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磁单极子和馬克士威方程組

快捷方式: 差异相似杰卡德相似系数参考

磁单极子和馬克士威方程組之间的区别

磁单极子 vs. 馬克士威方程組

磁单极子是理论物理学中指一些仅带有北極或南極单一磁极的磁性物质,它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。更专业地说,这种粒子是一种带有一个单位“磁荷”(类比于电荷)的粒子。科学界之所以如此感兴趣于磁单极子,是因为磁单极子在粒子物理学当中的重要性,大统一理论和超弦理论都预测了它的存在。这种物质的存在性在科学界時有紛爭,截至2013年末,尚未发现以基本粒子形式存在的磁单极子。可以说是21世纪物理学界重要的研究主题之一。 但是,非孤立的磁单极准粒子确实存在于某些凝聚态物质系统中,人工磁单极子已经被德国的一组研究者成功地制造出来。. 克士威方程組(Maxwell's equations)是一組描述電場、磁場與電荷密度、電流密度之間關係的偏微分方程。該方程組由四個方程式組成,分別是描述电荷如何产生电场的高斯定律、表明磁单极子不存在的高斯磁定律、解釋时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律,以及說明电流和时变电场怎样产生磁场的馬克士威-安培定律。馬克士威方程組是因英国物理学家詹姆斯·馬克士威而命名。馬克士威在19世紀60年代構想出這方程組的早期形式。 在不同的領域會使用到不同形式的馬克士威方程組。例如,在高能物理學與引力物理學裏,通常會用到時空表述的馬克士威方程組版本。這種表述建立於結合時間與空間在一起的愛因斯坦時空概念,而不是三維空間與第四維時間各自獨立展現的牛頓絕對時空概念。愛因斯坦的時空表述明顯地符合狹義相對論與廣義相對論。在量子力學裏,基於電勢與磁勢的馬克士威方程組版本比較獲人們青睞。 自從20世紀中期以來,物理學者已明白馬克士威方程組不是精確规律,精確的描述需要藉助更能顯示背後物理基礎的量子電動力學理論,而馬克士威方程組只是它的一種經典場論近似。儘管如此,對於大多數日常生活中涉及的案例,通過馬克士威方程組計算獲得的解答跟精確解答的分歧甚為微小。而對於非經典光、雙光子散射、量子光學與許多其它與光子或虛光子相關的現象,馬克士威方程組不能給出接近實際情況的解答。 從馬克士威方程組,可以推論出光波是電磁波。馬克士威方程組和勞侖茲力方程式是經典電磁學的基礎方程式。得益于這一組基礎方程式以及相關理論,許多現代的電力科技與電子科技得以被發明并快速發展。.

之间磁单极子和馬克士威方程組相似

磁单极子和馬克士威方程組有(在联盟百科)26共同点: 安培安培定律張量国际单位制理论物理学磁单极子磁場磁矩积分粒子物理學真空电容率电子电流韦伯 (单位)角动量规范场论高斯定律高斯磁定律自然单位制電場電磁張量電荷法拉第电磁感应定律洛伦兹力旋度散度

安培

安培,简称安,是国际单位制中电流强度的单位,符号是A。同时它也是国际单位制中七个基本单位之一另外六个是米、开尔文、秒、摩尔、坎德拉和千克。安培是以法国数学家和物理学家安德烈-马里·安培命名的,为了纪念他在经典电磁学方面的贡献。 实际情况中,安培是对单位时间内通过导体横截面的电荷量的度量。1秒内通过横截面的电量为1库仑(个电子的电量)时,电流大小為1安培。 比安培小的電流可以用毫安、微安等單位表示。.

