2011年03月16日磁場(chǎng)科學(xué)技術(shù)表名稱的詞界說中文名稱：磁場(chǎng) 英文名稱：magnetic field 界說：自然界中的基本場(chǎng)之一，是電磁場(chǎng)的1個(gè)組成部分，用磁場(chǎng)強(qiáng)度H和磁感應(yīng)強(qiáng)度B表征 。所屬學(xué)科：電力（一級(jí)學(xué)科）；通論（二級(jí)學(xué)科）磁場(chǎng)是一種看不見，而又摸不著的特殊物質(zhì)，它具備波粒的輻射特性 。磁體四周存在磁場(chǎng)，磁體間的相互效用就是以磁場(chǎng)作為媒介的 。電流、運(yùn)動(dòng)電荷、磁體或變化電場(chǎng)四周空間存在的一種特殊形態(tài)的物質(zhì) 。由于磁體的磁性來歷于電流，電流是電荷的運(yùn)動(dòng)，因而概括地說，磁場(chǎng)是由運(yùn)動(dòng)電荷或電場(chǎng)的變化而孕育發(fā)生的 。目錄磁場(chǎng)的基本特征是能對(duì)其中的運(yùn)動(dòng)電荷施加效用力，即通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)的效用力 。磁場(chǎng)對(duì)電流、對(duì)磁體的效用力或力距皆源于此 。而現(xiàn)代辦署理論則說明，磁力是電場(chǎng)力的相對(duì)于論效應(yīng) 。與電場(chǎng)相仿，磁場(chǎng)是在一定空間地區(qū)范圍內(nèi)持續(xù)漫衍的矢量場(chǎng)，描述磁場(chǎng)的基本物理量是磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量B ，也可以用磁感線形象地圖示 。然而，作為1個(gè)矢量場(chǎng)，磁場(chǎng)的性子與電場(chǎng)頗為不同 。運(yùn)動(dòng)電荷或變化電場(chǎng)孕育發(fā)生的磁場(chǎng)，或兩者之和的總磁場(chǎng)，都是無源有旋的矢量場(chǎng)，磁力線是閉合的曲線簇，不間斷，不交叉 。換言之，在磁場(chǎng)中不存在發(fā)出磁力線的源頭，也不存在會(huì)聚磁力線的尾閭，磁力線閉合表明沿磁力線的環(huán)路積分不為零，即磁場(chǎng)是有旋場(chǎng)而不是勢(shì)場(chǎng)（保守場(chǎng)），不存在類似于電勢(shì)那樣的標(biāo)量函數(shù) 。電磁場(chǎng)是電磁效用的媒遞物，是統(tǒng)一的整體，電場(chǎng)和磁場(chǎng)是它緊密聯(lián)系、相互依存的兩個(gè)側(cè)面，變化的電場(chǎng)孕育發(fā)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)孕育發(fā)生電場(chǎng)，變化的電磁場(chǎng)以波動(dòng)形式在空間流傳 。電磁波以有限的速度流傳，具備可交換的能+量和動(dòng)量，電磁波與實(shí)物的相互效用，電磁波與粒子的相互轉(zhuǎn)化等等，都證實(shí)電磁場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì)，它的“特殊”只在于沒有靜質(zhì)量 。磁現(xiàn)象是最先被人類認(rèn)識(shí)的物理現(xiàn)象之一，指南針是中國(guó)古代一大發(fā)現(xiàn) 。磁場(chǎng)是廣泛存在的，地球，恒星(如太陽)，星系（如星河系），行星、衛(wèi)星，和星際空間和星系際空間，都存在著磁場(chǎng) 。為了認(rèn)識(shí)和解釋其中的很多物理現(xiàn)象和過程，必需考慮磁場(chǎng)這一重要因素 。在現(xiàn)代科學(xué)技能和人類生活中，處處可碰到磁場(chǎng)，發(fā)電機(jī)、馬達(dá)、變壓器、電報(bào)、電話、收音機(jī)以至加速器、熱核聚變裝置、電磁測(cè)量?jī)x表等無不與磁現(xiàn)象有關(guān) 。