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比如，用磁铁制造可能的悬浮装置。 【陳浩的回答(13票)】: 受邀。很考验概念的问题……我试试 大家都说了能量只能转换，不能凭空产生或消失。 我只回答“来自于哪儿”，也就是什么能量转换成了磁能。 能量的存在体现为可以对外做功，或可以转换为其他能量。 磁场的能量表现为处于其中的物体可能发生运动状态的改变（动能和磁能的相互转换），或者位置的改变（势能和磁能的相互转换）。 磁场有两种来源：电流，磁矩。 那么产生一个磁场就有两种方法：电流，磁化。 这两种方法都需要能量： 磁化的过程，就是翻转或制造材料中粒子的磁矩，这需要克服的粒子间的作用，或翻越能垒。 用电流产生磁场，是电子的势能（来自电场），转为磁能和电子的动能，后面二者不能分开。 磁场的能量就可以用产生他所需的能量来衡量。 回答@杜群在评论中的提问：涉及宇宙起源，我不知道。 回答＠于小白在评论中的提问： 一块在悬崖顶端的巨石，其重力势能不也从远古保留至今么？永久磁铁的情况，可以类比成山顶上的一个坑里的一个石头。你要释放它的势能，还要给它能量，让它先从坑里出来。 一个人工磁化的方法是加温至居里温度以上，此时完全没有磁性，然后在外磁场中降温，发生磁化，分子间相互作用能降低，产生了磁场；人工退磁的方法也是加温至居里温度以上，分子磁矩无规则排列，相互作用能增高，磁场消失。 看起来是分子作用能转成了磁能，但是这个转换还必须有其他能量帮忙。加温就相当于把石头从山顶的坑里搬出来，然后在扔下来（降温），在一定外界条件下会落到山脚下，否则落回坑里。 其他磁化的方式包括适当的外磁场，这种外磁场在自然界中是很常见的，如地磁。这种磁化可以类比为把石头慢慢推上山／推出坑。 关于磁悬浮，目前用的不是超导体，是电磁铁。由于电阻的存在，我们不能阻止电能转为热能扩散到环境中去，因此如果不持续提供电能来补充这个消耗，重力势能是无法保持的。注意如果断了电能，能量不是被用完，而是转成了热能扩散了。 【时见疏星的回答(4票)】: 先说评价，场当然是有能量的。否则我们怎么会去讨论能动张量这种东西。 磁场的能量，如果是孤立的电磁场，那么磁场能量可以和电场能量转化，但是不能凭空消失。像是程鹏所说，能量守恒，一般是必须遵守的，即能量只能转化和传递，不能凭空消失，但是我想，这里的消失应该就是指的转化和传递，只不过没有用对正确的词语。但是如果是一个孤立的净磁场，这个描述起来就很麻烦，因为要考虑这个净磁场的起源。这里先不管这些，倘若我们只考虑理想情况，那么对于自然是没法转化的。但是我们生活中所见的磁铁，并非净磁场这么简单，我们用的磁铁时间长了，最终自己减弱，转换成了分子动能，和少量的电磁波。 我想，上面说的这些并不是一般人想要的结果。就像评论里面提到的，我们其实一般关心磁场和其他物体的相互作用能，而不是关心磁场的自能。 比如悬浮装置，这个系统自然是有势能的，但是这个体系会存在自然的能量衰减的过程，原因是材料（比如一块磁铁）并不是我们所见的那么简单，它内部有复杂的结构，这些结构会消耗磁场能量。使得磁场能量转化成其他的能量。 问题中谈到磁场能量是哪里来的。这个问题，我水平不够难以回答。曾经考虑过净磁场场的传播子，但是没能理解。总之呢，如果我们什么都不管，一个脸皮比较厚的人，可以直接说这些能量自然是电磁相互作用。这样回答是很无聊，但是我真的不知道怎么解释。这就像是要解释，为什么在地球上，一个高度大的物体的引力势能要比高度低的势能大一样…… 续： 如果非要给一个解释，大概可以这么理解。在场论里面，我们用电磁张量来描述电磁场T=F^2。电磁张量又是写成 F=dA .这里A是一个四维矢量，我们在求能量的过程中，存在对磁场的势对时间的导数的平方。然后我们马上就联想到，在经典理论中，一个粒子的位移对时间的导数的平方（活着说动量对时间的导数）对应着动能。如果我们把A的一次导数跟动量对应起来，那么就可以有一点比较形象的理解了。 但是这样理解有些生硬啊。 【李志华的回答(3票)】: 磁场是一种场。场的能量是一种势能，只有这种能量只有在发生变化时才会被释放或者吸收。打个比方，一个被压缩的弹簧，如果保持被压缩的状态，他的能量就不能被释放出来。而且弹簧本身是不能持续释放能量的，它释放能量的前提是先吸收能量，磁铁（磁场）也是如此。如果你要用场的能量本身来发电，必须在一个巨大的循环之中。例如，太阳用热能将海水蒸发，水通过降雨落到地面，然后汇集到水库中，发电机通过水的落差（引力场）来发电——直接用来发电是引力场中的重力势能，而真正的能量则来自于太阳。 【张恩坤Zebra的回答(0票)】: 电磁铁的力量会随着电力停止。地球这个磁场，觉得好像是一个回路，衰减的非常慢。 磁场本身并没有力量，其实物理上也不是用力量来形容磁场的，就好像电，从没有说电的力量。 我修改了下问题。觉得能量比力量更贴切。 【旗芃的回答(0票)】: 概念上有问题，能量不会消失，只是会传递。 悬浮是一种现象，如果只从悬浮来看的话，本身并不消耗能量，当然，为了和外界的总熵总是增大，磁铁表现出来的“磁力”是慢慢消失的。 【陈威烈的回答(0票)】: 如果换个角度来看磁能，把其看作是与充放电一样的过程是否会更容易理解。当前磁应用还是在磁体的某一层面，未能发挥其内含的能量。正如原子能的应用是激发内部蕴含的大量能量一样。永磁体在制造过程中，也需要与之匹配的能量进行分子的重新序列化，这是否就是一种充能的方式，在应用过程中因为没有正确释放，所以我们会有“永磁体”一说，掌控释放磁能的方式后，说不定又是一种新型能源。 【张鹏的回答(0票)】: 根据能量守恒原则，我认为是能量积蓄跟释放的过程。当积蓄的能量释放完的时候这种力量就会消失。 |
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