用戶2414161506081229

磁力線的實質是教學工具，幫助人類直觀地理解磁場。

圖示：地球的磁場庇佑了地球上的生命演化歷程，但地磁場在發生週期性的南北極翻轉，在翻轉期間地磁場的強度將降到最小值。

人類是一種眼見為實的動物，因此在歷史上第一次發現電磁場這種無法眼見的東西時，聰明的法拉第利用鐵屑在磁場中的排列，發明了用磁力線表達磁場的方法，這個方法沿用至今。

圖示：法拉第發明了用鐵屑表示磁場的形象演示法

而且它還能形象的表示出磁場的強弱呢。如果鐵屑形成很多線，並且線和線之間的間隙很小，那就代表磁場很強。如果鐵屑形成的線條相距較遠並且線條不多，那麼磁場較弱。

圖示：鐵屑排列的線的數量和線之間的間距，能暗示磁場的強弱

磁場線或磁力線類似於地形圖上的等高線，因為它們都在表示某種連續不變的東西，並且不同的映射比例也將顯示更多或更少的線。使用磁力線作為磁場的形象表示是有利的。許多磁性（和電磁）定律因此可以使用簡單的概念來進行完整而簡明地陳述，例如穿過某個表面的磁力線的“數量”等，這些概念都可以快速轉換為相應的數學形式，幫助理解。

圖示：磁通量的形象表示和數學計算，變得方便易懂。

但實際上，真實的磁場本身當然並不存在什麼線，更好的類比並不是線，而是如陰影那樣的漸變，用光影變幻來表示磁場可能更合乎實際情況，在磁場場強大的地方，陰影更重，磁場強度小的地方則陰影變淡。現在，我們知道用鐵屑來演示磁場具有一些潛在的弊端。

1、它只能演示一個二維平面，但磁場其實是一個三維的球狀場

2、鐵屑的存在並在磁場誘導下進行的排列本身就會改變原有的磁場

磁場：磁場的本質是電荷的運動。

因此通常用電磁場來稱呼它比較合適，磁場存在於移動的電荷周圍，靜止狀態的電荷僅存在電場，稱為靜電場。

圖示：靜止電荷間的關係，同性電荷相互排斥，異性電荷互相吸引。電場線就是模擬磁力線畫出來的。

事實證明，當電荷開始運動時，它就開始產生磁場。並且電荷沿著導體移動的速度越快，該電荷周圍的磁場強度就越大。此外，磁場還具有方向性，方向相同的磁場可以相互疊加，方向相反的磁場會相互抵消。簡單說就是， 電荷移動得越快，同向運動的電荷數量越多，這些電荷周圍的電磁場就越強。現在我們就可以理解，當直流電流過的普通的銅線圈時，銅線圈周圍就會出現磁場，並且線圈的匝數越多，通過它的電流越大，其周圍的磁場強度就會越大。而更重要的是，這一過程還可以顛倒過來，如果線圈中有運動的磁場，那麼它也可以轉換成電流！這大概是人類歷史上最重要的發現，讓我們可以擺脫化學電池，而利用電磁感應現象，直接將機械能轉換為非常有用的電能。