甚至在人體內(nèi)，陪同著生命活動(dòng)，一些社團(tuán)和器官內(nèi)也會(huì)孕育發(fā)生微弱的磁場(chǎng) 。地球的磁級(jí)與地輿的兩極相反 。術(shù)語介紹 磁感應(yīng)強(qiáng)度：與磁力線方向垂直的單位平面或物體表面的大上所通過的磁力線數(shù)目，又叫磁力線的疏密程度，也叫磁通疏密程度，用B表示，單位為特（斯拉）T 。磁通量：磁通量是通過某一截平面或物體表面的大的磁力線總額，用Φ表示，單位為韋伯（Weber），符號(hào)是Wb 。通過一線圈的磁通的抒發(fā)式為：Φ=B·S（其中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，S為該線圈的平面或物體表面的大 。） 1Wb=1T·m2磁場(chǎng)方向 規(guī)定小針形磁鐵的北極在磁場(chǎng)中某點(diǎn)所受磁場(chǎng)力的方向?yàn)樵撾姶艌?chǎng)的方向。從北極出發(fā)到南極的方向，在磁體內(nèi)部是由南極到北極，在外可表現(xiàn)為磁感線的切線方向或放入磁場(chǎng)的小針形磁鐵在靜止時(shí)北極所指的方向!磁場(chǎng)的兩極與地輿的兩極正好相反，且一端的兩種極之間存在1個(gè)偏角，稱為磁偏角！磁偏角不斷地發(fā)生遲緩變化！掌握磁偏角的變化對(duì)應(yīng)用指南針指向具備重要磁感線 在磁場(chǎng)中畫一些曲線，使曲線上任何一點(diǎn)的切線方向都跟這一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向不異，這些曲線叫磁力線 。磁力線是閉合曲線 。規(guī)定小針形磁鐵的北極所指的方向?yàn)榇帕€的方向 。磁鐵四周的磁力線都是從N極出來步入S極，在磁體內(nèi)部磁力線從S極到N極 。磁場(chǎng)類型 1.恒定磁場(chǎng) 磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向保持不變的磁場(chǎng)稱為恒定磁場(chǎng)或恒磁場(chǎng)，如鐵磁片和通以直流電的電磁鐵所孕育發(fā)生的磁場(chǎng) 。2.交變磁場(chǎng) 磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向在規(guī)律變化的磁場(chǎng)，如工頻磁療機(jī)和異極旋轉(zhuǎn)磁療器孕育發(fā)生的磁場(chǎng) 。3.脈動(dòng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)強(qiáng)度有規(guī)律變化而磁場(chǎng)方向不變了樣子的磁場(chǎng)，猶如極旋轉(zhuǎn)磁療器、通過脈動(dòng)直流電磁鐵孕育發(fā)生的磁場(chǎng) 。4.電子脈沖磁場(chǎng) 用間歇振蕩器孕育發(fā)生間歇電子脈沖電流，將這種電暢通入電磁鐵的線圈即可孕育發(fā)生各種外形的電子脈沖磁場(chǎng) 。電子脈沖磁場(chǎng)的獨(dú)特的地方是間歇式出現(xiàn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的變化頻率、波形和峰值可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié) 。恒磁場(chǎng)又稱為靜磁場(chǎng)，而交變磁場(chǎng)，脈動(dòng)磁場(chǎng)和電子脈沖磁場(chǎng)歸屬動(dòng)磁場(chǎng) 。磁場(chǎng)的空間各處的磁場(chǎng)強(qiáng)度相等或大致相等的稱為勻稱磁場(chǎng)，否則就稱為非勻稱磁場(chǎng) 。離開磁極表面越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，磁場(chǎng)強(qiáng)度呈梯度變化 。