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甚么发生磁场磁场有甚么浸染力量有多除夜洛伦兹力碰见彼得罗内拉可是…导线是电荷中性的从梁到导线甚么是永磁体原子会发生净磁场吗永磁体是若何制成的甚么是永磁体为甚么磁铁会吸引或架空轶事在第 部门和第 部门中，我们参议了电场，这是一种由电荷发生且仅浸染于电荷的力场。磁场在某些方面是近似的，事实上，跟着本博客系列的继续，我们将看到电场和磁场是统一枚硬币的两个面（有充实的出处将其称为“电磁学”）。若何地揭开磁铁和磁场的神秘面纱让我们提出一些根底问题……甚么发生磁场答：移动费用它真的是那么简单。一个孤立的电荷（假定它是一个质子）老是会发生一个电场。可是，一旦它最早移动，它也会发生磁场。电场从质子向外“勾当”，而磁场环抱移动的质子“勾当”：磁场环抱步履电荷改变离步履的质子越远，磁场越弱，但磁场老是轮回的，它老是无始无终地轮回。磁场有甚么浸染答：它对步履的电荷施加力与对电荷施加力的电场近似，磁场也会对电荷施加力，但仅限于电荷移动时。人们可能会假定该力的标的方针是挑唆磁场标的方针的蓝色箭头的标的方针。事实，电场力就是这样工作的，对吧不美尽是，力的标的方针与磁场标的方针和质子移动的标的方针都成 度。考虑一个孤傲的质子，让我们称他为彼得，他只是闲逛着管自己的事，倏忽他走进了一个磁场：施加在移动质子彼得身上的力彼得将被迫向下。因为他此刻改变了标的方针，他会被迫侧身，然后向上，向右等等。事实上，他事实下场会绕圈。给定电荷移动的标的方针和磁场的标的方针，可操作右手定章找到施加力的标的方针。一小我的拇指是点积（力）的功能，食指和中指指向速度和磁场矢量的标的方针。值得寄望的是，右手定章将给出 ve 充电所履历的力的标的方针。相反，假定它是一个孤傲的电子埃里克，一个电荷，力的标的方针就会反转。彼得的一个评论，必然是他创作发现了自己的磁场，因为他在移动，但在上面的例子中，“来自其他处所”的外部磁场是如斯之除夜，甚至于我们可以轻忽彼得的微弱磁场。当然所施加的力与行进标的方针成 度可能看起来很，但一个有用的类比多是机翼在流体中行进时所履历的升力。力量有多除夜答：这取决于充电量和行驶速度电荷因电场而遭到的力 = Eq，其中 E 是电场强度 (NC)，q 是电荷 (C)。电荷因磁场而遭到的力 = q(v XB) 其中 v 是电荷的速度矢量 (ms)，B 是磁通密度矢量 (T esla)，X 是它们的叉积 个向量。假定速度和磁通量彼此成 度，则施加的力最除夜。洛伦兹力连络这些，电荷因为电场和磁场而履历的总力称为洛伦兹力：F = q(E (v XB))假定 v 为零，则只有电场供献。凡是，电荷 q 越除夜，施加在其上的力就越除夜。回到我们的类比表，值得寄望的是，当然电场强度E对洛伦兹力有供献，但磁通密度B供给了对整体力的磁性供献，而不是磁场强度H。好吧，我发现这很有趣。电场与磁场类比表碰见彼得罗内拉孤傲的彼得和他的质子伴侣佩特罗内拉一路安步。他们的磁场彼此浸染，但 Peter 和 Petronella 是彼此吸引仍是彼此架空这要看他们各自往哪个标的方针走。假定他们走统一个标的方针若何办Peter 和 Petronella 的彼此浸染磁场Peter 的磁场扫过 Petronella，反之亦然。带圆圈的交叉符号暗示该场正在远离您（就像看到箭的箭尾飞离您一样）。操作右手定章，我们可以必定 Peter 对 Petronella 施加的力的标的方针，反之亦然：彼得和彼得罗内拉力彼此浸染它们彼此吸引，力箭头指向彼此。正如你所料，他们都走在统一个标的方针，他们必定快乐喜爱对方假定它们朝相反的标的方针行进，力箭头指向彼此，它们就会架空。可是…Peter 和 Petronella 不单因为移动而发生磁场，而且因为它们具有净 ve 电荷而发生电场，而且近似的电荷彼此架空：彼得和彼得罗内拉的磁力和电力因为它们的电场而发生的架空力只是它们电荷的函数。因为它们的磁场而发生的吸引力是因为它们的电荷和它们的速度。只有当该速度的巨细为光速时，这两个力才能平衡而且质子（光束）连结平行。导线是电荷中性的考虑一根铜线就在那儿何处，没有电流流过它。