圖示：線圈和電流計，當一塊磁鐵穿過線圈時，產生感應電流，通過電磁轉換，部分機械能轉變為電能。

那麼永磁體又是怎麼產生出磁場的呢？

永磁體的磁場同樣來自電荷的運動，它們直接由構成原子的電子的運動產生並維持。

更多的內容就不詳細闡釋了，那已經是一個新的問題。

裸猿的故事

磁的唯現象解釋，人類利用得很厲害了。由於“電子概率波”與“真空非介質”兩論的偏執，使得電與磁的本質，依然被朦朧著。

這就無法揭示電磁現象的本質，更談不上“強力·弱力·電力·磁力·引力”的融會貫通。

為什麼磁力線走封閉的橢圓線？為什麼電力線走開放的放射線？為什麼有同斥異吸效應？——磁力線方向是不是磁場方向？

教科書用“磁疇”(微磁針)來解釋，似乎有點道理。而筆者認為，磁現象源於電子的光速自旋與繞核運動，磁力線取決於電子走向。

筆者甚至主張，把《電動力學》更名為《電子動力學》，把電磁現象從本質上徹底搞清楚。

原子結構的太陽系模型vs電子雲模型

首先，簡單回顧一下盧瑟福學派模型與哥本哈根學派模型——兩個截然不同的學說。

盧瑟福學派的太陽系模型：

1911年，盧瑟福根據α粒子散射實驗，發現了原子核的存在，提出了原子結構的太陽系模型：帶負電的核外電子圍繞帶正電的原子核轉動。核外負電荷=核內正電荷。

這個模型雖然還不夠完善，但為人類探索原子內部結構打開了神秘的大門。

哥本哈根學派的電子雲模型：

電子有波粒二象性，沒有確定的軌道與軌跡。我們不知道它在某時刻出現在某地方，只知道在某處出現的概率，就以單位體積內電子出現概率，用零維質點的分佈密度來表示。

量子化學用波函數Ψ(x,y,z)表徵電子運動狀態，並且用其模平方|Ψ|²值表示概率密度，電子雲就是|Ψ|²在空間的分佈。電子雲包括徑向分佈和角向分佈。

徑向分佈探求徑向半徑r與徑向厚度dr的薄球殼內電子出現的幾率。角向分佈探究電子出現的幾率和角度的關係。例如，s態電子的角向分佈呈球形對稱，同球面概率密度相等。p態電子呈8形(莫比烏斯帶)，不同角向的概率密度不等。

電子雲模型與太陽系模型，孰優孰劣？

由於量子論被主流物理媒體聲張為現代物理的支柱理論，權威界認為：電子雲模型是正統理論，太陽系模型是旁門左道。不過，

科學原理從不屈服於森林法則。筆者多年反思認為，太陽系模型屬於大邏輯，有深入本質的研究空間。電子雲模型有不自洽的致命瑕疵，更談不上深入本質。

電子雲模型的致命問題之1：

電子雲模型的理論基石是海森堡測不準公式：

△x△p≥h/2π(=ћ)...(1)，

後來又被誇張為不確定原理：

△x△p≥h/4π(=½ћ)...(2)

