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今天聽相對論的講座,聽到諸如萬有引力,電磁力等概念,那麼磁鐵之間的吸引或者排斥力叫什麼力呢?怎麼產生的?
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  • 1 # 可愛的胖子啊啊啊

    磁力

    磁力,是磁場對放入其中的磁體和電流的作用力。磁力是靠電磁場來傳播的,電磁場的速度是光速,自然磁力作用的速度也是光速了。磁力由於現在還不清楚它的本質,所以還沒有人清楚會不會有磁力黑洞這樣的東西,而且宇宙中目前也沒觀測到那麼強大的磁場。不過,磁力若不能使時空彎曲的話,應該不會形成磁黑洞的。

    什麼是磁性?我們把物體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質叫做磁性。既然磁性是指磁體能夠吸引順磁物質的一種特性,那麼它是由磁體本身的性質決定的。 磁力是相互作用力的一種,磁體本身並不存在磁力,是兩個磁體之間的相互作用結果,可表現為斥力和引力。所以只能說磁鐵的兩極磁性最強",而不能說"磁鐵兩極磁力最大”。 當說到磁體的性質時必須說磁性,而說到磁體間的相互作用時,應該說磁力。

    磁體:

    磁體,顧名思義,指的是具有磁性的物體,可以是磁源也可以是導磁體,如 鐵氧體磁體的兩極加上鐵板後磁場會集中到鐵板的邊緣。它有以至於無形的力,既能把一些東西吸過來,又能把一些東西排開。而磁體吸引物體或排斥物體所施的力即是磁力。磁力既然是力,那麼它就有大小,而磁力的大小與磁體本身有著密不可分的關係。

    磁力產生原因:

    1,永磁體

    2,電生磁

    如果一條直的金屬導線透過電流,那麼在導線周圍的空間將產生圓形磁場。導線中流過的電流越大,產生的磁場越強。磁場成圓形,圍繞導線周圍。磁場的方向可以根據“右手定則”(見圖1)來確定:將右手拇指伸出,其餘四指併攏彎向掌心。這時,拇指的方向為電流方向,而其餘四指的方向是磁場的方向。實際上,這種直導線產生的磁場類似於在導線周圍放置了一圈NS極首尾相接的小磁鐵的效果。

    如果將一條長長的金屬導線在一個空心筒上沿一個方向纏繞起來,形成的物體我們稱為螺線管。如果使這個螺線管通電,那麼會怎樣?通電以後,螺線管的每一匝都會產生磁場,磁場的方向如圖2中的圓形箭頭所示。那麼,在相鄰的兩匝之間的位置,由於磁場方向相反,總的磁場相抵消;而在螺線管內部和外部,每一匝線圈產生的磁場互相疊加起來,最終形成了如圖2所示的磁場形狀。也可以看出,在螺線管外部的磁場形狀和一塊磁鐵產生的磁場形狀是相同的。而螺線管內部的磁場剛好與外部的磁場組成閉合的磁力線。在圖2中,螺線管表示成了上下兩排圓,好象是把螺線管從中間切開來。上面的一排中有叉,表示電流從熒光屏裡面流出;下面的一排中有一個黑點,表示電流從外面向熒光屏內部流進。

    3,流動液體金屬。磁力產生原因,除了永磁體和電生磁之外。科學家發現流動的金屬可以產生強力的磁場,有科學家做過實驗:將融化的鐵灌入球體,並使球體旋轉,從而產生了巨大的磁力。據此推測,地球內部可能有一個液體的鐵核,並在不停地轉動,從而形成磁場。也給地球磁場強弱變化,甚至南北極歷史上出現過的調換找到了依據。

    磁場:

    磁場英文:magnetic field

    簡易定義:能夠產生磁力的空間存在著磁場。磁場是一種特殊的物質。磁體周圍存在磁場,磁體間的相互作用就是以磁場作為媒介的。

    磁力線閉合的磁體對外不顯磁場,只有 磁力線開放的磁體對外才表現出磁場。磁場可以被有導磁性的物體遮蔽,一旦磁體的磁力線被導磁體遮蔽閉合後對外便會發生磁場減弱,或失去磁力。

    磁場的基本特徵是能對其中的運動電荷施加作用力,磁場對電流、對磁體的作用力或力距皆源於此。而現代理論則說明,磁力是電場力的相對論效應。

    與電場相仿,磁場是在一定空間區域內連續分佈的向量場,描述磁場的基本物理量是磁感應強度向量B ,也可以用磁感線形象地圖示。然而,作為一個向量場,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,都是無源有旋的向量場,磁力線是閉合的曲線族,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),不存在類似於電勢那樣的標量函式。

