磁场是什么物质？为什么看不见摸不着？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-06-09 05:21 标签： 磁场是由什么组成的

  • 磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，磁场不是由原子或分子组成的，但磁场是客观存在的。磁场具有波粒的辐射特性。由于磁体的磁性来源于电流，电流是电荷的运动，因而概括地说，磁场是由运动电荷或变化电场产生的。

  • 磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的，所以两磁体不用接触就能发生作用。

  • 磁场是对放入其中的磁体有磁力的作用的物质叫做磁场，磁场的基本特征是能对其中的运动电荷施加作用力，即通电导体在磁场中受到磁场的作用力。磁场对电流、对磁体的作用力或力距皆源于此。

    磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，磁场不是由原子或分子组成的，但磁场是客观存在的。磁场具有波粒的辐射特性。电荷，电流移动产生磁场

  • 现代物理证明，任何物质的终极结构组成都是电子（带单位负电荷），质子（带单位正电荷）和中子（对外显示电中性）。点电荷就是含有过剩电子（带单位负电荷）或质子（带单位正电荷）的物质点，因此电流产生磁场的原因只能归结为运动电子产生磁场。

  • 电荷运动就产生磁场，电流也产生磁场，通电线周围都是有磁场的，磁场这种物质不像原子那种存在，是看不见摸不着的物质，产生磁场条件，电荷移动，就像有重量就被吸在地球上一样的道理。

  • 运动电荷或变化电场产生的磁场，或两者之和的总磁场，都是无源有旋的矢量场，磁力线是闭合的曲线簇，不中断，不交叉。磁场是有旋场而不是势场（保守场），不存在类似于电势那样的标量函数。

    电场是有源无旋矢量场。

  • 地球磁场来自地球深处的地心部分。固体的地心四周是处在熔解状的铁和镍液体。地心在金属液中的运动，产生了电流，形成了地球磁场。而该磁场屏蔽了宇宙射线，主要是太阳风暴对地球的袭击，保护了地球生命的延续。科学家发现，火山岩浆凝固时，其中的铁总是按磁场方向排列。专家把这一现象称为地球动力学，地球磁场是由地球动力支配的。

    地球磁场能抵挡宇宙高能粒子。

    地球的极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发（或电离）而产生

宇宙射线，听起来是很神秘的物质，在地球上我们看不见摸不着，即使要一窥其真容，我们也要凭借专业的、巨大的探测器来实现，比如：阿根廷的皮埃尔·奥格尔宇宙射线观测站，它可以研究超高能宇宙射线，这是落在地球上的宇宙能量最高的粒子。但是在太空中，观测宇宙射线就比在地球容易的多了，甚至，宇航员可以用肉眼看到它们。


维克托·弗朗西斯·赫斯于1912年带着三台静电计，利用热气球登上5300米高空处，他发现此处的电离率是地面的四倍，他对此的解释是：一种高穿透力的射线可能从上部进入大气层。维克托·赫斯因为这次发现于1936年获得诺贝尔物理学奖，后人将这种射线命名为宇宙线。


那么什么是宇宙射线？宇宙射线亦称宇宙线，是来自外太空的高能带电亚原子粒子，亚原子粒子是指比原子还小的粒子，例如：电子、中子、质子、介子、夸克、胶子、光子等等。宇宙线大致可以分成两类：原生宇宙线和衍生宇宙线。原生宇宙线指的是太阳系外的天体产生的，而衍生宇宙线是原生宇宙线与存在于星系和恒星之间的物质和辐射场相互作用产生的。在地球大气层外的原宇宙线，一般情况下，组成成分几乎90%是质子，9%是氦核（α粒子），和大约1%是电子。宇宙线的能量可以超过10^20 eV，远超过地球上的粒子加速器可以达到的10^12至10^13 eV，并且对宇宙中锂、铍、和硼的产生，扮演着主要的角色，同时宇宙线也造成地球上很大部分的背景辐射，由于在地球大气层外和磁场中的宇宙线是非常强的，对于如何保护宇航员的安全使得研究宇宙线更加重要。

巴兹·奥尔德林，是第一个报道在太空中看到宇宙射线的宇航员。在1969年阿波罗11号的任务中，进行了一项名为“阿波罗头盔剂量学”的实验，巴兹·奥尔德林报告说，当他们的眼睛适应了舱内的微光后，他们第一次看到了各种形状和尺寸的奇怪闪光。