測不準公式原義：測量粒子的位移誤差(△x)與動量誤差(△p)的乘積不小於狄拉克常數(ћ)。

哥派認為，如果電子以光速自轉，按照式(1)，導致自轉速度超光速，違背光速不變原理。

他們這樣估算：按公式(1)，電子自旋角動量矩：L=r×m₀v ≥h/2π...(3)，

而電子經典半徑：r=2.82fm，故電子自旋速度：v≥2×10¹⁰m/s=137c=c/α。

α=1/137是著名的原子光譜的精細結構常數，例如基態電子繞軌速度v₁=αc=2.2×10⁶m/s。

如果電子自轉，電子自轉速度必是137倍光速，於是他們莊嚴宣告：電子不可以自轉！

可惜，粗心決定失敗：公式(2)沒寫成本該寫的這個公式：

△r△mv≥h/4π...(4)。

顯然，如果按式(1)或(2)，不管怎麼假設，例如按公式(2)，設△r=0.1r，△v=0.1v，那麼有：v≥0.667c。電子自旋是不可能超光速的。

電子雲模型的致命問題之2：

哥派量子論有一個死邏輯：

電子只能是零維質點，不可以有半徑(體積V=零)，否則就必然自轉，也就違背了不確定原理。可麻煩的是：他們又不得不承認電子有質量，不能否定著名的油滴實驗。

如此一來，電子的質量密度：ρ=m/0=∞，電子的能量密度：σ=E/0=∞。這就是長期以來被睿智科學家廣為詬病的“密度無窮大災難”。

電子雲模型的致命問題之3：

按照哥派量子論解釋，電子沒有運動過程，沒有歷史軌跡的，它們是無法預測的突然出現在某個隨機位置的。

按這個邏輯，電子的運動與躍遷都是超距發生的，而且，電子具有異地分身術，同時出現兩個位置，還可以同時正反轉。

話要說回來，電子雲的概率密度，遵從統計熱力學原理，是無可非議的。但是，這並不能作為搪塞上述三個致命問題的藉口與擋箭牌。

磁與磁力線，來自光速自轉的場效應

看了上一節，或許沒多少人堅持電子自旋不自轉之類莫須有的玩意了吧。

現在我們可以探討：①磁的本質、②電的本質、③磁力線的本質、④電力線的本質。

磁性、磁場、磁力，是電子以光速自旋產生南北極具有的負壓差所激發的場效應。

把電子看成是一個蘋果🍎陀螺，上凹下凸。不管是順時針還是逆時針旋轉，總是出現：上凹面向上推壓空間場而顯示正壓強(北極)，下凸面向下抽吸空間場而顯示負壓強(南極)，南北兩極之間就有了負壓差。這個負壓差表現的就是電子強力(=m₀c²/r)或電子磁力、電子電量(e=1.6×10⁻¹⁹C)、電子的引力勢能(=m₀c²)。

