磁性是某些物质的特殊的物理性能,中国人最早利用这一性质发明了指南针。从 19 世纪到 20 世纪初,麦克司韦、楞次、法拉第和安培等科学家建立了电磁场理论和电磁基本定律,奠定了现代电磁科学发展基础。在工程上,主要是应用电磁的两个基本定律-全电流定律和电磁感应定律。由于推演方法的不同,电磁计量存在两种不同的计量单位制-国际单位制(SI 制,或有理化单位制或 MKS 制,即米-千克-秒制)和实用单位制(或非有理化单位制,CGS 制,即厘米-克-秒制)。英美通常应用 CGS 制,而我国使用 MKS 制。
磁的基本现象 自然界中有一类物质,如铁,镍和钴,在一定的情况下能相互吸引,这种性质我们称它们具有磁性。使他们具有磁性的过程称之为磁化。能够被磁化或能被磁性物质吸引的物质叫做磁性物质或磁介质。 能保持磁性的磁性物质称为永久磁铁。磁铁两端磁性最强的区域称为磁极。将棒状磁铁悬挂起来,磁铁的一端会指向南方,另一头则指向北方。指向南方的一端叫做南极 S,指向北方的一端叫做北极 N。如果将一个磁铁一分为二,则生成两个各自具有南极和北极的新的磁铁。南极或北极不能单独存在。 如果将两个磁极靠近,在两个磁极之间产生作用力-同性相斥和异性相吸。磁极之间的作用力是在磁极周围空间转递的,这里存在着磁力作用的特殊物质,我们称之为磁场。磁场与物体的万有引力场,电荷的电场一样,都具有一定的能量。但磁场还具有本身的特性: (1) 磁场对载流导体或运动电荷表现作用力; (2) 载流导体在磁场中运动时要做功。为形象化描述磁场,把小磁针放在磁铁附近,在磁力的作用下,小磁针排列成图 1-1(a)所示的形状。从磁铁的 N 极到 S 极小磁针排成一条光滑的曲线,此曲线称为磁力线(图 1-1(b)),或称为磁感应线,或磁通线。我们把 N 极指向 S 极方向定义为力线具正方向。磁力线在磁铁的外部和内部都是连续的,是一个闭合曲线。曲线每一点的切线方向就是磁场方向。在磁铁内部是 S 极指向 N 极。以下用磁力线方向代表磁场正方向。力线的多少代表磁场的强弱,例如在磁极的附近,力线密集,就表示这里磁场很强;在两个磁极的中心面附近力线很稀疏,表示这里磁场很弱(图 1-1(c))。但是,应当注意,磁场中并不真正存在这些实在的线条,也没有什么物理量在这些线条中流动,只是在概念上形象地说明磁现象。
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