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磁场强度与磁感应强度之间关系.doc

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磁场强度与磁感应强度之间关系.doc

上传人:龙的传人 2020/6/7 文件大小:16 KB

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磁场强度与磁感应强度之间关系.doc

文档介绍

文档介绍:B与H的关系正名,虽然发在数学吧,但就是就是我在网上目前瞧到唯一没有根本错误的解释。希望读者耐心瞧完。设想您暂时只知道磁场就是由磁铁产生,也知道牛顿力学,但尚不知道怎么物理上定义“磁场”。有一天,您用电流做实验。您惊讶的发现:通了电的导线能使它附近的小磁针扭转,从而得出了“电流也产生磁场”的结论。进一步,您通过力学(如平行电流线,扭转力矩等)的测量,您发现1、长直导线外,到导线距离相等的点,磁针感受到的“磁场”强度相同2、距离不同的点,“磁场”强度随着距离成反比。这样,您便想要通过力学测量与电流强度定义一个物理量H,2*pi*r*H=I。对形状稍稍推广,您就得到了安培环路定理的一般积分形式。注意这时候不需要用到真空磁导率μ0,因为您只要知道电流I就足以定义H这个物理量,没有理由知道μ0这回事儿。现在,您有了H,有了“电流能够产生磁场”这个概念,有了安培环路定理。您心满意足,转移了研究兴趣,开始研究带电粒子的受力。对于一定速度的粒子,加上刚才的磁场,通过几何轨道,牛顿力学,您可以测出粒子受的力。您发现受的力与电荷数q以及速度成正比,也与H成正比,但就是力F并不直接等于qvH,而就是还差一个因子:F=A*q*vⅹH,A只就是个待定因子,暂未赋予物理意义。这个公式多了个外加因子,不好瞧。现在您开始考虑构建“磁导率”这个概念,因为H只就是电流外加给的磁场,您希望通过粒子受力,直接定义一个粒子感受到的磁场——叫它B,使得F=qvⅹB成立。现在您理解的磁导率,就就是一个粒子对外界磁场的受力响应程度:磁导率大,那么同样大的外加磁场H使得粒子受力的响应(如偏转)也越大;磁导率如果为零,那么多大的磁场也不会使得粒子有偏转等力学反应,磁导率如果近乎无限大,您只要加一丁点外磁场H,粒子就已经偏转的不亦乐乎了。您开始管这个磁导率叫μ,并且定义μ=B/H。其中H就是(通过电流)外来的,B就是使得粒子偏转的响应。这样,磁导率=粒子的响应/外加的场。这个式子有着深刻背景,正就是理论物理里线性响应理论的雏形。此外,您发现,粒子处于真空中的时候,这个μ就是一个富了,它代表在该点处的总磁场。为什么说“总”磁场呢?考虑空间里的一点,没有材料的时候磁场值为H。现在有了材料,这一点处于材料中,外加场H穿进材料后,材料受H影响产生了一些附加场,在该点处的磁场不再就是H了。受外界磁场影响使得材料里也有内部额外磁场的过程,我们叫它“磁化”。我们希望一件事物更加具体,就说把它具体化,希望一个企业有规模,就说把它规模化,同样希望一块材料里面有更多额外磁场,就说把它“磁化”。2楼我们管产生的额外磁场大小叫做M。与磁导率一样,为了研究这个额外的磁场M与外加场H的关系,我们定义磁化率χ=M/H、磁化率大,说明同样大的外磁场,能产生更多的内在额外磁场;磁化率为很小,说即使外加磁场很大,里面的材料也“懒得理它”,只有微弱的响应。这里要注意两点。这就是您不难发现,磁化率也就是线性响应的过程。所谓线性响应,好比我们有五块钱,就能从售货机里买一罐可乐,我们有十块,根据线性响应,就能买两罐,15块买三罐;如果买得多给打折,20块给五罐,那么输入(钱)与输出(可乐瓶数)就不符合线性响应了。磁场情形也一样,太强的外加场H(输入),感生场M作为输出,就不符合现行响应了。此外还要注意一点,磁化率可正可负。所谓正磁化率χ>0,就