磁場線科學(xué)

磁場圍繞著運動中的任何電荷。磁場是連續(xù)的和不可見的,但其強度和取向可以用磁場線表示。理想情況下,磁場線或磁通線顯示磁場的強度和方向。該表示是有用的,因為它為人們提供了一種觀察隱形力的方法,并且因為物理數(shù)學(xué)定律很容易適應(yīng)場線的"數(shù)字"或密度。

  • 磁場線是磁場中看不見的力線的視覺表示。
  • 按照慣例,這些線跟蹤從磁鐵的南北極的力。
  • 線之間的距離表示磁場的相對強度。線越近,磁場就越強。
  • 鐵線和指南針可用于追蹤磁場線的形狀,強度和方向。

磁場是矢量,這意味著它具有大小和方向。如果電流以直線流動,右手規(guī)則顯示不可見磁場線圍繞導(dǎo)線流動的方向。如果你想象用右手用拇指指向電流方向抓住導(dǎo)線,磁場就會沿著手指在導(dǎo)線周圍的方向移動。但是,如果你不知道電流的方向或者只是想可視化磁場呢?

如何看待磁場

像空氣一樣,磁場是看不見的。你可以通過在空氣中投入少量紙張來間接觀察風(fēng)。同樣,將磁性材料放置在磁場中可以讓您追蹤其路徑。簡單的方法包括:

使用指南針

一組公司可以顯示磁場線的方向

揮舞著一個指南針磁場顯示場線的方向。為了實際繪制磁場,放置許多圓錐體表示磁場在任何點的方向。要繪制磁場線,請連接指南針"點"這種方法的優(yōu)點是它顯示了磁場線的方向。缺點是它不表示磁場強度。

使用鐵填料或磁鐵礦砂

鐵是鐵磁性的。這意味著它沿著磁場線排列,與南北極形成微小的磁鐵。由于一塊鐵的北極朝向排斥另一塊鐵的北極并吸引其南極,因此微小的鐵(例如鐵填料)對齊以形成場線的詳細地圖。但是,你可以'只需將填料撒到磁鐵上,因為它們被吸引并會粘在磁鐵上而不是跟蹤磁場。

為了解決這個問題,將鐵填料噴灑在磁場上的紙或塑料上。用于分散填料的一種技術(shù)是從幾英寸的高度將它們噴灑到表面上??梢蕴砑痈嗟奶盍弦允箞鼍€更加清晰,但只能達到一點。

鐵填料的替代品包括鋼BB顆粒,鍍錫鐵填料(贏得't銹),小紙夾,釘書釘或磁鐵礦砂。使用鐵,鋼或磁鐵礦顆粒的優(yōu)點是顆粒形成磁場線的詳細圖譜。該圖還給出了磁場強度的粗略指示。緊密間隔的密集線出現(xiàn)在場強的地方,而間隔較寬的稀疏線顯示較弱的地方。使用鐵填料的缺點是沒有磁場取向的跡象??朔@個問題的最簡單方法是使用指南針和鐵填料來繪制方向和方向。

嘗試磁性觀看電影

磁性觀察膜是一種柔性塑料,含有帶有微小磁棒的流體氣泡。取決于棒在磁場中的取向,膜看起來更暗或更亮。磁性觀察膜最適合繪制復(fù)雜的磁性幾何形狀,例如由平坦的冰箱磁鐵產(chǎn)生的幾何形狀。

自然磁場線

極光中的線跟隨地球's磁場線

磁場線也出現(xiàn)在自然界中。在整個太陽日食期間,日冕中的線條追蹤太陽'磁場。回到地球上,極光中的線條表示地球的路徑'磁場。在這兩種情況下,可見線都是帶電粒子的發(fā)光流。

磁場線規(guī)則

使用磁場線構(gòu)造地圖,一些規(guī)則變得明顯:

  1. 磁場線永遠不會交叉。
  2. 磁場線是連續(xù)的。它們形成閉環(huán),一直通過磁性材料。
  3. 磁場線在磁場最強的地方捆綁在一起。換句話說,場線的密度表示磁場強度。如果磁體周圍的場線被映射,則其最強的磁場位于任一極。
  4. 除非使用指南針映射磁場,否則磁場的方向可能是未知的。按照慣例,通過沿磁場線繪制箭頭來指示方向。在任何磁場中,線路總是從北極流向南極。名稱"北"和"南"是歷史的,可能與磁場的地理方向無關(guān)

Source

  • Durney,Carl H在疫情期間健康生活知識.和Curtis C.Johnson(1969)。Mod簡介ern電磁學(xué)。麥格勞-希爾。ISBN 978-0-07-018388-9。
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  • Newton,Henry Black和Harvey N.Davis(1913)。實用物理學(xué)
  • Tipler,Paul(2004年)。科學(xué)家和工程師的物理學(xué):電力,磁學(xué),光和基礎(chǔ)現(xiàn)代物理學(xué)(第5版)。W、 H.Freeman。ISBN 978-0-7167-0810-0。