
【化】 magnetic induction line
磁感线(Magnetic Field Lines)是描述磁场分布的假想曲线,其概念在电磁学中具有基础性地位。根据《物理学名词》定义,磁感线是人为引入的闭合曲线,用于形象化表征磁场方向与强弱。以下为汉英双语对照及科学解析:
定义与物理意义
磁感线(英文:Magnetic Induction Lines)的切线方向表示该点磁场方向,曲线密度反映磁感应强度大小。该术语在《牛津物理词典》中被解释为"a line indicating the direction of the magnetic force at each point in space"(指示空间各点磁力方向的线)。
方向判定标准
根据《普通物理学教程》,磁感线在磁体外部由N极指向S极,内部则由S极返回N极,构成闭合回路。该特性与静电场线有本质区别,后者起于正电荷终于负电荷。
数学表征与公式
磁感线密度遵循高斯磁场定律:
$$
abla cdot mathbf{B} = 0 $$
式中$mathbf{B}$为磁感应强度矢量,该公式表明磁场是无源场,对应磁感线连续闭合的特性。
应用场景
在工程领域,磁感线模型被广泛用于电机设计(如变压器铁芯磁场分析)和磁屏蔽技术开发。中国电机工程学会发布的《电磁场理论应用手册》指出,磁感线可视化技术可提升电磁设备效率达15%-20%。
历史溯源
法拉第(Michael Faraday)于1831年首次通过铁屑实验直观展示磁感线分布,这一发现被收录于《大英百科全书》电磁学史章节,奠定了现代电磁场理论基础。
磁感线(也称磁力线)是物理学中用来形象化描述磁场分布的假想曲线。以下是其核心要点:
方向定义
磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向,即小磁针静止时N极所指的方向。
闭合性
磁感线是闭合曲线,外部从磁体的N极出发,进入S极,内部则从S极回到N极,形成完整回路。这与电场线(起于正电荷、终于负电荷)有本质区别。
疏密与强弱
磁感线越密集的区域,磁场强度越大(如条形磁铁两极附近);越稀疏的区域,磁场越弱。
不相交原则
同一位置的磁场方向唯一,因此磁感线永不相交。
右手定则应用
通电直导线的磁场方向可通过右手螺旋定则判断:右手握导线,拇指指向电流方向,四指弯曲方向即磁感线环绕方向。
磁场的高斯定理表明磁感线闭合性: $$ oiint mathbf{B} cdot dmathbf{A} = 0 $$ 即磁场无源无尾,磁单极子不存在。
磁感线通过直观的几何形式揭示了磁场的空间分布特性,是电磁学中分析磁场行为的重要工具。
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