在阿波罗16号和17号的最后一次登月任务中，安装了一个探测器用来查明到底发生了什么，结果闪光是由高能带电粒子（宇宙射线）引起的。这项研究一直在持续进行，发现宇宙射线对每个宇航员的影响是不同的：一些人可以在明亮的环境中看到它们，而另一些人只能在黑暗中看到它们；一些人被它们困扰，以至于他们难以入睡，而另一些人根本看不到它们。

我们知道宇航员看到的闪光就是宇宙射线，但是为什么能看见，毕竟射线不是光，原因不得而知。但是研究人员认为有三种理论可以解释：第一种是射线进入眼睛并击中视神经；第二种是射线进入宇航员的头骨，并击中了大脑的视觉中心；第三种理论是高能粒子穿过宇航员眼睛的玻璃体，以一种叫切伦科夫辐射的形式发出光，也就是说，光线是从他们的眼球内部发出的。切伦科夫辐射是介质中运动的电荷速度超过该介质中光速时发出的一种以短波长为主的电磁辐射，其特征是蓝色辉光，类似于音爆现象。

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　　教案是每个老师上课必备的讲课材料，但一份好的教案，也能决定一堂课的质量。如何备好教案呢?以下文章“磁场和磁感线教学设计”由出国留学网为您提供，希望对您有所帮助!

　　1.知道磁体周围存在着磁场和磁场具有方向性;

　　2.知道磁感线可用来形象地表示磁场及其方向。

　　条形磁体，蹄形磁体，小磁针，玻璃板，铁屑。

　　1.复习提问，引入新课

　　复习提问：什么是力?(力是物体对物体的作用)

　　当两磁极相互靠近时，其相互作用是怎样的?

　　(同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引)

　　进一步提问引入新课：

　　两磁极相互靠近并未接触时，它们是怎样发生作用的呢?放在磁体附近的大头针并未接触磁体却能被磁体所吸引，磁体又是怎样作用于大头针的?这节课我们就来研究探索这类问题。

　　(1)引导学生通过实验认识磁场的存在

　　请同学们将小磁针、条形磁体摆放在桌子上，然后进行下列实验：

　　学生实验：首先在桌上放一圈小磁针，观察小磁针的指向;然后将条形磁体放到小磁针中间，观察小磁针的指向有什么变化;再拿开磁体，观察小磁针的指向。

　　提问：同学们刚才观察到什么现象?

　　(当条形磁体放到小磁针中间时，小磁针的指向都发生了偏转，不再指南北了，拿开磁体，小磁针又恢复了原来的指向)

　　教师进一步提问：当条形磁体放到小磁针中间时，磁体周围的小磁针都发生了偏转，说明小磁针都受到了磁力作用，这个力是磁体直接作用于小磁针的吗?为什么?

　　(不是。因为小磁针没有直接接触磁体)

　　教师指出：由上述现象我们可以推断出磁体周围的空间一定存在着一种物质，磁体是通过这种物质对小磁针发生了磁力的作用，使它发生了偏转。科学家把这种物质叫做磁场。板书：

　　一、实验表明：磁体周围的空间存在着磁场。

　　讲述：同学们也许会问：我们并没有看见磁场周围的磁场啊?看不见、摸不着的东西，我们可以根据它所表现出来的性质来研究它、认识它，这正是科学的力量所在，也是我们应该学习和掌握的科学研究方法。

　　紧接着提问：空气看不见、摸不着，我们可以根据什么来认识它?

　　(根据空气流动形成的风所产生的作用来认识它)

　　电流看不见、摸不着，我们可以根据什么来认识它?

　　(根据电流所产生的效应来认识它)

　　教师指出：同样，磁场看不见、摸不着，我们可以根据它所表现出来的性质来认识它。

　　提问：磁场的基本性质是什么呢?

　　引导学生分析：从上面的实验可以看出，把小磁针放入磁体周围的磁场中时，要受到磁场的磁力作用;当两个磁极靠近时，它们之间的相互排斥或相互吸引也是磁场作用的结果。由此我们可以得出下列结论：

　　板书：二、磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用都是通过磁场发生的。

　　(2)研究磁场的方向...

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