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常見的磁場有哪些
點擊次數(shù)：1471 發(fā)布時間：2021-11-16
常見的磁場有哪些
電磁場
電磁場（electromagnetic field）是有內(nèi)在聯(lián)系、相互依存的電場和磁場的統(tǒng)一體和總稱。隨時間變化的電場產(chǎn)生磁場，隨時間變化的磁場產(chǎn)生電場，兩者互為因果，形成電磁場。電磁場可由變速運動的帶電粒子引起，也可由強弱變化的電流引起，不論原因如何，電磁場總是以光速向四周傳播，形成電磁波。電磁場是電磁作用的媒遞物，具有能量和動量，是物質(zhì)存在的一種形式。電磁場的性質(zhì)、特征及其運動變化規(guī)律由麥克斯韋方程組確定。
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電磁場是電磁作用的媒遞物，是統(tǒng)一的整體，電場和磁場是它緊密聯(lián)系、相互依存的兩個側(cè)面，變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)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(zhuǎn)化等等，都證明電磁場是客觀存在的物質(zhì)，它的“特殊"只在于沒有靜質(zhì)量。
在電磁學里，磁石、磁鐵、電流、含時電場，都會產(chǎn)生磁場。處于磁場中的磁性物質(zhì)或電流，會因為磁場的作用而感受到磁力，因而顯示出磁場的存在。磁場是一種矢量場；磁場在空間里的任意位置都具有方向和數(shù)值大小。
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主要應用領域
電磁場（或波）為能量一種形式，是當今世界*重要的能源，研究領域涉及電磁能產(chǎn)生、存儲、變換、傳輸和應用。
電磁波作為信息的載體，成為信息發(fā)布與通信的主要手段，研究內(nèi)容包括信息發(fā)布、交換、傳輸、儲存、處理、再現(xiàn)和應用.
電磁波作為探測未知世界的一種重要手段，主要研究領域為電磁波與目標的相互作用特性、目標探測及其特征的獲取。
電磁波作為測控和定位技的手段，構(gòu)成現(xiàn)代工業(yè)、交通、國防等領域的應用基礎
電、磁現(xiàn)象是大自然最重要的往來現(xiàn)象，也最早被科學家們關心和研究的物理現(xiàn)象，其中貢獻最大的有來頓、富蘭克林、伏打等科學家。
19世紀以前，電、磁現(xiàn)象作為兩個獨立的物理現(xiàn)象被廣泛的關注和研究。正是由于這些研究為電磁學理論的建立奠定了基礎。18世紀末期，德國哲學家謝林認為，宇宙是有活力的，而不是僵死的，認為電是宇宙的活力和靈魂；電-磁-光-熱現(xiàn)象相互聯(lián)系。奧斯特是謝林的信徒，從1807年開始研究電與磁之間的關系。1820年發(fā)現(xiàn)電流以力作用于磁針安培發(fā)現(xiàn)作用力的方向和電流的方向以及磁針到通過電流的導線的垂直線方向相互垂直，并定量建立了若干數(shù)學公式。這表明，電流與磁之間存在著密切的聯(lián)系。法拉第相信電、磁、光、熱相互聯(lián)系。奧斯特1820年發(fā)現(xiàn)電流以力作用于磁針后，法拉第敏銳地意識到磁也一定能夠?qū)﹄姰a(chǎn)生影響。1821年他開始探索磁生電效應。1831年他發(fā)現(xiàn)；當磁捧插入導體線圈時；線圈中產(chǎn)生電流。表明電與磁之間存在密切聯(lián)系。麥克斯韋深入研究并探討了電與磁之間發(fā)生作用的問題，發(fā)展了場的概念。在法拉第實驗的基礎上，總結(jié)了宏觀電磁現(xiàn)象規(guī)律，引進位移電流的概念，提出了一組描述電磁現(xiàn)象的規(guī)律偏微分方程，即麥克斯韋方程組，建立了宏觀經(jīng)典電磁場理論德國科學家赫茲, 1887 年用火花隙激勵一個環(huán)狀天線，用另一個帶隙的環(huán)狀天線接收，證實了麥克斯韋關于電磁波存在的預言，這一重要的實驗導致了后來無線電報的發(fā)明。從此開始了電磁場和電磁波理論的應用與發(fā)展時代。
地磁場
地磁場（geomagnetic field）是從地心至磁層頂?shù)目臻g范圍內(nèi)的磁場。地磁學的主要研究對象。人類對于地磁場存在的早期認識，來源于天然磁石和磁針的指極性。地磁的北磁極在地理的南極附近；地磁的南磁極在地理的北極附近。磁針的指極性是由于地球的北磁極（磁性為S極）吸引著磁針的N極，地球的南磁極（磁性為N極）吸引著磁針的S極。這個解釋最初是英國W.吉伯于1600年提出的。吉伯所作出的地磁場來源于地球本體的假定是正確的。這已為1839年德國數(shù)學家C.F.高斯首*運用球諧函數(shù)分析法所證實。
地磁的磁感線和地理的經(jīng)線是不平行的，它們之間的夾角叫做磁偏角。中國古代的著名科學家沈括是第一個注意到磁偏角現(xiàn)象的科學家。
地球的基本磁場可分為偶極子磁場、非偶極子磁場和地磁異常幾個組成部分。偶極子磁場是地磁場的基本成分，其強度約占地磁場總強度的90%，產(chǎn)生于地球液態(tài)外核內(nèi)的電磁流體力學過程，即自激發(fā)電機效應。非偶極子磁場主要分布在亞洲東部、非洲西部、南大西洋和南印度洋等幾個地域，平均強度約占地磁場的10%。地磁異常又分為區(qū)域異常和局部異常，與巖石和礦體的分布有關。
地球變化磁場可分為平靜變化和干擾變化兩大類型。平靜變化主要是以一個太陽日為周期的太陽靜日變化，其場源分布在電離層中。干擾變化包括磁暴、地磁亞暴、太陽擾日變化和地磁脈動等，場源是太陽粒子輻射同地磁場相互作用在磁層和電離層中產(chǎn)生的各種短暫的電流體系。磁暴是全球同時發(fā)生的強烈磁擾，持續(xù)時間約為1～3天，幅度可達10nT（納特）。其他幾種干擾變化主要分布在地球的極光區(qū)內(nèi)。除外源場外，變化磁場還有內(nèi)源場。內(nèi)源場是由外源場在地球內(nèi)部感應出來的電流所產(chǎn)生的。將高斯球諧分析用于變化磁場，可將這種內(nèi)、外場區(qū)分開。根據(jù)變化磁場的內(nèi)、外場相互關系，可以得出地球內(nèi)部電導率的分布。這已成為地磁學的一個重要領域，叫做地球電磁感應。
地球變化磁場既和磁層、電離層的電磁過程相聯(lián)系，又和地殼上地幔的電性結(jié)構(gòu)有關，所以在空間物理學和固體地球物理學的研究中都具有重要意義。