    磁感應強度:與磁力線方向垂直的單位面積上所透過的磁力線數目,又叫磁力線的密度,也叫磁通密度,用B表示,單位為特(斯拉)T。

    磁通量:磁通量是透過某一截面積的磁力線總數,用Φ表示,單位為韋伯(Weber),符號是Wb。 透過一線圈的磁通的表示式為:Φ=B·S(其中B為磁感應強度,S為該線圈的面積。) 1Wb=1T·m2

    磁場方向:規定小磁針的北極在磁場中某點所受磁場力的方向為該電磁場的方向 。從北極出發到南極的方向。

    磁感線:在磁場中畫一些曲線,使曲線上任何一點的切線方向都跟這一點的磁場方向相同,這些曲線叫磁力線。磁力線是閉合曲線。規定小磁針的北極所指的方向為磁力線的方向。磁鐵周圍的磁力線都是從N極出來進入S極,在磁體內部磁力線從S極到N極。

    電磁場是電磁作用的媒遞物,是統一的整體,電場和磁場是它緊密聯絡、相互依存的兩個側面,變化的電場產生磁場,變化的磁場產生電場,變化的電磁場以波動形式在空間傳播。電磁波以有限的速度傳播,具有可交換的能量和動量,電磁波與實物的相互作用,電磁波與粒子的相互轉化等等,都證明電磁場是客觀存在的物質,它的“特殊”只在於沒有靜質量。

  • 2 # 艾伯史密斯

    答:磁鐵之間力,叫做磁力;磁力本質上屬於電磁力,就是庫倫定律描述的庫倫力!

    磁鐵之間的磁力,本質上就是庫倫力,但對於大多數人,是把這兩種力分開來看的;這是因為很多人的認知中,沒有把電力和磁力統一起來。

    至於磁鐵的產生原理,我們可以從麥克斯韋方程組中看出來:

    磁場的產生,重點看第四個方程:

    其中電流的本質,是電荷的定向移動。

    所以磁場的產生有兩種途徑:“運動的電荷”和“變化的磁場”。

    磁鐵的原理,就是運動電荷產生的磁場:

    (1)在電磁鐵中,是電荷的定向移動;

    (2)在永久磁鐵中,是大量電子的繞核運動自發排列導致。

  • 3 # 海門老馮

    磁鐵之間存在著異性相吸和同性排斥的力,人們就順理成章地把它稱作“磁力”。如果要把磁鐵之間的力說得再貼切一點,那我們就應該把它稱為“電子線柱力”。至於這個力是怎麼產生的?似乎還沒有一個明確的結論。下面就來理論探索一下磁鐵之間的力是怎麼產生的問題。

    磁鐵是鐵處於高溫液態下同時受到外部磁力線作用(磁化),使得鐵原子、鐵分子和相伴左右的自由電子的極性排列方向跟隨外部磁力線方向,做出相同的有序排列。待液態鐵冷卻凝固下來後再離開外部磁力線作用,此時的鐵就變成了磁鐵。

    磁力線力的大小,視磁鐵向外作用距離、磁體極化程度、磁性材質、磁體物大小、極性橫截面大小和電子線密度等各異而定。

    磁鐵能夠吸鐵,說明磁鐵帶有電荷,這個電荷力應該分別產生於有序排列組合起來的鐵分子和自由電子的疊加電荷。形成了磁體內部鐵分子和靜電子按正負極連線方向排列一致的物質組合體——磁鐵。

    磁體本身的不同區域所攜帶的電荷量是不均衡的,不平衡是電荷趨向性集聚量的多與少。條形磁鐵的N極(正極)集聚到的電荷多於S極(地球的S極為正極)。這是因為:磁鐵中的鐵分子和電子有序排列後分別構成了電荷疊加。

    “電荷疊加”。就如同串聯起來的電池一般,電池節數串聯得越多,得到的電流強度壓力就越大。換成磁鐵的分子排列,就相當於一個個分子數串聯得越多,磁鐵的電荷疊加效應力就越大一樣。磁鐵擁有磁極,這是磁鐵內部電荷一側多,另一側少。電荷多的一側有著趨向於電荷少一側的壓力趨勢。

