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江蘇邱成機電有限公司

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以下是兩種常見的磁場：

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。

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(xué)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。

主要應(yīng)用領(lǐng)域

電磁場（或波）為能量一種形式，是當(dāng)今重要的能源，研究領(lǐng)域涉及電磁能產(chǎn)生、存儲、變換、傳輸和應(yīng)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(yīng)用。

電磁波作為探測未知世界的一種重要手段，主要研究領(lǐng)域為電磁波與目標(biāo)的相互作用特性、目標(biāo)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(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)

電、磁現(xiàn)象是大自然最重要的往來現(xiàn)象，也最早被科學(xué)家們關(guān)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(xué)家。

19世紀(jì)以前，電、磁現(xiàn)象作為兩個獨立的物理現(xiàn)象被廣泛的關(guān)注和研究。正是由于這些研究為電磁學(xué)理論的建立奠定了基礎(chǔ)。18世紀(jì)末期，德國哲學(xué)家謝林認(rèn)為，宇宙是有活力的，而不是僵死的，認(rèn)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(guān)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(dǎo)線的垂直線方向相互垂直，并定量建立了若干數(shù)學(xué)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(yīng)。1831年他發(fā)現(xiàn)；當(dāng)磁捧插入導(dǎo)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(chǔ)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(xué)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(guān)于電磁波存在的預(yù)言，這一重要的實驗導(dǎo)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(yīng)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(xué)的主要研究對象。人類對于地磁場存在的早期認(rèn)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(xué)家C.F.高斯運用球諧函數(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(xué)家沈括是第一個注意到磁偏角現(xiàn)象的科學(xué)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(xué)過程，即自激發(fā)電機效應(yīng)。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(guān)。

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(yīng)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(guān)系，可以得出地球內(nèi)部電導(dǎo)率的分布。這已成為地磁學(xué)的一個重要領(lǐng)域，叫做地球電磁感應(yīng)。

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(guān)，所以在空間物理學(xué)和固體地球物理學(xué)的研究中都具有重要意義。

宇宙磁場編輯 播報

太陽

太陽普遍磁場指日面寧靜區(qū)的微弱磁場，強度約1×10-4～3×10-4特斯拉，它在太陽南北兩極區(qū)極性相反，觀測發(fā)現(xiàn)，通過光球的大多數(shù)磁通量管被集中在太陽表面稱作磁元的區(qū)域，其半徑為100～300千米，場強為0.1～0.2特斯拉，大多數(shù)磁元出現(xiàn)在米粒和超米粒邊界及活動區(qū)內(nèi)。如果把太陽當(dāng)做一顆恒星，可測到它的整體磁場約3×10-5特斯拉，這個磁場是東西方向的。

太陽活動區(qū)磁場

太陽黑子磁場

一般說來，一個黑子群中有兩個主要黑子，它們的磁極性相反。如果前導(dǎo)黑子是N極的，則后隨黑子就是S極的。在同一半球（例如北半球），各黑子群的磁極性分布狀況是相同的；而在另一半球（南半球）情況則與此相反。在一個太陽活動周期（約11年）結(jié)束、另一個周期開始時，上述磁極性分布便全部顛倒過來。因此，每隔22年黑子磁場的極性分布經(jīng)歷一個循環(huán)，稱為一個磁周。強磁場是太陽黑子最基本的特征。黑子的低溫、物質(zhì)運動和結(jié)構(gòu)模型都與磁場息息相關(guān)。

耀斑與磁場的關(guān)系

耀斑是烈的太陽活動現(xiàn)象。一次大耀斑爆發(fā)可以釋放10^30～10^33爾格的能量，這個能量可能來自磁場。在活動區(qū)內(nèi)一個強度為幾百高斯的磁場一旦湮沒，它所蘊藏的磁能便全部釋放出來，足夠供給一次大耀斑爆發(fā)。在耀斑爆發(fā)前后，附近活動區(qū)的磁場往往有劇烈的變化。本來是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的磁場，在耀斑發(fā)生后就變得比較簡單了。這就是耀斑爆發(fā)的磁場湮沒理論的證據(jù)。

日珥的磁場

日珥的溫度約為10000℃，它卻能長期存在于溫度高達一、兩百萬攝氏度的日冕中，既不迅速瓦解，也不下墜到太陽表面，這主要是靠磁力線的隔熱和支撐作用。寧靜日珥的磁場強度約為10高斯，磁力線基本上與太陽表面平行；活動日珥的磁場強一些，

可達200高斯，磁場結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

太陽普遍磁場

除太陽活動區(qū)外，日面寧靜區(qū)也有微弱的磁場。整個說來，太陽和地球相似，也有一個普遍磁場。不過由于局部活動區(qū)磁場的干擾，太陽普遍磁場只是在兩極區(qū)域比較顯著，而不象地球磁場那樣完整。太陽極區(qū)的磁場強度只有1～2高斯。太陽普遍磁場的強度經(jīng)常變化，甚性會突然轉(zhuǎn)換。這種情況在1957～1958年和1971～1972年曾兩次觀測到。

太陽整體磁場

如果把太陽當(dāng)作一顆恒星，讓不成像的太陽光束射進磁像儀，就可測出日面各處混合而成的整體磁場。這種磁場的強度呈現(xiàn)出有規(guī)則的變化，極性由正變負(fù)，又由負(fù)變正。大致來說，在每個太陽自轉(zhuǎn)周（約27天）內(nèi)變化兩次。對這個現(xiàn)象很容易作這樣的解釋：日面上有東西對峙的極性相反的大片磁區(qū)，隨著太陽由東向西自轉(zhuǎn)，科學(xué)家們就可以交替地觀察到正和負(fù)的整體磁場?？傊?，太陽上既有普遍磁場，又有整體磁場。前者是南北相反的，后者是東西對峙的。

太陽系磁場結(jié)構(gòu)

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