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安培定律

安培定律(Ampère's circuital law),又稱安培環路定律,是由安德烈-瑪麗·安培於1826年提出的一條靜磁學基本定律。安培定律表明,載流導線所載有的電流,與磁場沿著環繞導線的閉合迴路的路徑積分,兩者之間的關係為 其中,\mathbb是環繞著導線的閉合迴路,\mathbf是磁場(又稱為B場),d\boldsymbol是微小線元素向量,\mu_0是磁常數,I_是閉合迴路\mathbb所圍住的電流。 1861年,詹姆斯·馬克士威又將這方程式重新推導一遍,使得符合電動力學條件,並且發表結果於論文《論物理力線》內。馬克士威認為,含時電場會生成磁場,假若電場含時間,則前述安培定律方程式不成立,必須加以修正。經過修正後,新的方程式稱為馬克士威-安培方程式,是馬克士威方程組中的一個方程式,以積分形式表示為 其中,\mathbb是邊緣為\mathbb的任意曲面,\mathbf是穿過曲面\mathbb的電流的電流密度,\mathbf是電位移,d\mathbf是微小面元素向量。.

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張量

張量(tensor)是一个可用來表示在一些向量、純量和其他張量之間的線性關係的多线性函数,這些線性關係的基本例子有內積、外積、線性映射以及笛卡儿积。其坐标在 n  維空間內,有  n^r個分量的一種量,其中每個分量都是坐標的函數,而在坐標變換時,這些分量也依照某些規則作線性變換。r稱為該張量的秩或階(与矩阵的秩和阶均无关系)。 在同构的意义下,第零階張量(r.

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国际单位制

國際單位制(Système International d'Unités,簡稱SI),-->源於公制(又稱米制),是世界上最普遍採用的標準度量系統。國際單位制以七個基本單位為基礎,由此建立起一系列相互換算關係明確的「一致單位」。另有二十個基於十進制的詞頭,當加在單位名稱或符號前的時候,可用於表達該單位的倍數或分數。 國際單位制源於法國大革命期間所採用的十進制單位系統──公制;現行制度從1948年開始建立,於1960年正式公佈。它的基礎是米-千克-秒制(MKS),而非任何形式的厘米-克-秒制(CGS)。國際單位制的設計意圖是,先定義詞頭和單位名稱,但單位本身的定義則會隨著度量科技的進步、精準度的提高,根據國際協議來演變。例如,分別於2011年、2014年舉辦的第24、25屆國際度量衡大會討論了有關重新定義公斤的提案。 隨著科學的發展,厘米-克-秒制中出現了不少新的單位,而各學科之間在單位使用的問題上也沒有良好的協調。因此在1875年,多個國際組織協定《米制公約》,創立了國際度量衡大會,目的是訂下新度量衡系統的定義,並在國際上建立一套書寫和表達計量的標準。 國際單位制已受大部分發達國家所採納,但在英語國家當中,國際單位制並沒有受到全面的使用。.

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理论物理学

论物理学(Theoretical physics)通过为现实世界建立数学模型来试图理解所有物理现象的运行机制。通过“物理理论”来条理化、解释、预言物理现象。 豐富的想像力、精湛的數學造詣、嚴謹的治學態度,這些都是成為理論物理學家需要培養的優良素質。例如,在十九世紀中期,物理大師詹姆斯·麥克斯韋覺得電磁學的理論雜亂無章、急需整合。尤其是其中許多理論都涉及超距作用(action at a distance)的概念。麥克斯韋對於這概念極為反對,他主張用場論來解釋。例如,磁鐵會在四周產生磁場,而磁場會施加磁場力於鐵粉,使得這些鐵粉依著磁場力的方向排列,形成一條條的磁場線;磁鐵並不是直接施加力量於鐵粉,而是經過磁場施加力量於鐵粉;麥克斯韋嘗試朝著這方向開闢一條思路。他想出的「分子渦流模型」,借用流體力學的一些數學框架,能夠解釋所有那時已知的電磁現象。更進一步,這模型還展示出一個嶄新的概念——電位移。由於這概念,他推理電磁場能夠以波動形式傳播於空間,他又計算出其波速恰巧等於光速。麥克斯韋斷定光波就是一種電磁波。從此,電學、磁學、光學被整合為一統的電磁學。.

