磁荷英文解釋翻譯、磁荷的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 magnetic charge
分詞翻譯:
磁的英語翻譯:
magnetism
荷的英語翻譯:
carry on one's shoulder; grateful; lotus
專業解析
磁荷(magnetic charge)是電磁學中的一個假想概念,指磁單極子(magnetic monopole)所攜帶的物理量,類比于電荷(electric charge)。以下是詳細解釋:
一、漢語釋義
在經典電磁理論中,磁荷被定義為:
- 磁單極子的源,即産生磁場的孤立“磁荷粒子”。
- 與電荷形成對稱關系:電荷産生電場,磁荷産生磁場。
- 現實中尚未發現獨立存在的磁單極子,因此磁荷屬于理論模型。
二、英語對應術語
- Magnetic charge:磁荷的标準譯名,見于物理學文獻(如《電磁學》教材)。
- Magnetic monopole:磁單極子,即攜帶磁荷的基本粒子。
三、理論背景
- 麥克斯韋方程組的對稱性
經典麥克斯韋方程組中,電場與磁場不對稱:電荷存在($
abla cdot mathbf{E} = frac{rho_e}{epsilon_0}$),但磁荷項為零($
abla cdot mathbf{B} = 0$)。引入磁荷後,方程可改寫為對稱形式:
$$
abla cdot mathbf{E} = frac{rho_e}{epsilon_0}, quad
abla cdot mathbf{B} = mu_0 rho_m
$$
其中 $rho_m$ 為磁荷密度。
- 狄拉克預言(1931年)
保羅·狄拉克提出:若存在磁單極子,則電荷量子化現象可被自然解釋。其理論要求磁荷 $g$ 滿足:
$$
g = frac{nhbar c}{2e} quad (n in mathbb{Z})
$$
其中 $e$ 為電子電荷,$hbar$ 為約化普朗克常數。
四、實驗現狀
- 未直接觀測到磁單極子:大型實驗(如MoEDAL、IceCube)均未發現确鑿證據。
- 間接證據探索:凝聚态物理中,某些材料(如自旋冰)表現出類似磁單極子的準粒子行為,但非基本粒子。
五、權威參考文獻
- Dirac, P. A. M. (1931). Quantised Singularities in the Electromagnetic Field. Proceedings of the Royal Society A.
(提出磁單極子的量子理論)
- Jackson, J. D. (1999). Classical Electrodynamics (3rd ed.). Wiley.
(經典電磁學教材,涵蓋磁荷理論模型)
- Castelvecchi, D. (2018). The hunt for magnetic monopoles. Nature News.
(總結現代實驗進展)
六、延伸意義
磁荷概念推動了粒子物理與拓撲場論的發展,例如:
- 大統一理論(GUT)預言極高能标下可能存在磁單極子。
- 拓撲缺陷理論中,磁單極子作為一類孤子解出現。
以上内容綜合了經典電磁理論、量子力學及現代實驗物理的權威觀點,符合科學共同體的共識表述。
網絡擴展解釋
磁荷是一個理論物理學中的概念,用于類比電荷對磁現象進行描述,但目前尚未被實驗證實。以下從多個角度解釋其含義及相關背景:
1.基本定義
磁荷是假想的磁單極子,類似于電荷的南北極分離形态。在理論模型中,人們假定磁鐵的N極聚集正磁荷,S極聚集負磁荷,兩者遵循類似電荷的相互作用規律(如磁的庫侖定律)。
2.理論背景
- 類比電荷:磁荷概念試圖将磁現象與電現象統一,例如通過引入磁勢、磁偶極矩等相似物理量。
- 與分子電流假說的區别:安培的分子電流理論認為磁場由運動電荷産生(如環形電流),此時磁感應強度(B)是基本量;而磁荷觀點則将磁場強度(H)作為基本量,兩者在數學描述上等效但物理意義不同。
3.科學意義與現狀
- 未被證實:目前所有觀測到的磁場均由變化的電場或運動電荷産生,磁荷仍屬于理論假想。
- 潛在影響:若磁荷存在,将颠覆現有電磁理論,甚至推動量子力學和宇宙學的發展(如解釋宇宙早期對稱性破缺)。
4.相關模型拓展
- 電磁荷狀态:在部分理論中,電磁荷分為實态(靜止電荷)和虛态(運動磁荷),磁荷被視為電荷運動時的虛态表現。
公式示例(磁庫侖定律)
假設存在磁荷,其相互作用力可類比電荷:
$$
F = frac{mu0}{4pi} frac{q{m1} q_{m2}}{r}
$$
其中 ( q_m ) 表示磁荷量,( mu_0 ) 為真空磁導率。
如需更完整的學術讨論,可參考電磁學教材或量子場論相關文獻。
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