论类磁单极子磁场的产生条件及在实验室获取类磁单极子磁场的方法
2019-10-21艾力江麦麦提
魅力中国 2019年41期
关键词:磁场
艾力江·麦麦提
(新疆疏勒县实验学校高中部物理教研组,新疆 疏勒 844200)
简要:1931年P·狄拉克首次提出存在磁单极子,并且从理论上予以论证[1]。大统一理论以及对早期宇宙的研究,也认为存在磁单极子。但迄今为止,仍然缺乏有力的实验证据证明磁单极子的存在。本文通过使用麦克斯韦方程组和一些基本的物理现象,对电场与磁场之间的相互激发做了初步分析,最终得出类磁单极子磁场的产生条件和实验室制作模拟类磁单极体磁场的方法。
一、磁场与电场的关系
变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场。1840年英国物理学家麦克斯韦总结当时已知的电和磁现象规律,用麦克斯韦方程组概括了法拉第提出的电场、磁场概念,建立了经典的电磁场理论[1]。他用E、B 表示电场强度和磁感应强度,用D、H 表示电位移矢量和磁场强度,写出了电磁场的麦克斯韦方程组:

从方程组我们可以确定,只要条件满足,电场可以产生磁场,磁场也可以产生电场。也就是说电与磁是统一的。
我们对电场的理解相比磁场而言较为详细,物理学家们已经通过实验验证了法拉第的场理论,单个正电荷、负电荷产生的电场可以用不闭合的射线状电场线表示,变化的磁场所激发的电场可以用环形电场线表示,为了简化分析过程,本文中根据电场线是否闭合,把电场分为射线状电场和环形电场两类。因为电场与磁场的统一性,磁场也相应的可以分为射线状磁场和环形磁场两类。……
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