編纂本段 形成緣故原由 假想有一根豎立的金屬棒，上下兩端加上電位差要得電子朝向正電位端加速，而另一端由于缺乏電子而帶正電 。這樣的電流會(huì)在四周空間形成磁場(chǎng) 。編纂本段 電磁場(chǎng) 電磁場(chǎng)（electromagnetic field）是有內(nèi)在聯(lián)系、相互依存的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的統(tǒng)一體和總稱 。隨時(shí)間變化的電場(chǎng)孕育發(fā)生磁場(chǎng)，隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)孕育發(fā)生電場(chǎng)，兩者互為因果，形成電磁場(chǎng) 。電磁場(chǎng)可由變速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子引起，也可由強(qiáng)弱變化的電流引起，不論緣故原由如何，電磁場(chǎng)總是以光速向四周流傳，形成電磁波 。電磁場(chǎng)是電磁效用的媒遞物，具備能+量和動(dòng)量，是物質(zhì)存在的一種形式 。電磁場(chǎng)的性子、特征及其運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律由麥克斯韋方程組確定 。地磁場(chǎng) 地磁場(chǎng)（geomagnetic field）是從地心至磁層頂?shù)目臻g范圍內(nèi)的磁場(chǎng) 。地磁學(xué)的主要研究對(duì)象 。人類對(duì)地磁場(chǎng)存在的早期認(rèn)識(shí)，來歷于天然磁石和針形磁鐵的指極性 。地磁的北磁極在地輿的南極附近；地磁的南磁極在地輿的北極附近 。針形磁鐵的指極性是由于地球的北磁極（磁性為S極）吸引著針形磁鐵的N極，地球的南磁極（磁性為N極）吸引著針形磁鐵的S極 。這個(gè)解釋最初是英國(guó)W.吉伯于1600年提出的。吉伯所作出的地磁場(chǎng)來歷于地球本體的假定是正確的 。這已為1839年德國(guó)數(shù)學(xué)家C.F.高斯首次運(yùn)用球諧函數(shù)闡發(fā)法所證實(shí) 。地磁的磁感線和地輿的經(jīng)線是不平行的，它們之間的夾角叫做磁偏角 。中國(guó)古代的著名科學(xué)家沈括是第1個(gè)注意到磁偏角現(xiàn)象的科學(xué)家 。地磁場(chǎng)是1個(gè)向量場(chǎng) 。描述空間某一點(diǎn)地磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向，需要三個(gè)獨(dú)立的地磁要素 。常用的地磁要素有7個(gè)，即地磁場(chǎng)總強(qiáng)度F，程度強(qiáng)度H，垂直強(qiáng)度Z，X和Y分別為H的北向和東向斤兩，D和I分別為磁偏角和磁傾角 。其中以磁偏角的觀測(cè)汗青為最先 。在現(xiàn)代的地磁場(chǎng)觀測(cè)中，地磁臺(tái)一般只記載H，D，Z或X，Y，Z 。近地空間的地磁場(chǎng)，像1個(gè)勻稱磁化球體的磁場(chǎng)，其強(qiáng)度在地面兩極附近還不到1高斯，所以地磁場(chǎng)是非常弱的磁場(chǎng) 。地磁場(chǎng)強(qiáng)度的單位已往凡是接納伽馬（γ），即1納特斯拉 。1960年決議接納特斯拉作為國(guó)際測(cè)磁單位，1高斯＝10^(-4)特斯拉（T），1伽馬＝10^(-9)特斯拉＝1納特斯拉（nT），略稱納特 。地磁場(chǎng)雖然很弱，但卻延長(zhǎng)到很遠(yuǎn)的空間，保護(hù)著地球上的生物和人類，使之免受宇宙輻射的侵害 。地磁場(chǎng)包括基本磁場(chǎng)和變化磁場(chǎng)兩個(gè)部分，它們?cè)诔梢蛏贤耆煌??