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磁单极子

磁单极子是理论物理学中指一些仅带有北極或南極单一磁极的磁性物质,它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。更专业地说,这种粒子是一种带有一个单位“磁荷”(类比于电荷)的粒子。科学界之所以如此感兴趣于磁单极子,是因为磁单极子在粒子物理学当中的重要性,大统一理论和超弦理论都预测了它的存在。这种物质的存在性在科学界時有紛爭,截至2013年末,尚未发现以基本粒子形式存在的磁单极子。可以说是21世纪物理学界重要的研究主题之一。 但是,非孤立的磁单极准粒子确实存在于某些凝聚态物质系统中,人工磁单极子已经被德国的一组研究者成功地制造出来。.

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磁場

在電磁學裡,磁石、磁鐵、電流及含時電場,都會產生磁場。處於磁場中的磁性物質或電流,會因為磁場的作用而感受到磁力,因而顯示出磁場的存在。磁場是一種向量場;磁場在空間裡的任意位置都具有方向和數值大小更精確地分類,磁場是一種贗矢量。力矩和角速度也是準向量。當坐標被反演時,準向量會保持不變。。 磁鐵與磁鐵之間,通過各自產生的磁場,互相施加作用力和力矩於對方。運動中的電荷亦會產生磁場。磁性物質產生的磁場可以用電荷運動模型來解釋基本粒子,像電子或正子等等,會產生自己內有的磁場,這是一種相對論性效應,並不是因為粒子運動而產生的。但是,對於大多數狀況,這磁場可以模想為是由粒子所載有的電荷因為旋轉運動而產生的。因此,這相對論性效應稱為自旋。磁鐵產生的磁場主要是由內部未配對電子的自旋形成的。。 當施加外磁場於物質時,磁性物質的內部會被磁化,會出現很多微小的磁偶極子。磁化強度估量物質被磁化的程度。知道磁性物質的磁化強度,就可以計算出磁性物質本身產生的磁場。產生磁場需要輸入能量,當磁場被湮滅時,這能量可以再回收利用,因此,這能量被視為儲存於磁場。 電場是由電荷產生的。電場與磁場有密切的關係;含時磁場會生成電場,含時電場會生成磁場。馬克士威方程組描述電場、磁場、產生這些向量場的電流和電荷,這些物理量之間的詳細關係。根據狹義相對論,電場和磁場是電磁場的兩面。設定兩個參考系A和B,相對於參考系A,參考系B以有限速度移動。從參考系A觀察為靜止電荷產生的純電場,在參考系B觀察則成為移動中的電荷所產生的電場和磁場。 在量子力學裏,科學家認為,純磁場(和純電場)是虛光子所造成的效應。以標準模型的術語來表達,光子是所有電磁作用的顯現所依賴的媒介。對於大多數案例,不需要這樣微觀的描述,在本文章內陳述的簡單經典理論就足足有餘了;在低場能量狀況,其中的差別是可以忽略的。 在古今社會裡,很多對世界文明有重大貢獻的發明都涉及到磁場的概念。地球能夠產生自己的磁場,這在導航方面非常重要,因為指南針的指北極準確地指向位置在地球的地理北極附近的地磁北極。電動機和發電機的運作機制是倚賴磁鐵轉動使得磁場隨著時間而改變。通過霍爾效應,可以給出物質的帶電粒子的性質。磁路學專門研討,各種各樣像變壓器一類的電子元件,其內部磁場的相互作用。.