這裡引出動力學原理：自旋體·凸引效應：

1.實體自旋力求形成蘋果型，凹面產生北極與外向推斥力，凸面產生南極與內向吸引力。

2.蘋果型南北兩極之間的負壓差，擠壓場介質而產生蘋果型的磁性、磁場、磁力與磁力線。

3.在蘋果型外空間，磁力線從北極指向南極，在蘋果型內空間，磁力線從南極指向北極。

由此，核外電子、核內(±)電子、繆子，都可以模擬為光速自旋的蘋果模型。

自旋體的凸吸效應是司空見慣的。

例1，電風扇，葉輪的前面或凹面朝著納涼者，葉輪的後面或凸面會吸入蚊蟲與灰塵。

例2，排風扇，葉輪的凹面朝著室外，葉輪的凸面朝著室內，可以把室內溼氣抽吸出去。

例3，機翼，上表面凸起來產生吸引力，下表面凹進去產生推壓力，二者合成升力或推進力。

例4，導彈飛，戰鬥部凸起來產生吸引力，尾部凹進去產生推壓力，二者合成升力或推進力。

例5，鳥翅膀，上表面凸起來產生吸引力；下表面凹進去產生推壓力，這是飛翔原理。

例6，魚游泳，背部凸起來產生吸引力，腹部顯平或顯凹，產生推壓力，故魚是游泳高手。

例7，文丘裡管，喉部凸起，流體速度急速加快，產生負壓強或吸引力，故有抽吸功能。

注意：例3~例7，可以把直線運動看成是自旋體赤道上的一段測地線。

電與電力線，來自電子繞核的場效應

電、電場(或電磁場)、電場力與電力線，歸根結底，是電子繞核運動推壓真空場而激發電磁場與電磁波的場效應。

根據光電效應方程：W=△Ek=△hf，可簡化為原子光譜超精細結構分佈的最簡通式，即筆者所稱的場效應方程：

½m₀v²=hf，f=2h/m₀v²，λ=2hc/m₀v

電子的特定速度，推壓真空場而激發電磁場與電磁波。

假設，基態電子(好比1s態)在繞核旋轉時，每個軌跡點都在沿切線方向推壓真空場，激發電磁場或電磁波下，這些切線的綜合圖景，就是開放的放射狀的電力線。

同斥異吸效應的原理

既然，北極凹面有推斥力，那麼兩個北極相遇，就是兩個推斥力的疊加。

既然，南極凸面有吸引力，那麼兩個南極相遇，也是兩個吸引力是互不相干的。

既然，北極有推壓力，南極有吸引力，那麼二者相遇時，剛好相親相愛，相互吸引。

Stop here。物理新視野與您共商物理前沿與中英雙語有關的疑難問題。

物理新視野

磁力線是科學家發明的一種描述磁場分佈的方法

磁力線又叫做磁感線。磁力線並不是真實存在的，而是人為想象出來的一種可以形象描述磁體周圍磁場分佈的一種方法，該方法最早是由法拉第提出來的。

如上圖所示，將U形磁鐵放入鐵屑當中，就可以形象的看見磁場的分佈，磁感線的靈感就來源於此。

通過磁感線可以清晰的瞭解磁體周圍磁場強弱分佈情況。磁鐵存在兩個磁極，即N極與S極，磁極周圍的磁感線最密集，離磁極越遠，磁感線就越稀疏。磁感線密集的地方磁力較強，磁感線稀疏的地方磁力較弱，通過磁感線的疏密變化，就可以清晰的瞭解磁場周圍的磁力分佈情況。

磁感線是閉合的曲線，彼此之間互不相交，分佈於無窮遠點（因為電磁力是長程力，作用於無窮遠點），越遠越稀疏。我們規定：磁力線總是N極出發、S極到達，磁體內部的磁力線則從S極到N極。如下圖所示：

真實的磁場分佈是三維連續的，而我們描述的只是一個簡單的離散的二維狀態下的磁力分佈。

除了磁力線，類似的還有電力線，電力線是用來描述電場分佈情況的。

磁場的本質

磁場源於電荷的運動。許多微觀粒子都帶有電荷，比如質子帶正單位電荷（元電荷），電子帶負單位電荷，夸克帶有分子電荷。

凡是帶有電荷的粒子周圍都存在電場，當粒子運動時便產生了磁場，比如所有帶電粒子都存在自旋（類似於自轉）。總之磁場和電場是相伴相生的，因為粒子不可能保持絕對靜止。

磁場和電場很相似。磁體之間，同極相斥，異極相吸；電荷有正電荷與負電荷之分，電荷之間同性相斥，異性相吸。

自然界中只有少數幾類物質具有天然的磁性，比如鐵鈷鎳等，這與它們的結構有關，特別是原子的結構。磁鐵的磁性來源於原子，而原子的磁性則主要來源於電子。電子主要有兩種運動方式，一種是自旋，還有一種是統原子核運動。通常情況下，物體內部的原子的磁場方向是雜亂分佈的，彼此之間相互抵消，對外便不顯磁性。

磁場之間可以相互疊加。金屬導線在通電之後，也會形成磁場，這兒的磁場就是由導體中的自由電荷在電場的作用下定向移動形成的。微觀電子的磁場通過疊加之後便成了宏觀世界中的磁場。利用這種原理可以製作軟磁體，也就是我們常說的電磁鐵，當通電之後，便會產生磁性，斷電之後磁性便會消失。

磁鐵是永磁體，這主要源於它特殊的結構，即使不帶磁性的鐵也可以在強磁場的作用下被磁化。不過需要注意的是，永磁體只有在一定溫度下才能保持磁性。

好了，就介紹到這兒。大家怎麼看，歡迎在評論區留言。

科學探索菌

磁力線的實質是電子線。磁力線是由一種人類藉助於顯微鏡都看不見的物質所組成的線。這種物質就是電子。

電子雖小，但它卻有正負極，電子與電子相遇會主動按照異性相吸排列成線。當然，在通常情況下電子不會主動排列成線，更多情況下它們是以漿糊狀堆積在物體表面或存在於物體內部。只有那些具有一定磁場強度或磁力線密度的、即經過磁化過的物體才有可能構成磁力線。比如磁鐵、電動機、變壓器、地球和太陽磁場等。

