By jiaqing leng on
2007/9/13 0:17
一个永磁体与另一个永磁体能够不接触而互相施加力,人们曾经称这样的现象为超距作用。近代的物理学家为了解释电荷之间的和永磁体之间的相互作用力引入了“场”的概念:在一个永磁体周围的空间中存在着一个磁场,使处于这空间中任何位置的另一个永磁体受到磁场所施加力的作用,同时第二个永磁体所产生的磁场也对第一个永磁体施加着反作用力。因为力是矢量,所以磁场是矢量场。许多实验事实都证明,磁场是真实的存在。
一块铁被一个永磁体吸一段时间以后,就被永磁体附近的较强的磁场所“磁化”,也成为一个永磁体了,有时也称磁化一个物体的作用力为“磁化力”。一般的铁块在从磁场较强的地方移到磁场很弱的地方就失掉其磁化了的状态称为“去磁”或“退磁”。容易磁化、也容易去磁的材料通称为软磁材料,成分近于纯铁的低碳钢就是一个例子;难于磁化、也不易去磁的材料通称为硬磁或永磁体材料,淬火了的、含碳和锰各约1%的铁就是最低级的硬磁材料。两个永磁体之间的相互作用也就是它们的磁极之间通过磁场的相互作用。
每一个永磁体都有两个性质不同的磁极,通常利用永磁体能指示南北方向,称指北的一极为N极,指南的一极为S极;同名极相斥,异名极相吸。
历史上曾把永磁体与带电物体相类比而设想磁极是由“磁荷”的分布形成的。不过,这完全是一种类比,实质上磁荷并不存在,而是作为一个等效物而引入的。磁极总是以异名的一对出现在同一磁体上,两个极从来不能分离而独立存在。把一条永磁棍截成两段,就会得到两个短一些的永磁棍,各段新形成的一端上出现一个与该段原有磁极异名的新磁极。
细而长的永磁棍的磁极与粗而短的永磁棍的相比,细永磁棍的磁场较为集中在棍端很小的区域内。对于距一个极足够远的点,该极近似于一个“点磁荷”。如果磁棍很长,两个极相距很远,则与被观察着的极比较,另一极所贡献的磁场可以被视为一小修正项。因此,用细长的永磁棍作样品,就可以对不同磁棍上的两个极的相互作用力进行精密的定量观测。
用细丝悬着的小永磁棍实质上是一个指南针。在四周没有磁性物体和电流的影响时,指南针的静止方位接近平行地理子午线,故有“指南”之称。地球两个磁极的中心各位于地理的南、北两极的附近。在静止位置,指南针北端的磁极称为“指北极”,简称“北极”,南端的为“指南极”,简称“南极”。按这定名法,在地理北极附近的地磁极是磁南极,而在地理南极附近的地磁极是磁北极。
磁针可以用于测定磁通量密度。在一磁场中,磁针在其平衡方向左右的小幅摆动(振荡)的周期是与磁通量的二次方根成反比的,故比较磁针分别在两个磁场中振荡的周期或频率即可求得两磁通量值之比。如磁针的磁矩和转动惯量是已知的,则可以一次测定磁通量的绝对值。
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