磁场

             

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预备知识 电场

   本书中磁场(magnetic field)指的是磁感应强度(magnetic inductance),一般记为 $ \boldsymbol{\mathbf{B}} $.磁场是三维空间中的矢量场,即空间中的每一点 $ \boldsymbol{\mathbf{r}} $ 都对应一个磁场矢量 $ \boldsymbol{\mathbf{B}} ( \boldsymbol{\mathbf{r}} )$.磁场一般用广义洛伦兹力式 4 来定义:空间中某点的磁场使得运动时经过该点的点电荷所受的电磁力为

\begin{equation} \boldsymbol{\mathbf{F}} = q( \boldsymbol{\mathbf{E}} + \boldsymbol{\mathbf{v}} \boldsymbol\times \boldsymbol{\mathbf{B}} ) \end{equation}
其中 $q$ 是电荷量,$ \boldsymbol{\mathbf{E}} $ 是该点的电场,$ \boldsymbol{\mathbf{v}} $ 是速度.

   由于历史原因,“磁场强度” 这个而名字已经被占用,所以 $ \boldsymbol{\mathbf{B}} $ 只好叫做磁感应强度.在比较新的教材中,磁场一般指磁感应强度.磁场也可以使用安培力来定义,但安培力在微观本质上也是洛伦兹力.

   磁感应强度单位为特斯拉(Tesla),即 $ \,\mathrm{kg\cdot C^{-1}s^{-1}} $.

   与电场线一样,我们可以在空间中画出许多有方向的磁感线,使得磁感线上任意一点的方向等于该点处磁场的方向,磁感线在单位横截面的条数与截面处的磁场大小近似成正比.磁感线通常用于磁场的可视化和帮助理解,并不是实际存在的,也并不精确.

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