它是电荷中性的，因为电子数与质子数平衡。它没有净电荷。可是，它切当有“自由”电子。将那根电线毗连到电池，这些自由电子最早勾当，正如我们在第 部门中介绍的那样。即便当这些电子在勾那时，电线仍然带有中性电荷，仍然没有电子过量（或不足）。对在电池端子赏罚开电线的每个电子，此外一个电子从此外一个端子插手。所以，因为电荷的步履而发生了磁场，但因为没有净电荷，也就没有电场。从梁到导线与其让彼得像光束一样在太空中浪荡，不如让我们把他束厄狭隘在一根导线中。让我们也把那根电线绕成一圈，这样彼得就作为电流 I 的一部门绕来绕去。此外将彼得视为数十亿个电子空穴之一，而不是移动的质子，因为恰是这些电子空穴在“移动”在电流的标的方针上，质子仍然束厄狭隘在原子核上。来自直线和环状导线的磁场正如我们在 Peter 和 Petronella 身上看到的那样，因为洛伦兹力的磁性分量，两条有电流以不异标的方针流过它们的电线会彼此吸引，即便它们是环状的：环形线：遵循电流标的方针吸引或架空螺旋形的电线近似于一堆堆在彼此顶部的电线环，除夜除夜增添了由此发生的组合磁场的强度。叠加再次起浸染。吸引力只是施加在所有电荷上的力，而那些电荷，因为它们在固体导体内而遭到束厄狭隘，会“拖动”导体。由单个环或螺旋发生的磁场看起来与永磁体发生的磁场很是近似。可是磁铁里面没有电流，对吧甚么是永磁体答：有点像导电回路不是一个很好的谜底，抱愧。让我们稍后再回到这个问题，看看谜底（当然如斯恍忽）是不是更成心义。原子会发生净磁场吗回覆：有些是这样的一个原子由一个原子核和环抱它改变的电子组成（这是将它们概念化的一种编制）。正如我们在发生磁场的导线环中看到的那样，原子电子也是如斯：来自电流回路的磁场请寄望，右手律例是针对 ve 电荷的勾当拟定的，即电流勾当标的方针的暗示法。因为我们此刻谈论的是自旋电子，即 -ve 电荷，右手定章被倒置，是以电子自旋标的方针（左）与卷曲手指中的电流标的方针（右）之间存在矛盾.对除夜除夜都元素，这些电子成对闪现，每个电子都以不合的标的方针改变以抵消净磁场：成对电子抵消了净磁场有些元素有一个不成对的外层电子，常见的有铁、镍和钴，即所谓的铁磁材料。是以，每个孤立的原子城市发生自己的微型磁场。当原子随机定向时，这些场将再次彼此抵消：随机不成对电子自旋和由此发生的磁场假定所有原子都对齐，它们各自的磁场就会连络起来，叠加组成一个强除夜的净磁场。然后材料变得有磁性：具有不成对外层电子的对齐原子发生磁铁永磁体是若何制成的答：用锤子敲他们我不是在恶作剧，这部门是切确的。当磁性材料置于磁场中时，它自己会被磁化。这个外部磁场列举所有原子，导致材料自己被磁化，或永远地磁化，或直到材料从该磁场中移除。在磁场顶用锤子敲打它，甚至在此外一个磁铁的概况上敲打材料，城市使原子对齐并发生磁铁。甚么是永磁体答：有点像导电回路让我们再试一次。想象一下，我们可以看到条形磁铁中所有对齐的原子，看着南极，这样磁场就会远离我们进入页面。我简化了一些工作只是为了显示未配对的外电子自旋：磁铁内的净电流回路远离外围的材料内的电子，因为它们的自旋标的方针在它们邻接的处所相反，就净电荷流而言彼此抵消。剩下的是环抱材料外围的有用电流，近似于导线环路。这就是为甚么永磁体发生的磁场可以说与等效导线环发生的磁场不异。为甚么磁铁会吸引或架空考虑到磁铁现实上是一个导线环，我们已看到，因为洛伦兹力，导线环若何彼此吸引或架空，问题已获得解答！每个磁铁或磁性材料中包含的电荷被迫聚积或分隔。因为电荷没法从材料中逸出，是以全数固体城市被拖走。轶事此次是轶事。船舶经常含有除夜量的铁质材料，不管是船体自己仍是策念头、铆钉等。这些部件自己可能在建造过程中被磁化，或当船舶长时刻沿单一标的方针航行时，受地球磁场的影响。当然卫星 GPS 导航获得了前进，但船舶必需安装磁罗盘仍然是一项法令要求。指南针会与它发现的任何磁场对齐。当然指南针的方针是与地球磁场对齐，但它会遭到船舶自己磁场的影响。为了抵偿船舶磁场的局部影响，装有罗盘的罗经柜装有软铁部件，其尺寸和位置可以校准，以抵消船舶磁场，从而使罗盘真正挑唆磁北. 这些组件可能搜罗名字夸姣的“开尔文球”和“弗林德斯酒吧”。装有罗盘和磁校订部件的船用罗经柜