『电磁场』两块磁铁之间产生的磁力,是靠什么粒子来进行传递的?


『电磁场』两块磁铁之间产生的磁力,是靠什么粒子来进行传递的?
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『电磁场』两块磁铁之间产生的磁力,是靠什么粒子来进行传递的?
相信大家对于磁铁之间的相互作用力所表现出来的种种现象 , 无论是同性相斥、还是异性相吸 , 以及由此制造出的磁性产品的特性已经了然于胸 , 虽然表象上看来 , 磁铁之间的相互作用力 , 特别是异性磁极之间的相互吸引 , 感觉与万有引力非常相似 , 但是它们在本质上却有着截然的不同 。
目前 , 物理学界对于自然界包括整个宇宙中力的基本作用形式 , 已经归纳出4个基本种类 , 即4种基本作用力 , 它们分别是电磁力、强相互作用力、弱相互作用力和引力 。 其中电磁力是在电磁场中带电粒子之间的相互作用 , 无论是摩擦力、支持力、磁力 , 还是光线产生的辐射压力 , 本质上都是组成物体的微观粒子间带有不同电荷时 , 所产生的相互影响表现出来的作用力 , 由于电磁力能够渗透到我们生活的方方面面 , 因此它是我们观察和认识这个世界最重要的一种力的作用形式 。
与此同时 , 我们在日常生活中常见的一种力的作用形式还包括引力 , 无论是探索宏观天体之间的运行规律 , 还是微观粒子之间都存在着引力作用 , 引力的大小与物体的质量成正比、与距离成反比 , 在4种基本作用力中引力作用效果最弱 , 但力程最远 , 理论上可以延伸到无限的地方 。
而强相互作用力和弱相互作用力则都是反映原子微观层面力的作用形式 , 其中强相互作用力保障了质子和中子的结合能力 , 确保原子核的稳定性 。 在所有基本作用力中 , 强相互作用力的作用效果最强 , 但是力程最短 。 弱相互作用力确保了核外电子不会因与原子核的电荷属性不同 , 而坠入原子核中 , 同时也可以调控原子核内的质子状态 , 从而从另外一个方面起到了稳定原子核的功能 , 弱相互作用力的作用效果也很弱 , 不过要稍强于引力 。
之所以4种基本作用力形式 , 科学家判断是在4种力依托于特定的“空间场” , 在不同的“空间场”中组成物体的微观粒子发生定向运动所表现出来的影响模式 。 按照物理学家们构建的粒子物理标准模型 , 电磁力、强相互作用力和弱相互作用力所对应的基本粒子已经被发现 , 其中电磁力通过光子来传递力、强相互作用力通过胶子传递力、弱相互作用力通过W和Z玻色子传递力 , 只有引力特殊 , 至今仍然未找到“引力子”存在的确凿证据 。
磁铁之间产生的磁力 , 基于由不同磁极所形成的磁场 , 在磁场中 , 我们通过麦克斯韦方程可以看出 , 磁场的产生来源于电流以及变化的电场 。 对于电磁铁来说 , 是电荷的定向移动产生了电磁场 , 而对于永久性磁铁来说 , 磁场是由于大量核外电子在围绕原子核的运动过程中产生的一种自发性规律排列所致 。 从磁铁的物质组成来看 , 它主要是由铁、钴、镍和铁的一些氧化物所组成 , 这些物质的原子结构比较特殊 , 本身就具有一定的磁矩 , 一般情况下磁区相互影响不表现出磁性 , 但是当把它们放到相应的磁场环境中 , 这些物质中的原子就会与磁场方向快速调整到一致 , 从而表现出较强的磁性 , 这些物质因此被称为铁磁性物质 。
我们从磁场的作用形式再来看一下磁力的特征 。 从某种意义上来说 , 磁铁的磁性来源于电荷的定向规律性排列 , 也就是说磁场是由运动的电荷或者变化的电场产生而来 , 这也注定了磁场与电场均是在一定的空间区域内呈现连续分布的一个矢量场 , 由于磁场的一个无源有旋的矢量空间 , 因此磁场的产生没有源头 , 也没有结尾 , 是一个封闭闭合的空间区域 , 不像电场中电势那有可以定量表达为一个标量的函数 。 那么 , 既然磁力依赖于电磁场 , 那么电磁场就相当于是磁力作用的一种媒介空间 , 对应的这种媒介空间中必然要有一种媒介物质使磁力发生相应的传递过程 。