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磁矩

磁矩是磁鐵的一種物理性質。處於外磁場的磁鐵,會感受到力矩,促使其磁矩沿外磁場的磁場線方向排列。磁矩可以用向量表示。磁鐵的磁矩方向是從磁鐵的指南極指向指北極,磁矩的大小取決於磁鐵的磁性與量值。不只是磁鐵具有磁矩,載流迴路、電子、分子或行星等等,都具有磁矩。 科學家至今尚未發現宇宙中存在有磁單極子。一般磁性物質的磁場,其泰勒展開的多極展開式,由於磁單極子項目恆等於零,第一個項目是磁偶極子項、第二個項目是磁四極子(quadrupole)項,以此类推。磁矩也分為磁偶極矩、磁四極矩等等部分。從磁矩的磁偶極矩、磁四極矩等等,可以分別計算出磁場的磁偶極子項目、磁四極子項目等等。隨著距離的增遠,磁偶極矩部分會變得越加重要,成為主要項目,因此,磁矩這術語時常用來指稱磁偶極矩。有些教科書內,磁矩的定義與磁偶極矩的定義相同。.

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积分

积分是微积分学与数学分析裡的一个核心概念。通常分为定积分和不定积分两种。直观地说,对于一个给定的正实值函数 f(x), f(x)在一个实数区间 上的定积分 可以理解为在 \textstyle Oxy坐标平面上,由曲线 (x,f(x))、直线x.

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粒子物理學

粒子物理学是研究组成物质和射线的基本粒子以及它们之间相互作用的一個物理学分支。由于许多基本粒子在大自然的一般条件下不存在或不单独出现,物理学家只有使用粒子加速器在高能相撞的条件下才能生产和研究它们,因此粒子物理学也被称为高能物理学。.

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真空电容率

真空电容率,又称为真空介电系数,或電常數,是一个常见於电磁学的物理常数,符号为\epsilon_0\,\!。在国际单位制裏,真空电容率的數值为: 真空電容率\epsilon_0\,\!可以用公式定義為 其中,c_0\,\!是光波傳播於真空的光速,\mu_0\,\!是真空磁導率。 採用國際單位制,光速的數值定義為 299\ 792\ 458\,\!公尺/秒,真空磁導率的數值定義為 4\pi\times 10^\,\! 亨利/公尺。因此,\epsilon_0\,\!的數值也是個定義值。但是,由於\pi\,\!是個無理數;所以,\epsilon_0\,\!只能近似為 這些數值都可以在2006 CODATA報告裏找到。 真空電容率出現於電位移\mathbf\,\!的定義式: 其中,\mathbf\,\!是電場,\mathbf\,\!是電介質的經典電極化強度。 學術界常遇到一個錯誤的觀點,就是認為真空電容率\epsilon_0\,\!是一個可實現真空的一個物理性質。正確的觀點應該為,\epsilon_0\,\!是一個度量系統常數,是由國際公約發表和定義而產生的結果。\epsilon_0\,\!的定義值是由光波在參考系統的光速或基準(benchmark)光速的衍生而得到的數值。這參考系統稱為自由空間,被用為在其它各種介質的測量結果的比較基線。可實現真空,像外太空、超高真空(ultra high vacuum)、量子色動真空(QCD vacuum)、量子真空(quantum vacuum)等等,它們的物理性質都只是實驗和理論問題,應與\epsilon_0\,\!分題而論。\epsilon_0\,\!的含義和數值是一個度量衡學(metrology)問題,而不是關於可實現真空的問題。為了避免產生混淆,許多標準組織現在都傾向於採用電常數為\epsilon_0\,\!的名稱。.

