象说明,磁铁的磁极之间存在某种联系。因此,我们可以假想,在磁极之间存在着一种曲线,它代表着磁极之间相互作用的强弱。这种假想的曲线称为磁力线,并规定磁力线从N极出发,最终进入S极。这样,只要有磁极存在,它就向空间不断地发出磁力线,而且离磁极近的地方磁力线密,而远处磁力线稀疏。上图中铁粉末的排列形状就是磁力线的走向。   有了磁力线,我们就可以很方便地描述磁铁之间的相互作用。但是必须明白,磁力线是我们为了理解方便而假想的,实际上并不存在。在磁极周围的空间中真正存在的不是磁力线,而是一种场,我们称之为磁场。磁性物质的相互吸引等就是通过磁场进行的。我们知道,物质之间存在万有引力,它是一种引力场。磁场与之类似,是一种布满磁极周围空间的场。磁场的强弱可以用假想的磁力线数量来表示,磁力线密的地方磁场强,磁力线疏的地方磁场弱。单位截面上穿过的磁力线数目称为磁通量密度。
  有了磁场的概念,我们便可以深入理解一些磁现象。例如,指南针之所有能够指示方向,实际上是由于指南针处于地球磁场中,地球的N极和S极分别对指南针的S极和N极的吸引力使得指南针转动,直至指南针的N极正好指向地球的S极(北极),指南针的S极指向地球的N极(南极)为止。在图中,H表示地球的磁场,绿线的箭头表示磁场的方向由N极指向S极。又如,如果把一个指南针和一根金属导线平行放置,再向导线内通电,那么,导线电流产生的磁场就会和指南针的磁场发生相互作用,使得指南针转动,直到它和导线垂直为止。