我們應該知道，物質之間的相互作用無非就是一種力的相互作用。在宇宙中，力的相互作用有兩種。它就是吸引力和排斥力。其他相互作用都是根據這兩種力在實際變化和人為運用改造後的不同表現形式。這樣，物質之間的作用本質上就是力的直接接觸作用。磁力線就是這種力傳遞的一種媒介物。

一個物體上的運動力要傳遞（轉讓）給另一個物體，就必須發生直接接觸或間接通過二者之間的某種介質來實現傳遞（轉移）。比如氣體分子、電子等物質均可以成為力轉換過程中的介質工具。也就是說，一個靜止的物體，如果沒有受到另外一個物體運動力的直接或間接推動，這個物體是無法運動起來的。“不信”，現在假如有兩個人站在雙方間隔一米的地方不動，在雙方沒有用手將對方拉向自我時，兩個人是不能互相靠攏的。也就是說只有在一方接觸並拉住另一方的手以後，再用力拉向自我，兩個人才能接觸到一起。這裡的手就相當於磁力線中的電子線這個“介質”。

由此可見，兩塊靠近但又沒有直接連接到的磁鐵間卻存在著異性相吸和同性相斥之力。這種作用力必定是在藉助於某種物質介質的情況下所實現的。那麼，這種介質又是什麼呢？是夸克、膠子、費米子？還是質子、原子、分子呢？顯然，它們都不是。因為除了質子也具有基礎電荷力外，其他都不具有電荷力，而質子體積相對於電子又比較大，質子不能隨意得到並組成磁力線。所以，組成磁力線的承載物就非電子才能勝任。這樣磁力線的實質就只能是電子了。

海門老馮

首先，磁力線只是一種假象的線，只是為了更好的描述磁場分佈的曲線。

而磁是和生活密不可分的，比如在冬天，很多人都認為火鍋是最好的搭檔，那麼電磁爐一定要選好，不然容易出現安全事故，其實電磁爐就是靠磁場感應的去加熱的。

那麼磁是什麼呢？

地球就是一個很大的磁場，我們都是在地球的這個磁場下生活運動，沒有磁的話，我們就不能看電視，打電話等等。磁和磁場離不開，在電磁學中，磁指當兩個磁鐵或磁石相互吸引或排斥，或載流導線在其周圍產生磁場，導致磁針偏轉指向，或當閉合電路在不均勻磁場中運動時，閉合電路中會有電流等現象。

• 現在我們再來說磁力線。

宇宙中充滿了磁場，有磁場就可以用磁力線來描繪磁場，磁力線雖然不存在，但是通過描繪出假象的磁力線可以幫助我們更好的分析問題。

磁力線在磁體外是由N極出來而源源不斷地在空間經歷一定路線返回S極；在磁體內部，繼續通向N極成為一條閉合曲線，所以也可以運用磁力線來判斷方向。

如果沒有磁場那就沒有磁力線，磁場和磁力線是共存上，磁場的本質就是來源於電荷的運動，磁場和電場相似的同性相斥，異性相吸。

星球上的科學

磁感線是一種物理模型，是人們為了形象而又方便的描述磁場假想出來的曲線，並不是真實存在的。

將鐵釘、鐵塊等物體放在磁體附近，就會受到吸引，說明在磁體的周圍存在一種特殊物質，叫做磁場。磁體間的相互作用就是通過磁場發生的，磁場的基本性質就是對放入其中的磁體產生磁力的作用。磁場看不見摸不到，我們卻可以通過它所表現出來的性質研究它，這就是物理的魅力所在。

通過在磁場中放置小磁針，可以觀察磁場的方向，為提高磁針的密集度，用細鐵屑代替小磁針。細鐵屑排列成一條條規則的曲線，形象直觀的描述了磁體周圍磁場的分佈情況，但卻不太方便。有鑑於此，人們仿細鐵屑的規則排列，在磁場裡畫一些有方向的曲線，這樣的曲線就叫磁感線。磁感線上，任何一點的切線方向表示該點的磁場方向，曲線分佈的疏密表示磁場的強弱。所以說磁感線是人們為形象而方便的描述磁場假想出來的曲線，並非真實存在的線。

