指南針用于航海的記錄,最早見于宋代朱或(汴)的《萍洲可談》:舟師識地理,夜則觀星,晝則觀日,陰晦觀指南針。以后,關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,遠洋航行到非洲東海岸之壯舉。西方關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,它們在地磁場作用下折向南北極地區(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,有關極光記載達474次。在公兀1~10世紀的180余次記載中,有確切日期的達140次之多。在西方最早記載極光的,當推古希臘學者亞里士多德,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)的幾個學術性論述之一,是由法國學者皮埃丨德馬立克(PierredeMaricourt)于公元1269年寫成的論文《Epistolademagnete(磁石書信〉》.德馬立克仔細標明了鐵針在塊型磁石附近各個位置的定向,從這些記號,又描繪出很多條磁場線。他發(fā)現(xiàn)這些磁場線相會于磁石的相反兩端位置,就好像地球的經(jīng)線相會于南極與北極。因此,他稱這兩位置為磁極。幾乎3個世紀后,威廉吉爾伯特(WilliamGilbert)主張地球本身就是一個大磁石,其兩個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)磁學為一門正統(tǒng)科學學術領域。
在電磁學里,磁石、磁鐵、電流、含時電場,都會產(chǎn)生磁場。處于磁場中的磁性物質(zhì)或電流,會因為磁場的作用而感受到磁力,因而顯示出磁場的存在。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方。運動中的電荷會產(chǎn)生磁場。磁性物質(zhì)產(chǎn)生的磁場可以用電荷運動模型來解釋。
當施加外磁場于物質(zhì)時,磁性物質(zhì)的內(nèi)部會被磁化,會出現(xiàn)很多微小的磁偶極子。磁化強度估量物質(zhì)被磁化的程度。知道磁性物質(zhì)的磁化強度,就可以計算出磁性物質(zhì)本身產(chǎn)生的磁場。創(chuàng)建磁場需要輸入能量。當磁場被湮滅時,這能量可以再回收利用,因此,這能量被視為儲存于磁場。
電場是由電荷產(chǎn)生的。電場與磁場有密切的關系;含時磁場會生成電場,含時電場會生成磁場。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關系。根據(jù)狹義相對論,電場和磁場是電&場的兩面。設定兩個參考系4和8,相對于參考系八,參考系8以有限速度移動。從參考系人觀察為靜止電荷產(chǎn)生的純電場,在參考系8觀察則成為移動中的電荷所產(chǎn)生的電場和磁場。
在量子力學里,科學家認為,純磁場(和純電場)是虛光子所造成的效應。以標準模型的術語來表達,光子是所有電磁作用的顯現(xiàn)所依賴的媒介。對于大多數(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。
在古今社會里,很多對世界文明有重大貢獻的發(fā)明都涉及到磁場的概念。地球能夠產(chǎn)生自己的磁場,這在導航方面非常重要,因為指南針的指北極準確地指向位置在地球的地理北極附近的地磁北極。電動機和發(fā)電機的運作都依賴因磁鐵轉(zhuǎn)動而隨著時間改變的磁場。通過霍爾效應,可以給出物質(zhì)的帶電粒子的性質(zhì)。磁路學專門研討,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
關于磁的傳說
我國古代對磁的認識與應用
認識磁: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
渦流及其應用
電動機和發(fā)電機
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)
科學簡史:經(jīng)典電磁學的建立
對磁和電的早期研究
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)
幾頁紙的論文轟動了歐洲
奧斯特的發(fā)現(xiàn)
電學中的牛頓安培
初生的嬰兒有什么用法
拉第電磁感應的發(fā)現(xiàn)
經(jīng)典物理學的第一次偉大綜合
麥克斯韋電磁場理論
電磁波的實驗驗證赫茲
的實驗
電磁波家族
從無線電波到高能射線
電磁波六兄第
無線電技術的發(fā)展歷程
無線電犬家庭
應用廣泛的紅外線
五頹六色可見光
讓人愛恨交加的紫外線
x射線與放射牲物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)
威力強犬的射線
地球科學的綜合:磁性的地球
地球是個大磁場
地球磁場的起源
瞠球磁場和地球生命
磁現(xiàn)象
美麗的極光
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翻跟頭
地磁與大陸漂移
百慕大三角之謎
宇宙磁現(xiàn)象
有趣的生物磁
動物為什么不會迷失方向
磁場對植物的影響
磁性細菌的磁導航
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)代文明磁的廣泛應用
磁與工業(yè)
磁與通訊
磁與現(xiàn)代交通:磁懸浮
列車
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地質(zhì)、考古和采礦等領域的
磁應用
磁與現(xiàn)代醫(yī)學
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
手機與電磁輻射
電腦輻射預防之道
小心微波危害
地球磁場與人類健康