磁场线科学
磁场围绕着运动中的任何电荷。磁场是连续的和不可见的,但其强度和取向可以用磁场线表示。理想情况下,磁场线或磁通线显示磁场的强度和方向。该表示是有用的,因为它为人们提供了一种观察隐形力的方法,并且因为物理的数学定律很容易适应场线的"数字"或密度。
- 磁场线是磁场中看不见的力线的视觉表示。
- 按照惯例,这些线跟踪从磁铁的南北极的力。
- 线之间的距离表示磁场的相对强度。线越近,磁场就越强。
- 铁线和指南针可用于追踪磁场线的形状,强度和方向。
磁场是矢量,这意味着它具有大小和方向。如果电流以直线流动,右手规则显示不可见磁场线围绕导线流动的方向。如果你想象用右手用拇指指向电流方向抓住导线,磁场就会沿着手指在导线周围的方向移动。但是,如果你不知道电流的方向或者只是想可视化磁场呢?
如何看待磁场
像空气一样,磁场是看不见的。你可以通过在空气中投入少量纸张来间接观察风。同样,将磁性材料放置在磁场中可以让您追踪其路径。简单的方法包括:
使用指南针
挥舞着一个指南针磁场显示场线的方向。为了实际绘制磁场,放置许多圆锥体表示磁场在任何点的方向。要绘制磁场线,请连接指南针"点"这种方法的优点是它显示了磁场线的方向。缺点是它不表示磁场强度。
使用铁填料或磁铁矿砂
铁是铁磁性的。这意味着它沿着磁场线排列,与南北极形成微小的磁铁。由于一块铁的北极朝向排斥另一块铁的北极并吸引其南极,因此微小的铁(例如铁填料)对齐以形成场线的详细地图。但是,你可以'只需将填料撒到磁铁上,因为它们被吸引并会粘在磁铁上而不是跟踪磁场。
为了解决这个问题,将铁填料喷洒在磁场上的纸或塑料上。用于分散填料的一种技术是从几英寸的高度将它们喷洒到表面上。可以添加更多的填料以使场线更加清晰,但只能达到一点。
铁填料的替代品包括钢BB颗粒,镀锡铁填料(赢得't锈),小纸夹,钉书钉或磁铁矿砂。使用铁,钢或磁铁矿颗粒的优点是颗粒形成磁场线的详细图谱。该图还给出了磁场强度的粗略指示。紧密间隔的密集线出现在场强的地方,而间隔较宽的稀疏线显示较弱的地方。使用铁填料的缺点是没有磁场取向的迹象。克服这个问题的最简单方法是使用指南针和铁填料来绘制方向和方向。
尝试磁性观看电影
磁性观察膜是一种柔性塑料,含有带有微小磁棒的流体气泡。取决于棒在磁场中的取向,膜看起来更暗或更亮。磁性观察膜最适合绘制复杂的磁性几何形状,例如由平坦的冰箱磁铁产生的几何形状。
自然磁场线
磁场线也出现在自然界中。在整个太阳日食期间,日冕中的线条追踪太阳'磁场。回到地球上,极光中的线条表示地球的路径'磁场。在这两种情况下,可见线都是带电粒子的发光流。
磁场线规则
使用磁场线构造地图,一些规则变得明显:
- 磁场线永远不会交叉。
- 磁场线是连续的。它们形成闭环,一直通过磁性材料。
- 磁场线在磁场最强的地方捆绑在一起。换句话说,场线的密度表示磁场强度。如果磁体周围的场线被映射,则其最强的磁场位于任一极。
- 除非使用指南针映射磁场,否则磁场的方向可能是未知的。按照惯例,通过沿磁场线绘制箭头来指示方向。在任何磁场中,线路总是从北极流向南极。名称"北"和"南"是历史的,可能与磁场的地理方向无关
Source
- Durney,Carl H在疫情期间健康生活知识.和Curtis C.Johnson(1969)。Mod简介ern电磁学。麦格劳-希尔。ISBN 978-0-07-018388-9。
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- Newton,Henry Black和Harvey N.Davis(1913)。实用物理学。
- Tipler,Paul(2004年)。科学家和工程师的物理学:电力,磁学,光和基础现代物理学(第5版)。W、 H.Freeman。ISBN 978-0-7167-0810-0。