指南針用于航海的記錄,最早見于宋代朱或(汴)的《萍洲可談》:舟師識(shí)地理,夜則觀星,晝則觀日,陰晦觀指南針。以后,關(guān)于指南針的記載極豐。到了明代,遂有鄭和下西洋,使用指南針,遠(yuǎn)洋航行到非洲東海岸之壯舉。西方關(guān)于指南針航海的記載,是在1207年英國納肯的《論器具》中。
極光,源于宇宙中的高能荷電粒子,它們?cè)诘卮艌鲎饔孟抡巯蚰媳睒O地區(qū),與高空中的氣體分子、原子碰撞,使分子、原子激發(fā)而發(fā)光。我國研究人員在歷代古籍中業(yè)已發(fā)現(xiàn),自公元前2000年到公元1751年,有關(guān)極光記載達(dá)474次。在公兀1~10世紀(jì)的180余次記載中,有確切日期的達(dá)140次之多。在西方最早記載極光的,當(dāng)推古希臘學(xué)者亞里士多德,他稱極光為天上的裂縫。
雖然很早以前,人類就已知道磁石和其奧妙的磁性,最早出現(xiàn)的幾個(gè)學(xué)術(shù)性論述之一,是由法國學(xué)者皮埃丨德馬立克(PierredeMaricourt)于公元1269年寫成的論文《Epistolademagnete(磁石書信〉》.德馬立克仔細(xì)標(biāo)明了鐵針在塊型磁石附近各個(gè)位置的定向,從這些記號(hào),又描繪出很多條磁場線。他發(fā)現(xiàn)這些磁場線相會(huì)于磁石的相反兩端位置,就好像地球的經(jīng)線相會(huì)于南極與北極。因此,他稱這兩位置為磁極。幾乎3個(gè)世紀(jì)后,威廉吉爾伯特(WilliamGilbert)主張地球本身就是一個(gè)大磁石,其兩個(gè)磁極分別位于南極與北極。出版于1600年,吉爾伯特的巨著《論磁石》(DeMagnete)開創(chuàng)磁學(xué)為一門正統(tǒng)科學(xué)學(xué)術(shù)領(lǐng)域。
在電磁學(xué)里,磁石、磁鐵、電流、含時(shí)電場,都會(huì)產(chǎn)生磁場。處于磁場中的磁性物質(zhì)或電流,會(huì)因?yàn)榇艌龅淖饔枚惺艿酱帕Γ蚨@示出磁場的存在。磁場是一種矢量場;磁場在空間里的任意位置都具有方向和數(shù)值大小。
磁鐵與磁鐵之間,通過各自產(chǎn)生的磁場,互相施加作用力和力矩于對(duì)方。運(yùn)動(dòng)中的電荷會(huì)產(chǎn)生磁場。磁性物質(zhì)產(chǎn)生的磁場可以用電荷運(yùn)動(dòng)模型來解釋。
當(dāng)施加外磁場于物質(zhì)時(shí),磁性物質(zhì)的內(nèi)部會(huì)被磁化,會(huì)出現(xiàn)很多微小的磁偶極子。磁化強(qiáng)度估量物質(zhì)被磁化的程度。知道磁性物質(zhì)的磁化強(qiáng)度,就可以計(jì)算出磁性物質(zhì)本身產(chǎn)生的磁場。創(chuàng)建磁場需要輸入能量。當(dāng)磁場被湮滅時(shí),這能量可以再回收利用,因此,這能量被視為儲(chǔ)存于磁場。
電場是由電荷產(chǎn)生的。電場與磁場有密切的關(guān)系;含時(shí)磁場會(huì)生成電場,含時(shí)電場會(huì)生成磁場。麥克斯韋方程組可以描述電場、磁場、產(chǎn)生這些矢量場的電流和電荷,這些物理量之間的詳細(xì)關(guān)系。根據(jù)狹義相對(duì)論,電場和磁場是電&場的兩面。設(shè)定兩個(gè)參考系4和8,相對(duì)于參考系八,參考系8以有限速度移動(dòng)。從參考系人觀察為靜止電荷產(chǎn)生的純電場,在參考系8觀察則成為移動(dòng)中的電荷所產(chǎn)生的電場和磁場。
在量子力學(xué)里,科學(xué)家認(rèn)為,純磁場(和純電場)是虛光子所造成的效應(yīng)。以標(biāo)準(zhǔn)模型的術(shù)語來表達(dá),光子是所有電磁作用的顯現(xiàn)所依賴的媒介。對(duì)于大多數(shù)案例,不需要這樣微觀的描述,在本文章內(nèi)陳述的簡單經(jīng)典理論就足足有余了;在低場能量狀況,其中的差別是可以忽略的。
在古今社會(huì)里,很多對(duì)世界文明有重大貢獻(xiàn)的發(fā)明都涉及到磁場的概念。地球能夠產(chǎn)生自己的磁場,這在導(dǎo)航方面非常重要,因?yàn)橹改厢樀闹副睒O準(zhǔn)確地指向位置在地球的地理北極附近的地磁北極。電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的運(yùn)作都依賴因磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)而隨著時(shí)間改變的磁場。通過霍爾效應(yīng),可以給出物質(zhì)的帶電粒子的性質(zhì)。磁路學(xué)專門研討,各種各樣像變壓器一類的電子元件,其內(nèi)部磁場的相互作用。
揭開磁的神秘面紗
關(guān)于磁的傳說
我國古代對(duì)磁的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用
認(rèn)識(shí)磁:從磁極開始
磁鐵只能吸鐵嗎
磁場與磁力線
是否存在磁單極子
永磁體
鐵釘變磁鐵:物質(zhì)的磁化
電與磁
形影不離的電和磁
電流產(chǎn)生磁場
電磁感應(yīng)
渦流及其應(yīng)用
電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)
電磁鐵
直流電與交流電
交流電的發(fā)明與愛迪生
的固執(zhí)
科學(xué)簡史:經(jīng)典電磁學(xué)的建立
對(duì)磁和電的早期研究
庫侖定律的發(fā)現(xiàn)
電流的發(fā)現(xiàn)
歐姆定律的發(fā)現(xiàn)
幾頁紙的論文轟動(dòng)了歐洲
奧斯特的發(fā)現(xiàn)
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拉第電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)
經(jīng)典物理學(xué)的第一次偉大綜合
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威力強(qiáng)犬的射線
地球科學(xué)的綜合:磁性的地球
地球是個(gè)大磁場
地球磁場的起源
瞠球磁場和地球生命
磁現(xiàn)象
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磁極的倒轉(zhuǎn):地球磁場
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動(dòng)物為什么不會(huì)迷失方向
磁場對(duì)植物的影響
磁性細(xì)菌的磁導(dǎo)航
人體磁場
生物磁療
心磁圖和腦磁圖
神奇的腦電波
磁與現(xiàn)代文明磁的廣泛應(yīng)用
磁與工業(yè)
磁與通訊
磁與現(xiàn)代交通:磁懸浮
列車
磁與現(xiàn)代生活
磁與信息存儲(chǔ)
軍事領(lǐng)域的磁應(yīng)用
地質(zhì)、考古和采礦等領(lǐng)域的
磁應(yīng)用
磁與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)
警惕身邊的電磁污染
看不見的殺手電磁輻射
家用電器與室內(nèi)電磁波
手機(jī)與電磁輻射
電腦輻射預(yù)防之道
小心微波危害
地球磁場與人類健康