什么是电偶极距和磁偶极距 磁偶极矩是什么

导读:本章摘自独立学者灵遁者量子力学科普书籍《见微知著》 。此文旨在帮助大家认识我们身处的世界 。世界是确定的,但世界的确定性不是我们能把我的 。
我之前就说过,任何时候思想都是宝贵的 。任何一个时代当思想不具有价值的时候 。我们就应该悲哀 。我从来不敢说自己想的东西是正确的,但我提供了一种思路 。人们需要这样的思路,需要这样的思考 。人类的繁荣不是一步走到位的,就像认识从地心说,到日心说,到现在不知道“中心”在哪里 。这些简单的文字,不是我发明的;这些实验和实验内容,更不是我实践的 。我也和你一样,作为好奇者,是想去理解它的人,诠释它的人 。然后还想知道更多东西的人 。
这一章我要为大家介绍什么是电偶极距,磁偶极距,磁化强度等抽象物理概念 。
一般而言,我们看不到的东西,我们说是很抽象的东西 。你以为现实中看到的东西远远多于看不见的东西,其实你错了 。我们看不到的东西,远远多于我们可以看见的东西 。
所以你只相信你看到的东西,这是多么大的错误 。但人又固执的相信自己,所以你会错的有多深,只有在最后你自己懂的 。一个人应该相信他所看到的东西,还应该相信他所看不到的东西 。但对于不能想象的事件,要保持谨慎 。这是我给你们的建议 。
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什么是电偶极距和磁偶极距 磁偶极矩是什么

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我们在要了解磁偶极距和电偶极距之前,应该先知道什么是电偶极子,磁偶极子 。
在电磁学里,有两种偶极子:电偶极子是两个分隔一段距离,电量相等,正负相反的电荷 。磁偶极子是一圈封闭循环的电流,例如一个有常定电流运行的线圈,称为载流回路 。偶极子的性质可以用它的偶极矩描述 。
这个描述很简短,但是很清晰 。接下来我们具体看看它们的定义 。
电偶极子是两个等量异号点电荷组成的系统 。电偶极子的特征用电偶极矩p=ql描述,其中l是两点电荷之间的距离,l和p的方向规定由-q指向+q电荷 。
电偶极子在外电场中受力矩作用而旋转,使其电偶极矩转向外电场方向 。电偶极矩就是电偶极子在单位外电场下可能受到的最大力矩,故简称电矩 。
如果外电场不均匀,除受力矩外,电偶极子还要受到平移作用 。电偶极子产生的电场是构成它的正、负点电荷产生的电场之矢量和 。
而磁偶极子是类比电偶极子而建立的物理模型 。具有等值异号的两个点磁荷构成的系统称为磁偶极子 。但由于没有发现单独存在的磁单极子,因此磁偶极子的物理模型不是两个磁单极子,而是一段封闭回路电流 。磁偶极子模型能够很好地描述小尺度闭合电路元产生的磁场分布。
比如,一根小磁针就可以视为一个磁偶极子 。地磁场也可以看作是由磁偶极子产生的场 。磁偶极子受到力矩的作用会发生转动,只有当力矩为零时,磁偶极子才会处于平衡状态 。利用这个道理,可以进行磁场的测量 。但由于没有发现单独存在的磁单极子,故我们将一个载有电流的圆形回路作为磁偶极子的模型 。
什么是电偶极距和磁偶极距 磁偶极矩是什么

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地球磁场可以近似为一个磁偶极子的磁场 。但是,图内的 N 和 S 符号分别标示地球的地理北极和地理南极 。这标示法很容易引起困惑 。实际而言,地球的磁偶极矩的方向,是从地球位于地理北极附近的地磁北极,指向位于地理南极附近的地磁南极;而磁偶极子的方向则是从指南极指向指北极 。
那么什么是电偶极距?在物理学里,电偶极矩衡量正电荷分布与负电荷分布的分离状况,即电荷系统的整体极性 。
对于分别带有正电量 +q{displaystyle {+}q}+=、负电量-q的两个点电荷的简单案例,电偶极矩 {displaystyle mathbf {p} }为:p=qd;其中d是从负电荷位置指至正电荷位置的位移矢量 。
这方程意味着电偶极矩p的方向是从负电荷指向正电荷 。注意到这跟在正电荷与负电荷之间的电场线的方向相反——从正电荷开始,在负电荷结束 。这里并没有矛盾,因为电偶极矩与电偶极子的取向有关,即与电荷的相对位置有关;它不能单独直接地表示出电场线的方向 。
称这双电荷系统为“物理电偶极子” 。在距离超远于两个点电荷相隔距离之处,物理电偶极子所产生的电场,可以近似为其电偶极矩所产生的电场 。令物理电偶极子的两个点电荷相隔距离d趋向于 0 ,同时保持其电偶极矩p不变,则极限就是“点电偶极子”,又称为“纯电偶极子” 。物理电偶极子产生的电场,其多极展开式的一次项目就是点电偶极子产生的电场 。