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高斯磁场定律

 新用户65120Joi 2022-11-22 发布于山西
意思是通过任意闭合曲面的磁通量等于零。
穿过任一曲面的磁通量等于零并非是指所围闭合曲面内磁感应强度等于零,而是说明进入闭合曲面的磁感线条数和穿出曲面的磁感线条数相等,净条数为零。这是与电场通量最大的不同,电场的通量与闭合曲面内的净电荷有关,而磁场对任一闭合曲面的通量一定为零。学习过磁感性的特点,对这个必为零的理解就不会有多大问题了,因为磁感线是闭合曲线,无源线,不存在磁单极,而电荷却有单独的正负点电荷。对磁铁的固有认识需要更新一下,磁铁的磁感线,通常都认为是从N极到S极,实际这个认识是有前提条件的,磁铁的外部,磁感线从N极到S极,而磁铁的内部,也有磁感性。电场线、磁感线,都是为了形象化地理解场而引入的假想线。磁感线之所以闭合是基于不存在磁单极这样一个事实。
磁感应强度的定量计算。有关电场强度和磁感应强度的定义,遵循同样的思路,都是从受力角度来定义的,高中阶段的磁感应强度是以电流元为“试探磁荷”来定义磁感应强度的,为了和电场强度的定义有一种默契感,以点电荷作为“试探磁荷”定义磁感应强度也是一个不错的选择,因为电流实质就是电荷的定向移动,干脆回归最初的本质。
这个矢量的叉乘和前面所学的点乘有点不一样。点乘的结果是标量,叉乘的结果还是矢量,当然零矢量参与的例外。叉乘结果的矢量方向如何确定呢?举个栗子,三维的笛卡尔坐标系中,+x方向的单位向量叉乘+y方向的单位向量时,结果就是+z方向的单位向量。

与磁场有关的矢量运算,叉乘的出镜率似乎比电场高多了。

一段电流元产生的磁场也可以定量计算,就是有名的毕奥.萨伐尔定律。



为真空磁导率,和真空电容率与真空中光速有一定的联系,是不是有点电磁和光统一的感觉了?

“毕.萨”定律在磁学中的的地位类似点电荷场强在电场中的地位。有了此式,对于任意电流的磁场,原则上都可以进行计算。闭合曲面的磁通量为零与“毕.萨”定律并不矛盾,都是有关磁场的规律描述工具,,通量定律较为宏观,实际中应用的范围更广。

高斯磁场定律的微分形式:
与电场又有不同,磁场的散度处处为零,无源场的特点就是如此,既无源、又无汇。

磁场的通路定律,无论积分还是微分形式,右边统一为零。磁电的不同之处就在此处。具体这个定律有什么妙用,还没有体会到。能想到的是通过和电场通量的类比,磁场的通量定律是以“毕.萨”定律为前提的。通过数学操作,给出了有关磁场的适用范围更广的规律,空间某点的磁感应强度是空间中所有磁场叠加的结果,而通量定律只关注了闭合曲面内的磁场,由于不存在磁单极,所以通量、散度统统为零。再深刻的理解,需要结合其他表达式来联系理解。或者也可以通过习题练习来达到理解的目的,这也是学理科必须经历习题练习的原因,因为习题就是解决实际问题中抽象出来的精华问题。






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