；敬艌?chǎng)是地磁場(chǎng)的主要部分，起源于地球內(nèi)部，比較穩(wěn)定，變化非常遲緩 。變化磁場(chǎng)包括地磁場(chǎng)的各種短期變化，主要起源于地球外部，并且很微弱 。地球的基本磁場(chǎng)可分為偶極子磁場(chǎng)、非偶極子磁場(chǎng)和地磁異常幾個(gè)組成部分 。偶極子磁場(chǎng)是地磁場(chǎng)的基本成分，其強(qiáng)度約占地磁場(chǎng)總強(qiáng)度的90％，孕育發(fā)生于地球液態(tài)外核內(nèi)的電磁流體力學(xué)過程，即自激發(fā)電機(jī)效應(yīng) 。非偶極子磁場(chǎng)主要漫衍在亞洲東部、非洲西部、南大西洋和南印度洋等幾個(gè)地區(qū)，平均強(qiáng)度約占地磁場(chǎng)的10％ 。地磁異常又分為地區(qū)范圍異常和局部異常，與巖石和礦體的漫衍有關(guān) 。地球變化磁場(chǎng)可分為平靜變化和滋擾變化兩大類型 。平靜變化主如果以1個(gè)太陽日為周期的太陽靜日變化，其場(chǎng)源漫衍在電離層中 。滋擾變化包括磁爆炸、地磁亞暴、太陽擾日變化和地磁脈動(dòng)等，場(chǎng)源是太陽粒子輻射同地磁場(chǎng)相互效用在磁層和電離層中孕育發(fā)生的各種短暫的電流體系 。磁爆炸是全球同時(shí)發(fā)生的強(qiáng)烈磁擾，持續(xù)時(shí)間約為1～3天，幅度可達(dá)10納特 。其它幾種滋擾變化主要漫衍在地球的極光區(qū)內(nèi) 。不計(jì)算在內(nèi)源場(chǎng)外，變化磁場(chǎng)還有內(nèi)源場(chǎng) 。內(nèi)源場(chǎng)是由外源場(chǎng)在地球內(nèi)部感應(yīng)出來的電流所孕育發(fā)生的 。將高斯球諧闡發(fā)用于變化磁場(chǎng)，可將這種內(nèi)、外場(chǎng)區(qū)別開 。根據(jù)變化磁場(chǎng)的內(nèi)、外場(chǎng)相互關(guān)系，可以得出地球內(nèi)部電導(dǎo)率的漫衍 。這已成為地磁學(xué)的1個(gè)重方法域，叫做地球電磁感應(yīng) 。地球變化磁場(chǎng)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布局有關(guān)，所以在空間物理學(xué)和固體地球物理學(xué)的研究中都具備重要意義 。西方強(qiáng)國(guó)《國(guó)度地輿雜志》發(fā)表文章解釋了地球磁場(chǎng)“南邊和北邊顛倒”的緣故原由 。1845年德國(guó)數(shù)學(xué)家卡爾·高斯開始記載地球磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，與那時(shí)比擬，今天的磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱了近10%左右 。而且這種勢(shì)頭還將繼續(xù) 。電腦摹擬系統(tǒng)“助陣”科學(xué)家說，這種現(xiàn)象并不稀有 。在已往的數(shù)十億年中，地球磁場(chǎng)曾經(jīng)多次發(fā)生翻滾轉(zhuǎn)動(dòng)，這可以在地球巖石中找到大量證據(jù) 。而她們?cè)谧罱鼛资曛谐砷L(zhǎng)的電腦摹擬系統(tǒng)，可以大好地演習(xí)這個(gè)翻滾轉(zhuǎn)動(dòng)過程 。西方強(qiáng)國(guó)加州大學(xué)的地球科學(xué)和磁場(chǎng)專業(yè)人士加里·格拉茲邁爾說：“咱們可以在巖石上看到翻滾轉(zhuǎn)動(dòng)的情形，但是巖石不會(huì)告訴咱們?yōu)樯蹲?。電腦摹擬系統(tǒng)能說明這一切 ?！边@一系統(tǒng)就是格拉茲邁爾和他的同事保爾·羅伯茲共同研發(fā)的 。從地質(zhì)記載來看，地球磁場(chǎng)平均大約每20萬年翻滾轉(zhuǎn)動(dòng)一次，不過時(shí)間也可能相差很大，并不固定，上一次磁場(chǎng)翻滾轉(zhuǎn)動(dòng)是在78萬年前 。