磁場強弱

磁場周圍的磁場大小

磁場強弱,指的是磁場周圍的磁場大小。

簡述


凡是有質量的物體都有磁場,小到原子核(表面磁場約10^12T),大到黑洞,都有強大的磁場;物體所具有的能量越大磁性就越強,能量越低磁性越弱;密度越大磁場強度越強,密度越小磁場強度越弱。

質量


根據廣義相對論,光通過質量大的恆星表面時光線會發生偏折,也就是說從遙遠的恆星上發出的光,由於相距較遠,當這些光從黑洞表面穿過時,光線又會在遠處重新匯聚成一個點,稱為引力透鏡效應。這是因為光從恆星表面發出在近處看是平行的,而到了遠處看光卻變成了一個點。如同你在地球上感覺太陽光是平行的,而當你到了天王星上太陽光便顯得很微弱。當光通過大質量恆星的表面時,由於在強磁場的作用下改變了光子的運動狀態,如同帶電粒子在磁場中受到的洛侖茲力,只改變粒子運動狀態而不對粒子做功,光也是一種粒子,也有同樣的現象。

能量


質能方程E=mc^2(m 質量,c 光速)與E=hν(h 普朗克常數,ν 頻率)可求出光子的相對論質量。
在一個特殊的條件下:
mc^2=hν
m=hν/c^2
光色波長(10^-9)m頻率(10^14)Hz質量(10^-36)kg
紅外線300000~7600.001~3.90.0007362~2.87118
760~6303.9~4.82.87118~3.53376
630~6004.8~5.03.53376~3.681
600~5705.0~5.33.681~3.90186
570~5005.3~6.03.90186~4.4172
500~4506.0~6.74.4172~4.93254
450~4306.7~7.04.93254~5.1534
430~4007.0~7.55.1534~5.5215
紫外線400~67.5~5005.5215~368.1
γ射線0.001~0.0000110^4~10^6-7.362*10^4~7.362*10^6
光是一種很小的粒子,具有波動性,而波動性的產生,是因為空間中存在著電磁場
當光在磁場強度相同的空間中傳播時,由上表可知:不同顏色的光子的振動頻率不同,而不同顏色的光子的質量是不同的。磁場對不同質量的光子的頻率一定,則光子的質量就可以確定。
根據E=mc^2可知:能量和質量可以相互轉化。能量越高質量就越大,也就是說物質所含有的質量越大能量就越高。光子就是一個同時擁有質量和能量的粒子,光子的波動性可以說明電磁場周期變化很快,在能量高的地方磁場就強,在能量低的地方磁場就弱。

密度


光子的體積不變,質量大的光子密度一定大。當光子在密度較大的空間中傳播時,由於光子的能量不增加,而光子的頻率增大,會使光子的傳播速度減慢,密度越大的空間磁場越強,密度越小的空間磁場越弱。
綜上所述:磁場的強弱是由能量、質量、空間的密度共同決定的,能量高的磁場就強,在能量低的地方磁場就弱;質量越大磁場越強,質量越小磁場越弱;密度越大的空間磁場越強,密度越小的空間磁場越弱。由此可以判斷地球的磁場,在地球上由於重力分異及自轉引起的晝夜交替使質量、能量、空間密度分佈不均,所以在地球上兩極磁場較強,赤道磁場較弱,正對太陽的一面磁場強,背對太陽的一面磁場弱,此外空間的密度不均而引起的磁感線不規則分佈。