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电子

电子(electron)是一种带有负电的次原子粒子,通常标记为 e^- \,\!。電子屬於轻子类,以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一,无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋,是一种费米子。因此,根據泡利不相容原理,任何兩個電子都不能處於同樣的狀態。电子的反粒子是正电子(又称正子),其质量、自旋、帶电量大小都与电子相同,但是电量正負性与电子相反。電子與正子會因碰撞而互相湮滅,在這過程中,生成一對以上的光子。 由电子與中子、质子所组成的原子,是物质的基本单位。相对于中子和质子所組成的原子核,电子的质量显得极小。质子的质量大约是电子质量的1836倍。当原子的电子数与质子数不等时,原子会带电;称該帶電原子为离子。当原子得到额外的电子时,它带有负电,叫阴离子,失去电子时,它带有正电,叫阳离子。若物体带有的电子多于或少于原子核的电量,导致正负电量不平衡时,称该物体带静电。当正负电量平衡时,称物体的电性为电中性。靜電在日常生活中有很多用途,例如,靜電油漆系統能夠將或聚氨酯漆,均勻地噴灑於物品表面。 電子與質子之間的吸引性庫侖力,使得電子被束縛於原子,稱此電子為束縛電子。兩個以上的原子,會交換或分享它們的束縛電子,這是化學鍵的主要成因。当电子脱离原子核的束缚,能够自由移动时,則改稱此電子为自由电子。许多自由电子一起移动所产生的净流动现象称为电流。在許多物理現象裏,像電傳導、磁性或熱傳導,電子都扮演了機要的角色。移動的電子會產生磁場,也會被外磁場偏轉。呈加速度運動的電子會發射電磁輻射。 根據大爆炸理論,宇宙現存的電子大部份都是生成於大爆炸事件。但也有一小部份是因為放射性物質的β衰變或高能量碰撞而生成的。例如,當宇宙線進入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面,許多電子會因為與正子相碰撞而互相湮滅,或者,會在恆星內部製造新原子核的恆星核合成過程中被吸收。 在實驗室裏,精密的尖端儀器,像四極離子阱,可以長時間局限電子,以供觀察和測量。大型托卡馬克設施,像国际热核聚变实验反应堆,藉著局限電子和離子電漿,來實現受控核融合。無線電望遠鏡可以用來偵測外太空的電子電漿。 電子被广泛應用于電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、激光和粒子加速器等领域。.

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电流

電流(courant électrique; elektrischer Strom; electric current)是电荷的平均定向移动。电流的大小称为电流强度,是指单位时间内通过导线某一截面的电荷,每秒通过1库仑的電荷量稱为1安培。安培是國際單位制七個基本單位之一。安培計是專門測量電流的儀器 。 有很多種承載電荷的載子,例如,導電體內可移動的電子、電解液內的離子、電漿內的電子和離子、強子內的夸克。這些載子的移動,形成了電流。 有一些效應和電流有關,例如電流的熱效應,根據安培定律,電流也會產生磁場,馬達、電感和發電機都和此效應有關。.

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韦伯 (单位)

韦伯是国际单位制中磁通量的单位,缩写Wb,是以德国物理学家威廉·韦伯的名字命名的。 1Wb.

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角动量

在物理学中,角动量是与物体的位置向量和动量相关的物理量。對於某慣性參考系的原點\mathbf,物體的角動量是物体的位置向量和动量的叉積,通常写做\mathbf。角动量是矢量。 其中,\mathbf表示物体的位置向量,\mathbf表示角动量。\mathbf表示动量。角動量\mathbf又可寫為: 其中,I表示杆状系统的转动惯量,\boldsymbol是角速度矢量。 假設作用於物體的外力矩和為零,則物體的角动量是守恒的。需要注意的是,由于成立的条件不同,角动量是否守恒与动量是否守恒没有直接的联系。 當物體的運動狀態(動量)發生變化,則表示物體受力作用,而作用力大小就等於動量\mathbf的時變率:\mathbf.