    在磁鐵周圍,我們不能把它看成是一個什麼都沒有的純空間。事實上,在磁鐵的電荷向外所能夠作用到的空間距離上,存在著堆積如山的電子,它們在磁體的磁力作用下,也紛紛按次序排列成了一條條靜電子線。

    磁體只有在藉助於其周圍空間中所需一定數量的電子(磁鐵內所疊加到的總電荷量=磁鐵外連線起來的電子總數量),才能排列出一條條電子線。假如磁體外沒有一個靜電子為它服務,則該磁體就不能構成磁體外磁力線及其閉合磁場。磁鐵之間也就不會擁有或表現出磁力。所以,磁鐵本身擁有的趨勢性力是磁體物質排列組合出來的疊加電荷力;磁力是磁鐵外部電子排列成線的線柱力。

    磁鐵本身就是個不平衡磁體,它需要透過磁力線把兩極連線起來來“放電”(電荷),以求得自身平衡。當然,這僅僅是一種趨勢。假設從條形磁鐵正極(N)向外,讓靜電子以負→正→負→正……進行排列組合成線。這就是電子線。現在你可能會這樣想,以這種軟綿綿的電子線,怎麼可能形成具有相互作用力的電子線柱呢?是的,僅憑一根電子線的確不能。但是,數以億計根電子線就能擁擠成一股堅挺的電子線柱,種種現象表明,一根排列成直線的磁力線,可以人為地把它排成直線,也可以使它彎曲。直線排列的每一條電子線還可輕微抵禦來自兩端向中間的一定壓力。即電子線具有一定的支撐力或承壓性特徵。磁鐵兩極之間,數以億計根磁力線擁擠和“捆綁”在一起,它們互相依託,互為支撐,構成磁力線柱。其磁柱支撐力大小,視磁力線的密度和長度而定。尤其是在磁鐵兩極中心區域內所組成的電子線密度最大,作用距離最長,支撐力也最大。磁力線在向外延伸時,磁力線紛紛向外彎曲,與負極相連,構成迴路磁力線圈。

    磁鐵有了電子線柱後,如果你用雙手把同性的兩個磁鐵N極或兩個S極互相靠攏,當兩個磁鐵互相接近到電子線柱所能觸及的距離時,兩個磁鐵上的電子線柱就會出現互不相讓的牴觸。此時,你會感覺到一種無形的力在起作用。

    這作用力就類似於你的雙手,各拿著一把同樣由直徑一毫米的尼龍絲線所捆綁成的尼龍線柱(尼龍刷)進行互相用力頂推一樣。雙手各自所感覺到的排斥力,就相當於兩個電子線柱之間所承受的支撐力。如果再用力一點,尼龍絲就會被集體彎曲,兩手之間的間隔距離縮小。這就相當於電子線也是可以彎曲的,並且也有支撐力。只要你給兩塊磁鐵施加足夠大的壓力,電子線就會越來越彎曲。兩塊磁鐵之間的距離變得越是縮短,甚至最終相互貼到一起。我們還懂得這樣一個道理:一根筷子易折彎、易折斷。但一把筷子就不易折彎、折斷。磁力線也是如此。所以,同性磁力線相遇或磁力線對不易穿過的物體具有牴觸性排斥力。這就是電子線柱力。

    綜上所述:磁鐵外部能夠產生磁力線及其磁力線柱,磁體與磁鐵外部空間中的靜電子,它們二者缺一不可。電子,我們雖然看不到,但是,可以透過磁鐵吸引鐵屑、鐵釘等現象來“看清”它們的面貌和本質。就磁力線而言,磁體是內因,磁體外的靜電是外因。外因透過內因才能起作用。假如磁鐵之間什麼物質都沒有,那麼磁鐵之間靠什麼來產生吸引或排斥的力呢?即以什麼來作為產生磁力線的媒介物呢?我們熟悉的光電效應、電磁感應和電磁能量轉換等等,都是因為磁體極性電荷導致外部空間靜電子自覺排列成線或柱,然後線圈在磁場中交替變化切割磁力線柱,並以磁力線柱驅趕出金屬導體(線圈)內的電子運動,從而產生電流。假如沒有電子線柱的推動,導體內的自由電子是不會自己主動地運動起來的,磁電效應也就無法形成。所以說,磁鐵之間的力,就是靜態電子線柱力。它的產生是磁鐵內部鐵原子和自由電子有序排列後疊加起來的電荷方向一致的趨勢力。再自行調動磁鐵外部靜電子構成磁力線柱。磁鐵之間的力就是這樣產生的。如果你覺得有道理,就心心相印的地表示出來。

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