磁偶极子英文解释翻译、磁偶极子的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 magnetic dipole

分词翻译：

磁的英语翻译：

magnetism

偶极子的英语翻译：

【医】 dipole

专业解析

磁偶极子（Magnetic Dipole）是描述磁性系统基本特性的物理模型，其行为类似于一对等量异号的“磁荷”或一个微小电流回路。在电磁学中，它是分析磁场分布的核心概念之一，其特性可通过磁矩（Magnetic Moment）定量描述。

一、核心定义与物理特性

磁矩表征
磁偶极子的强度由磁矩矢量 (mathbf{m}) 表示，方向从南极指向北极。对于面积为 (A)、电流为 (I) 的平面回路，磁矩计算公式为：

$$ mathbf{m} = I cdot mathbf{A} $$

其中 (mathbf{A}) 为回路面积矢量（方向按右手定则确定）。
磁场分布规律
在距离 (r) 处（(r gg) 偶极子尺寸），其磁场强度近似为：

$$ mathbf{B} = frac{mu_0}{4pi} left[ frac{3(mathbf{m} cdot hat{mathbf{r}})hat{mathbf{r}} - mathbf{m}}{r} right] $$

该公式与电偶极子的电场形式相似，体现电磁对称性。

二、实际应用场景

材料磁性分析
铁磁材料（如铁、钴）由大量自发磁化的磁偶极子（磁畴）构成，其宏观磁性源于磁矩的定向排列，技术磁化曲线可通过磁滞回线表征。
医学成像技术
核磁共振成像（MRI）依赖氢原子核（质子）的磁偶极矩特性。质子在外磁场中进动，通过射频场激发产生共振信号，重构人体组织图像。
电磁设备设计
永磁电机、磁传感器等器件利用磁偶极子场优化磁场分布。例如，霍尔传感器通过检测磁矩变化测量电流或位置。

三、量子力学拓展

在量子尺度，电子轨道运动和自旋均贡献磁矩。电子自旋磁矩为：

$$ mathbf{m}_s = -frac{g e}{2m_e} mathbf{S} $$

其中 (g approx 2) 为朗德因子，(mathbf{S}) 为自旋角动量矢量，该理论由泡利矩阵严格描述。

权威参考来源：

《电磁场理论基础》（清华大学出版社）
American Physical Society. Review of Modern Physics (磁矩量子理论专题)
International Electrotechnical Commission. IEC 60050-121: Electromagnetism
National Institute of Standards and Technology. Magnetic Resonance Imaging Physics Guide

网络扩展解释

磁偶极子是描述磁性系统的最基本模型之一，其概念和特性可归纳如下：

1. 基本定义

磁偶极子是指具有等量"磁北极"和"磁南极"的简化系统，它是描述磁场空间分布的最小单元。与电偶极子类似，但不存在真实的孤立磁单极子，因此所有实际磁性体系都表现为磁偶极子特性。

2. 数学描述

磁偶极矩是核心物理量： $$mathbf{m} = I cdot mathbf{A}$$ 其中：

$I$ 为环形电流强度
$mathbf{A}$ 是电流环包围的面积矢量（方向由右手定则确定）

3. 磁场分布

在距离为$r$的远处（$r gg $系统尺寸），磁场表达式为： $$ mathbf{B} = frac{mu_0}{4pi} left[ frac{3mathbf{r}(mathbf{m} cdot mathbf{r})}{r} - frac{mathbf{m}}{r} right] $$ 球坐标系中可简化为： $$ B_r = frac{mu_0 m}{4pi r} 2costheta B_theta = frac{mu_0 m}{4pi r} sintheta $$

4. 典型实例

条形磁铁（等效于环形电流）
原子轨道电子运动产生的微观磁矩
地球磁场（近似为巨大磁偶极子）

5. 重要特性

在外部磁场中的势能：$U = -mathbf{m} cdot mathbf{B}$
受磁场作用的力矩：$mathbf{tau} = mathbf{m} times mathbf{B}$
磁偶极辐射是电磁波的基本辐射模式之一

该模型在电磁学、量子物理（如原子磁矩）、地球物理（地磁建模）等领域有广泛应用。实际应用中常通过测量磁场分布反推磁偶极矩参数来研究磁性材料特性。