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规范场论

规范场论(Gauge Theory)是基于对称变换可以局部也可以全局地施行这一思想的一类物理理论。非交换对称群(又称非阿贝尔群)的规范场论最常見的例子为杨-米尔斯理论。物理系統往往用在某种变换下不变的拉格朗日量表述,当变换在每一时空点同时施行,它们有全局对称性。规范场论推广了这一思想,它要求拉格朗日量必须也有局部对称性—应该可以在时空的特定区域施行这些对称变换而不影响到另外一个区域。这个要求是广义相对论的等效原理的一个推广。 规范“对称性”反映了系统表述的一个冗余性。 规范场论在物理学上的重要性,在于其成功為量子电動力学、弱相互作用和强相互作用提供了一个统一的数学形式化架构——标准模型。這套理論精确地表述了自然界的三種基本力的实验预测,它是一个规范群为SU(3) × SU(2) × U(1)的规范场论。像弦论这样的现代理论,以及广义相对论的一些表述,都是某种意义上的规范场论。 有时,规范对称性一词被用于更广泛的含义,包括任何局部对称性,例如微分同胚。该术语的这个含义不在本条目使用。.

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高斯定律

斯定律(Gauss' law)表明在闭合曲面内的电荷分佈與產生的電場之間的關係:.

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高斯磁定律

在電磁學裏,高斯磁定律闡明,磁場的散度等於零。因此,磁場是一個螺線向量場。從這事實,可以推斷磁單極子不存在。磁的基本實體是磁偶極子,而不是磁荷。當然,假若將來科學家發現有磁單極子存在,那麼,這定律就必須做適當的修改,如稍後論述。高斯磁定律是因德國物理學者卡爾·高斯而命名。 在物理學界,很多學者使用「高斯磁定律」來指稱這定律,但並不是每一位學者都採用這名字。有些作者稱它為「自由磁單極子缺失」,或明確地表示這定律沒有取名字。還有些作者稱此定律為「橫向性要求」,因為在真空中或線性介質中傳播的電磁波必須是橫波。.

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自然单位制

在物理學裏,自然單位制(natural unit)是一種建立於基礎物理常數的計量單位制度。例如,電荷的自然單位是單位電荷 e 、速度的自然單位是光速 c ,都是基礎物理常數。純自然單位制必定會在其定義中,將某些基礎物理常數歸一化,即將這些常數的數值規定為整數1。.

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電場

電場是存在于电荷周围能传递电荷与电荷之间相互作用的物理场。在电荷周围总有电场存在;同时电场对场中其他电荷发生力的作用。观察者相对于电荷静止时所观察到的场称为静电场。如果电荷相对于观察者运动,则除静电场外,还有磁场出现。除了电荷以外,隨著時間流易而变化的磁场也可以生成电场,這種電場叫做涡旋电场或感应电场。迈克尔·法拉第最先提出電場的概念。.

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電磁張量

電磁張量(electromagnetic tensor)或電磁場張量(electromagnetic field tensor)(有時也稱作場強度張量(field strength tensor)、法拉第張量(Faraday tensor)或馬克士威雙向量(Maxwell bivector))是一個描述一物理系統中電磁場的數學客體,所根據的是馬克士威的電磁學理論。場張量是在赫爾曼·閔可夫斯基提出狹義相對論的四維張量形式之後被首次使用。.

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電荷

在電磁學裡,電荷(electric charge)是物質的一種物理性質。稱帶有電荷的物質為「帶電物質」。兩個帶電物質之間會互相施加作用力於對方,也會感受到對方施加的作用力,所涉及的作用力遵守庫侖定律。电荷分为两种,「正电荷」与「负电荷」。带有正电荷的物质称为「带正电」;带有负电荷的物质称为「带负电」。假若两个物质都带有正电或都带有负电,则称这两个物质「同电性」,否则称这两个物质「异电性」。两个同电性物质会相互感受到对方施加的排斥力;两个异电性物质会相互感受到对方施加的吸引力。 电荷是许多次原子粒子所拥有的一种基本守恒性质。称带有电荷的粒子为「带电粒子」。电荷决定了带电粒子在电磁方面的物理行为。静止的带电粒子会产生电场,移动中的带电粒子会产生电磁场,带电粒子也会被电磁场所影响。一个带电粒子与电磁场之间的相互作用称为电磁力或电磁交互作用。这是四种基本交互作用中的一种。.

