磁場(chǎng)之間最基本的作用規(guī)律和左手定則

2023-03-08 17:17

1個(gè)回答

你問(wèn)的問(wèn)題很高級(jí)啊,讓人不知道如何去解釋。我盡力解釋得通俗些,讓你能接受吧。

首先,磁場(chǎng)之間沒(méi)有什么所謂的基本作用規(guī)律,作為初中生,你可以認(rèn)為“同極相斥,異極相吸”以及“磁感線(xiàn)的方向是該點(diǎn)N極受力的方向”是磁場(chǎng)基本作用規(guī)律。順便科普一下:更加基本一些的磁場(chǎng)性質(zhì)是“靜磁場(chǎng)是有旋無(wú)源場(chǎng)”,滿(mǎn)足磁高斯定理與安培環(huán)路定則,但是,現(xiàn)在科學(xué)家們正努力試圖發(fā)現(xiàn)磁單極子,如果真的發(fā)現(xiàn)了,則磁場(chǎng)將變?yōu)椤坝行性磮?chǎng)”,將對(duì)此性質(zhì)構(gòu)成挑戰(zhàn)。若加入電場(chǎng),則可以得到電磁場(chǎng)作用的基本規(guī)律——麥克斯韋方程組,這個(gè)方程組滿(mǎn)足相對(duì)論協(xié)變形式,是很基本的場(chǎng)相互作用規(guī)律。由麥克斯韋方程組進(jìn)行適當(dāng)變化可以得出規(guī)范場(chǎng)形式,而規(guī)范場(chǎng)論對(duì)物理學(xué)中四種基本作用力的統(tǒng)一有著重要的作用。(這些內(nèi)容看不懂就算了,如果感興趣的話(huà),這些內(nèi)容在大學(xué)中都可以學(xué)到)

之后,對(duì)于你的問(wèn)題,個(gè)人回答如下:

同方向的磁感線(xiàn)根本就不能相交,更不用說(shuō)重合了。你是不是想說(shuō)同方向磁感線(xiàn)變密?如果是的話(huà),則一定有磁場(chǎng)變強(qiáng),因?yàn)椤按鸥芯€(xiàn)越密集,磁場(chǎng)越強(qiáng)”,這個(gè)應(yīng)該講了吧?

你可以這樣理解:如果磁感線(xiàn)同向,則磁極相吸,磁感線(xiàn)反向,則磁極相斥。其實(shí)這是“磁感線(xiàn)的方向是該點(diǎn)N極受力的方向”的直接推論。如果還要定性的分析受力大小的話(huà),同樣可以看磁感線(xiàn)的疏密,越密的話(huà)受力越大。

按照初中理論,疏密是表征大小的量,曲率沒(méi)有什么意義。(磁感線(xiàn)僅僅是一種認(rèn)為引入的直觀量,不是數(shù)學(xué)量,磁場(chǎng)其實(shí)是可以嚴(yán)格量化描述的,等到那時(shí),磁感線(xiàn)就沒(méi)有意義了)。對(duì)于吸住的磁鐵,簡(jiǎn)單的理解,就是兩塊條形磁鐵變?yōu)榱艘粔K,由于條形磁鐵中點(diǎn)磁場(chǎng)最弱,所以比原先分開(kāi)時(shí)弱很多,但是請(qǐng)注意:這時(shí)所說(shuō)的弱是指外界的磁場(chǎng),但是,實(shí)際上由于磁場(chǎng)內(nèi)部的磁感線(xiàn)相比于分開(kāi)時(shí)是變密集了,所以此時(shí)條形磁體的內(nèi)部實(shí)際是磁場(chǎng)變強(qiáng)了。這也與“磁感線(xiàn)越密集,磁場(chǎng)越強(qiáng)”相符合。

你關(guān)于左手定則與右手定則的問(wèn)題,實(shí)際上涉及很根本的問(wèn)題,就是之前提及的電磁場(chǎng)基本相互作于規(guī)律——麥克斯韋方程組。右手螺旋定則是“畢奧-薩伐爾-拉普拉斯定律”的推論,而載流直導(dǎo)線(xiàn)受力是由帶電粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的廣義洛倫茲力所決定的,螺旋管中移動(dòng)條形磁鐵時(shí)產(chǎn)生電流是由于楞次定律所決定的,而這三個(gè)內(nèi)容都是電磁理論的基礎(chǔ),其中“畢奧-薩伐爾-拉普拉斯定律”可以推出磁場(chǎng)是無(wú)源場(chǎng),散度為0,對(duì)應(yīng)于麥克斯韋方程組第三式,楞次定律可以推出感生電場(chǎng)是有旋場(chǎng),其散度等于磁場(chǎng)對(duì)時(shí)間一階偏導(dǎo)數(shù)的相反數(shù),對(duì)應(yīng)于麥克斯韋方程組第二式,(麥克斯韋方程組一共有四式),而洛倫茲力是獨(dú)立于麥克斯韋方程組的另一個(gè)電磁場(chǎng)基本作用規(guī)律。麥克斯韋方程組的四式以及洛倫茲力不能相互導(dǎo)出,所以,你的問(wèn)題實(shí)際上是沒(méi)有解的,它們之間沒(méi)有必然聯(lián)系,而都是作為物理學(xué)基礎(chǔ)而存在的。

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講得有些多,而且似乎不那么通俗,(主要是你非常善于思考,問(wèn)的問(wèn)題均涉及物理學(xué)基礎(chǔ),必須從源頭講起)希望你能聽(tīng)懂,我所述的內(nèi)容有些在高中就能接觸到,不過(guò)大部分還是要到大學(xué)電磁學(xué)甚至電動(dòng)力學(xué)才能有更深的理解。

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希望我的回答能對(duì)你有所幫助。同時(shí),歡迎不懂的地方繼續(xù)追問(wèn)。

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