甜甜向上314159

磁力線是什麼？這首先要搞清磁場是什麼。磁波的夲質是一種波，我稱它為磁波。磁場是由磁波的傳播形成的。磁場看似靜止不動，實際上是由波的傳播在不斷運動。磁波是一種不同於已知的波，它有傳播途徑，有傳播速度，它的傳播速度是光速。磁波概念不是空想出來的，是經由實驗分析出來的。磁波的特證如下，它以光速傳播的途徑可以是直線，也可以是曲線，它能自行返回，磁波能傳遞力，這是它最神奇的地方。一塊磁鐵或一個通電線圈，它們周圍存在磁場，撒上鐵粉就顯示出它的磁力線，如果畫上這磁力線正交線，可以看到，這些正交線從磁鐵或線圈的表面出發，向外延伸，它們不相互穿揷，如果相遇，便立即終止。磁波由磁

鐵，或線圈中的電流發射，沿正交線向外傳播，並在傳播途中不斷地分出一部份磁波沿原途返回，直至全部返回，今天說到這兒。

陳盤金

微觀世界的粒子，就如同宏觀世界裡面的人或物。宏觀世界裡有各種各樣存續狀態的人，微觀世界裡也有各種各樣存續狀態的粒子。其二，電子，就如同宏觀世界裡面那些按照一定的迴路狀態存續的人，從起點出發，經過一個過程，（這個過程是閉合的），又回到了起點，這個過程，就是電子呈現出來電流，所以我們看到的電流現象，一定是閉合迴路的，這就如同一個人早上出門上班到單位，然後在單位工作一天，下班以後又重新回到家裡。這個過程是一個完整，閉合的過程。電流，就如同人在這個閉合過程中的流動軌跡或閉合迴路狀態的流動狀態。其三：那麼，磁力線又是什麼呢？其實，磁力線就如同我們在這個“出家門，到單位工作，回家”的閉合迴路過程中所做的事情以及所做事情的過程內容。換言之，電流是用閉合軌跡的方式表達電子的流動，而磁力線，則是用這個閉合流動過程中電子與周圍環境的諸多因素髮生彼此作用的內容來表示電子在閉合迴路中的狀態，這就如同我們形容一個上班的人一樣，我們可以說他是從出家門，到單位，然後又回家來表示，也可以用他一天下來的活動內容來表示他的一天。確切地說：磁力線就是電子在走完閉合迴路的過程中的所做內容。換言之，你看到了磁力線的稀疏痕跡，其實也就看到了電子在流動過程中與外界因素髮生了什麼樣的作用關係了。單位區域或單位時間磁力線密集的地方，就如同人在某一個時間段裡面做了很多的事情，稀疏痕跡的地方，就如同一個人就不是沒有做什麼事情。沒有與外界因素髮生更多的彼此之間的作用關係。換言之，這個時候，電流一定是平穩的，而是基本上沒有什麼過多的消耗，它的對應電壓值也一定是穩定的。

磁力線複雜嗎？答：一點也不復雜，它很生活，很常識。

還是以前經常說的那句話：把日常生活深入性的領悟透徹了，那些高大上的所謂科學發現或理論，其實也就很普通了。僅此。

北京得明

誰也想知道磁力線是什麼樣子，我推理的結果是；一根磁力線，就是一根閉合彈簧體，並且自我旋轉向前循環移動。鐵是磁力線的導體，所以鐵無論從S極、N極靠近磁體都會被吸引。而磁體同極因旋轉方向不一致而排斥。磁力線可以被切斷但要付出機械力。

一家之長357

磁力線存在嗎？用什麼方法可以看到呢？

關鍵字: 翻轉 科學 地磁場