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法拉第电磁感应定律

法拉第電磁感應定律(Faraday's law of electromagnetic induction)是電磁學中的一條基本定律,跟變壓器、電感元件及多種發電機的運作有密切關係。定律指出: 此定律於1831年由迈克尔·法拉第發現,約瑟·亨利則是在1830年的獨立研究中比法拉第早發現這一定律,但其並未發表此發現。故這個定律被命名為法拉第定律。 本定律可用以下的公式表达: 其中: 電動勢的方向(公式中的負號)由楞次定律提供。“通過電路的磁通量”的意義會由下面的例子闡述。 傳統上有兩種改變通過電路的磁通量的方式。至於感應電動勢時,改變的是自身的電場,例如改變生成場的電流(就像變壓器那樣)。而至於動生電動勢時,改變的是磁場中的整個或部份電路的運動,例如像在同極發電機中那樣。.

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洛伦兹力

在電動力學裏,勞侖茲力(Lorentz force)是運動於電磁場的帶電粒子所感受到的作用力。勞侖茲力是因荷蘭物理學者亨德里克·勞侖茲而命名。根據勞侖茲力定律,勞侖茲力可以用方程式,稱為勞侖茲力方程式,表達為 其中,\mathbf是勞侖茲力,q是帶電粒子的電荷量,\mathbf是電場强度,\mathbf是帶電粒子的速度,\mathbf是磁感应强度。 勞侖茲力定律是一個基本公理,不是從別的理論推導出來的定律,而是由多次重複完成的實驗所得到的同樣的結果。 感受到電場的作用,正電荷會朝著電場的方向加速;但是感受到磁場的作用,按照右手定則,正電荷會朝著垂直於速度\mathbf和磁場\mathbf的方向彎曲(詳細地說,假設右手的大拇指與\mathbf同向,食指與\mathbf同向,則中指會指向\mathbf的方向)。 勞侖茲力方程式的q\mathbf項目是電場力項目,q\mathbf \times \mathbf項目是磁場力項目。處於磁場內的載電導線感受到的磁場力就是這勞侖茲力的磁場力分量。 勞侖茲力方程式的积分形式为 其中,\mathbb是積分的體積,\rho是電荷密度,\mathbf是電流密度,\mathrm\tau是微小體元素。 勞侖茲力密度\mathbf是單位體積的勞侖茲力,表達為:.

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旋度

旋度(Curl)或稱回轉度(Rotation),是向量分析中的一个向量算子,可以表示三维向量场对某一点附近的微元造成的旋转程度。向量场每一点的旋度是一个向量,称为旋度向量。它的方向表示向量场在这一点附近旋度最大环量的旋转轴,它和向量场旋转的方向满足右手定则。旋度向量的大小则是这一点附近向量场旋转度的一个量化体现,定义为当绕着这个旋转轴旋转的环量与旋转路径围成的面元面积之比趋近于零时的极限。举例来说,假设一台滚筒洗衣机运行的时候,从前方看来,内部的水流是逆时针旋转,那么中心水流速度向量场的旋度就是朝前方向外的向量。.

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散度

散度或稱發散度,是向量分析中的一个向量算子,将向量空间上的一个向量场(矢量场)对应到一个标量场上。散度描述的是向量场里一个点是汇聚点还是发源点,形象地说,就是这包含这一点的一个微小体元中的向量是“向外”居多还是“向内”居多。举例来说,考虑空间中的静电场,其空间里的电场强度是一个矢量场。正电荷附近,电场线“向外”发射,所以正电荷处的散度为正值,电荷越大,散度越大。负电荷附近,电场线“向内”,所以负电荷处的散度为负值,电荷越大,散度越小。向量函數的散度為一個純量,而纯量的散度是向量函数。.

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上面的列表回答下列问题

磁单极子和馬克士威方程組之间的比较

磁单极子有67个关系,而馬克士威方程組有135个。由于它们的共同之处26,杰卡德指数为12.87% = 26 / (67 + 135)。

参考

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