專業(yè)人士認(rèn)為，地球磁場(chǎng)來自地球深處的地心部分 。固體的地心四周是居于熔解狀的鐵和鎳液體。地心在金屬液中的運(yùn)動(dòng)，孕育發(fā)生了電流，形成為了地球磁場(chǎng) 。而該磁場(chǎng)屏蔽了宇宙射線，主如果太陽風(fēng)暴對(duì)地球的襲擊，保護(hù)了地球生命的傳續(xù) ?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，火山巖漿凝集時(shí)，其中的鐵總是按磁場(chǎng)方向擺列 。專業(yè)人士把這一現(xiàn)象稱為地球動(dòng)力學(xué)，地球磁場(chǎng)是由地球動(dòng)力支配的，她們根據(jù)這一理論成長(zhǎng)的電腦摹擬系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，地心四周的液體物質(zhì)，總是居于不穩(wěn)定狀況，以非常遲緩的速度轉(zhuǎn)一下，一般大約每年移動(dòng)一度 。然而在受到某種滋擾時(shí)，這個(gè)速度會(huì)變得越來越快，使原有的磁場(chǎng)偏離極地越來越遠(yuǎn)，最后發(fā)生兩極互換的現(xiàn)象 。西方強(qiáng)國(guó)約翰·霍普金斯大學(xué)的地球物理學(xué)家皮特·奧森正在嚴(yán)密關(guān)注地球磁場(chǎng)的變化 。他說，隨著時(shí)間的推移，咱們能夠追蹤到它的軌跡 。就像颶風(fēng)預(yù)告一樣，咱們會(huì)知道翻滾轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象啥子時(shí)候發(fā)生 。加里·格拉茲邁爾安慰大家說：“這個(gè)現(xiàn)象曾經(jīng)發(fā)生過多次了，生命不會(huì)因此滅絕的 ?！毙侣勁渚按艌?chǎng)顛倒將威脅到生物磁場(chǎng)顛倒將威脅到到生物 。首先，很多依靠鑒別地球兩極而遷移的動(dòng)物將會(huì)“亂了方寸” 。幾萬年來，蜜蜂、鴿子、鯨魚、鮭魚、紅龜、津巴布韋鼴鼠等動(dòng)物一直依賴先天性的本能在磁場(chǎng)的指引下秋移春返，一旦磁場(chǎng)消失，它們的運(yùn)氣很難預(yù)測(cè) 。大家都知道地球磁極要隨著時(shí)間流逝而變換，南極變北極，北極變南極 。而且兩次變換之間的時(shí)間間隔不等，平均為25萬年 ?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，此前的一次變換發(fā)生在75萬年前，因此她們預(yù)料，不長(zhǎng)還會(huì)發(fā)生新的兩極變換 。這樣就孕育發(fā)生了1個(gè)需要解答的題目：地球磁極變換會(huì)不會(huì)使地球磁場(chǎng)短時(shí)間消失，從而落空了防止宇宙帶電粒子到達(dá)地球的能力，引起一些科幻電影所描述的緊張自然災(zāi)害呢？德國(guó)慕尼黑大學(xué)的赫拉德·勒施等人的研究發(fā)現(xiàn)，不會(huì)發(fā)生這樣的災(zāi)難，而其中的拯救英雄就是太陽風(fēng) 。赫拉德·勒施等人發(fā)現(xiàn)，由帶電粒子組成的太陽風(fēng)，將在剎時(shí)成立起1個(gè)新磁場(chǎng) 。別的，由于太陽風(fēng)和地球等離子層運(yùn)動(dòng)速度相差很大，太陽風(fēng)將很快在距離地面350千米的高度成立起1個(gè)磁防護(hù)傘，這個(gè)磁防護(hù)傘的磁場(chǎng)強(qiáng)度大致與今朝的地磁磁場(chǎng)強(qiáng)度一樣 。它們可以將宇宙中的帶電粒子擋在地球大氣層外，地球上的生物依然可以高枕無憂 。[1]

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