静磁学英文解释翻译、静磁学的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 magnetostatics
分词翻译:
静的英语翻译:
calm; quiet; still
【电】 stat
磁学的英语翻译:
magnetics; magnetism
【化】 magnetics; magnetism
【医】 magnetism; magnetology
专业解析
静磁学(Magnetostatics) 是电磁学(Electromagnetism)的一个基础分支,专门研究恒定电流(Steady Current)或永久磁体(Permanent Magnets)产生的静态(不随时间变化)磁场(Static Magnetic Field)。
核心概念解析:
-
研究对象与范围:
- 静磁学关注的是由不随时间变化的电流(稳恒电流) 或永久磁体产生的磁场。这些磁场在空间中的分布是稳定的,不随时间改变。
- 它主要研究这种静态磁场的性质、分布规律、计算方法以及磁场对磁性物质的作用力(如洛伦兹力)。它不涉及磁场随时间变化的情况(这属于电磁感应或时变电磁场的研究范畴)。
-
与静电学的类比与区别:
- 类比: 静磁学常与静电学(Electrostatics)进行类比。静电学研究静止电荷产生的静态电场,而静磁学研究恒定电流产生的静态磁场。两者都是电磁学中处理静态场的部分。
- 区别: 一个关键区别在于自然界中存在独立的电荷(正电荷、负电荷),因此存在独立的电场源;但不存在独立的“磁荷”(磁单极子),磁场总是由运动的电荷(电流)或磁性材料内部的微观电流环(等效)产生。
-
理论基础:
- 静磁学的基本规律由安培定律(Ampère's Circuital Law) 描述。该定律指出,磁场沿任意闭合路径的环量(线积分)等于该路径所包围的净电流的代数和乘以真空磁导率(μ₀)。其积分形式为:
$$
oint_C mathbf{B} cdot dmathbf{l} = mu0 I{text{enc}}
$$
其中,$mathbf{B}$ 是磁感应强度,$C$ 是闭合路径,$I_{text{enc}}$ 是穿过该路径所围曲面的净电流。
- 另一个重要概念是磁矢势(Magnetic Vector Potential),定义为 $mathbf{B} =
abla times mathbf{A}$。它在计算磁场分布时非常有用。
- 描述磁性材料在磁场中行为的磁导率(Permeability) 也是静磁学中的重要参数。
-
应用领域:
- 静磁学原理广泛应用于各种工程和技术领域,包括:
- 永磁体设计与应用(如扬声器、电机、磁共振成像MRI的永磁体部分)。
- 电磁铁的设计(如继电器、粒子加速器磁体)。
- 磁路分析与设计(如变压器、电感器的磁芯)。
- 磁屏蔽技术。
- 地球磁场的研究与应用(导航)。
权威参考来源:
- 经典教材:
- Griffiths, D. J. (2013). Introduction to Electrodynamics (4th ed.). Pearson. (Chapter 5: Magnetostatics)
- Jackson, J. D. (1999). Classical Electrodynamics (3rd ed.). Wiley. (Chapter 5: Magnetostatics, Fields of Steady Currents)
- 专业词典与百科:
- IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronics Terms (IEEE Std 100). IEEE. (提供标准术语定义)
- Encyclopaedia Britannica. "Magnetostatics." (提供权威概述)
- 专业学会资源:
- Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Magnetics Society. (发布相关领域研究进展和标准)
网络扩展解释
静磁学是电磁学的一个分支,研究静止的电荷(恒定电流)产生的磁场及其相互作用规律。以下是其核心内容和要点:
1. 基本概念
- 磁场来源:由恒定电流(如稳恒电流导线)或永磁体产生,磁场不随时间变化。
- 磁场性质:磁场线是闭合曲线(无源有旋场),可用磁感应强度( mathbf{B} ) 描述。
- 与静电学的区别:静电场由静止电荷产生,电场线起于正电荷、止于负电荷;磁场则源于电流或磁偶极子,且无磁单极子。
2. 核心定律
-
毕奥-萨伐尔定律(Biot-Savart Law):计算电流元产生的磁场
$$ dmathbf{B} = frac{mu_0}{4pi} frac{I , dmathbf{l} times mathbf{hat{r}}}{r} $$
其中,( mu_0 ) 为真空磁导率,( I ) 为电流,( dmathbf{l} ) 为电流元矢量。
-
安培环路定律(Ampère's Circuital Law):简化对称磁场的计算
$$ oint mathbf{B} cdot dmathbf{l} = mu0 I{text{enc}} $$
适用于无限长直导线、螺线管等对称系统。
3. 关键物理量
- 磁感应强度 ( mathbf{B} ): 描述磁场强弱和方向,单位特斯拉(T)。
- 磁化强度 ( mathbf{M} ): 材料受磁场影响后的磁偶极矩密度。
- 磁场强度 ( mathbf{H} ): 辅助量,满足 ( mathbf{B} = mu_0 (mathbf{H} + mathbf{M}) )。
4. 应用领域
- 电磁设备:变压器、电动机、发电机的工作原理均基于静磁学。
- 磁存储技术:硬盘、磁带利用磁场方向存储信息。
- 医学成像:MRI(磁共振成像)依赖静磁场与原子核的相互作用。
5. 边界条件与材料影响
- 磁场在材料界面处的连续性:磁感应强度法向分量连续,磁场强度切向分量连续。
- 磁性材料分类:顺磁体(增强磁场)、抗磁体(削弱磁场)、铁磁体(显著增强磁场)。
静磁学为理解恒定磁场提供了理论基础,其定律和公式是电磁学体系的重要组成部分,并在工程与技术领域有广泛应用。若需深入学习,可结合麦克斯韦方程组中的静磁方程((
abla cdot mathbf{B} = 0 )、(
abla times mathbf{H} = mathbf{J} ))进一步研究。
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