每个人都知道磁铁有多有趣。小时候，我们当中谁不喜欢看自己能不能拿着餐具？那些因为粘在一起而几乎可以排列成任何形状的小磁性鹅卵石呢？好吧，磁力不仅是无穷无尽的乐趣源泉或对科学实验有益；它也是宇宙赖以存在的基本物理定律之一。
当存在磁场时，就会发生称为磁性的吸引力，磁场是由磁性物体或粒子产生的力场。它也可以通过变化的电场产生，并通过它施加在其他磁性材料上的力来检测。因此，与磁铁打交道的研究领域被称为电磁学。
定义：
磁场可以根据上下文以不同的方式定义。然而，一般来说，它是一个看不见的场，对磁敏物质施加磁力。磁铁还通过它们产生的磁场相互施加力和扭矩。
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它们可以在磁铁附近、电流或变化的电场中产生。它们本质上是偶极子，这意味着它们具有南北磁极。测量磁场的国际标准 (SI) 单位是特斯拉，而较小的磁场测量单位是高斯（1 特斯拉 = 10,000 高斯）。
在数学上，磁场由它施加在移动电荷上的力来定义。这个力的测量与那个一致洛伦兹力定律, 可以表示为F=qvB， 它的F是磁力q是负载v是速度，是磁场乙.这个关系是一个向量积，其中F与所有其他值垂直 (->)。
场线：
磁场可以用实线表示（或磁河) 离开北磁搜索极并进入南搜索极。线的密度表示场的大小，在两极（场强的地方）变得更加集中，并且离两极越远越分散和减弱。
均匀磁场由均匀间隔的平行直线表示。这些线条是连续的，形成由北向南的闭环，相互包围。任一点的磁场方向与相邻磁力线的方向平行，磁力线的局部密度与其强度成正比。
磁场线类似于流体流动，因为它们是流线型和连续的，根据观察磁场的距离，会出现更多（或更少）的线。磁力线可用于表示磁场，可以简化许多磁学（和电磁学）定律并用数学术语表达。
观察磁场的一种简单方法是将铁屑缠绕在铁磁铁上。然后，这些芯片的排列对应于磁力线，并形成在两极连接的条带。它们也发生在极光期间，其中可见光线与地球磁场的局部方向对齐。
研究课程：
磁场的研究始于 1269 年，当时法国学者马里库尔的佩特鲁斯·佩雷格林努斯 (Petrus Peregrinus) 使用铁针绘制了球形磁铁的磁场图。他将这些线交叉的地方称为“两极”（指地球的两极），后来他声称这些地方都有磁铁。
16世纪，英国物理学家和自然哲学家科尔切斯特的威廉吉尔伯特重复了佩里格林努斯的实验。 1600 年，他在一篇论文中发表了他的发现（通过磁铁)，他在其中指出地球是一块磁铁。他的工作对于将磁学确立为一门科学至关重要。
1750 年，英国牧师兼哲学家约翰米歇尔解释说，磁极相互吸引和排斥。他指出，他们这样做的力与距离的平方成反比，也称为平方反比定律.
1785年，法国物理学家库仑通过实验证实了地球磁场。紧随其后的是 19 世纪的法国数学家和几何学家 Simeon Denis Poisson，他创建了第一个磁场模型，并于 1824 年提出。
在 19 世纪，新的启示完善并挑战了早期的观念。例如，1819 年，丹麦物理学家和化学家 Hans Christian Orsted 发现电流会在其周围产生磁场。 1825 年，安德烈-玛丽·安培 (André-Marie Ampère) 提出了一种磁学模型，其中这种力是由于不断流动的电流回路而不是磁荷偶极子引起的。
1831 年，英国科学家迈克尔·法拉第 (Michael Faraday) 证明了变化的磁场会产生旋转的电场。事实上，他发现了受法拉第感应定律（也称为lei de faraday).
1861 年至 1865 年间，苏格兰科学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 (James Clerk Maxwell) 发表了他的电磁学理论，称为 The麦克斯韦方程组.这些方程式不仅指出了电与磁之间的相互关系，还表明光本身就是一种电磁波。
电动力学领域在 19 世纪末和 20 世纪继续扩展。例如，阿尔伯特·爱因斯坦（死于狭义相对论在 1905 年）表明，当从不同的参考系观察时，电场和磁场是同一现象的一部分。量子力学的出现也导致了量子电动力学 (QED) 的发展。
例子：
磁场的一个典型例子是由铁磁铁产生的磁场。如上所述，可以通过用铁屑包裹磁场来说明磁场，铁屑被其磁力线吸引并围绕磁极形成环路。
磁场最伟大的例子是地球磁场，类似于简单的条形磁铁产生的磁场。该场被认为是地核运动的结果，地核分为固态内核和熔融外核，外核的旋转方向与地球相反。这会产生发电机效应，据信这种效应会为地球磁场（也称为磁层）提供动力。
这样的场称为偶极场，因为它有两个磁极，北极和南极，位于磁体的两端，场强最大。在两极之间，幅度是其极值的一半，并向太空延伸数万公里，形成地球的磁层。
其他天体已被证明有自己的磁场。其中包括太阳系的气体和冰巨星：木星、土星、天王星和海王星。木星的磁场它的磁场强度是地球的 14 倍，因此是所有行星体中最强的磁场。木星月亮木卫三它也有磁场，是太阳系中唯一已知有磁场的卫星。
人们认为，火星曾经有过与地球相似的磁场，这也是火星内部发电机效应的结果。由于一个大规模碰撞, o内部快速冷却，火星在数十亿年前就失去了磁场。正因为如此，火星被认为拥有它。失去了大部分的气氛，以及在其表面保留液态水的能力。
归根结底，电磁是我们宇宙的基本组成部分，还有核力和引力。了解磁场如何工作以及它们发生的位置不仅是了解宇宙如何形成的关键，而且有一天它还可以帮助我们找到地球以外的生命。
我们为 Universe Today 写了很多关于磁场的文章。这里是什么是地球磁场？,地球磁场准备好翻倒了吗？,磁铁是如何工作的？,描绘银河系的磁场——法拉第天空,螺旋星系中的磁场——终于解释清楚了吗？,没有望远镜的天文学 - 宇宙磁场.
如果您想了解有关地球磁场的更多信息，请继续阅读。NASA 的地球太阳系探索指南.这是它的链接。美国宇航局地球观测站.
我们还拍摄了以地球为主题的天文剧集。聆听，第 51 集：地球.
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