자석은 인간이 발명한 것은 아니지만, 천연 자석 광산이 있다. 자석을 처음 발견하고 사용한 것은 중국이어야 한다. 따라서 나침반은 중국인의 4 대 발명품 중 하나이다. 성분에 관해서는 철 코발트 니켈 등이다. 그것의 원자 구조는 매우 특별하다. 원자 자체에는 자기 모멘트가 있다. 일반적으로 이 광물 분자들은 모두 무질서하게 배열되어 있다. 자기장의 상호 작용은 자성을 나타내지 않는다. 그러나 외부 힘 (예: 자기장) 의 안내에 따라 분자 배열 방향이 일치하여 자성을 나타내는 경향이 있다. 속칭 자석이라고 합니다. 철, 코발트 및 니켈은 가장 일반적으로 사용되는 자성 물질입니다. 자석은 기본적으로 영자석과 연철 영자석으로 나뉜다. 강한 자성을 추가하여 자성 물질의 스핀과 전자의 각운동량이 모두 고정된 방향에 있도록 한다. 연자성과 전류 (자성을 더하는 방법이기도 함). 연철을 제거하면 점차 자성을 잃게 된다. 최초의 자석에 관해서는, 누가 가장 오래된 기록이 중국 황제 대 치우의 남차라는 것을 발견했기 때문에 중국 3 대 발명 중 하나로 불린다! 중국은 기원전 1 세기에 자기극성화를 알게 되었다. 전국 시대에 천연 자석 하나가 눈금이 있는 놋쇠판에 놓여 점을 쳤다. 북송 시대에는 인공 자석을 만드는 두 가지 방법이 있었다. 하나는 붉게 타오르는 철침을 남북 방향으로 배치하고, 빠르게 식힌 후, 철침은 지구의 자기장에 자화되는 것이다. 다른 하나는 자석 마찰철침으로 만든 것이다. 맹시벽담은 자기편각의 존재를 기록했고, 자기편각의 영향으로 자기침이 남쪽을 가리키고 실제 남쪽보다 약간 동쪽을 가리킨다는 것을 발견했다. 이 지식에 근거하여 자석은 나침반의 과학적 응용으로 발전하였다. 자석은 통칭일 뿐, 자성이 있는 것을 가리킨다. 실제 성분이 반드시 철을 함유한 것은 아니다. 순금속철 자체는 영구적인 자성이 없고, 영구 자석에 가까워야 자성이 감지된다. 일반적으로 영구 자석에 탄소와 같은 다른 불순물 원소를 첨가하여 자성을 안정시키지만, 이렇게 하면 전자의 자유도가 낮아져 전기를 전도하기 어렵기 때문에 전류가 통과할 때 전구가 켜지지 않는다. 철은 흔히 볼 수 있는 자성 원소이지만, 강한 자석과 같은 많은 다른 원소들은 루비듐, 철, 붕소로 만든 자성이 더 강하다.
자기장
자기장
자기장
전류, 운동 전하, 자석 또는 변화 전기장 주변 공간에 존재하는 특수 물질. 자석의 자성은 전류에서 비롯되기 때문에 전류는 전하의 운동이다. 간단히 말하면 전하를 움직이거나 전기장을 바꿔 자기장을 생성하는 것이다. 자기장의 기본 특징은 전류와 자석에 대한 자기장의 힘이나 모멘트가 모두 시작되는 움직이는 전하에 힘을 가할 수 있다는 것이다.
전기장과 마찬가지로 자기장은 특정 공간 영역 내에 연속적으로 분포하는 벡터 필드입니다. 자기장을 설명하는 기본 물리량은 자기 감지 강도 벡터 B 이며 자력선으로 그래픽으로 나타낼 수도 있습니다. 그러나 벡터 필드로서 자기장의 성질은 전기장과 매우 다르다. 전하를 움직이거나 전기장에 의해 생성된 자기장, 또는 양자의 합계인 총 자기장은 수동적이고 회전하는 벡터 필드이며, 자력선은 폐쇄된 곡선족으로, 중단되지 않고 교차하지 않는다. 즉, 자력선의 원천도 없고, 자기력선의 꼬리도 없다. 자력선 폐쇄는 자력선을 따라 루프 적분이 0 이 아니라는 것을 나타냅니다. 즉, 자기장은 전위 필드 (보수 필드) 대신 스핀 필드를 가지며, 잠재력과 유사한 스칼라 함수는 없습니다.
전자기장은 전자기 작용의 매개체이며 통일된 전체이다. 전기장과 자기장은 밀접한 관련이 있고 상호 의존적인 두 방면이다. 변화하는 전기장은 자기장을 생성하고, 변화하는 자기장은 전기장을 생성하며, 변화하는 전자기장은 요동의 형태로 공간에 전파된다. 전자기파 전파 속도가 제한되어 에너지와 운동량을 교환할 수 있다. 전자파와 물체의 상호 작용, 전자파와 입자의 상호 변환 등. 전자기장이 객관적인 물질이라는 것을 증명했고, 그것의' 특수함' 은 정지 질량이 없다는 것이다.
자기현상은 인류가 가장 먼저 인식한 물리 현상 중 하나이며, 나침반은 중국 고대의 큰 발명품이다. 자기장은 지구, 별 (예: 태양), 은하 (예: 은하수), 행성, 위성, 성간, 은하간 공간에 광범위하게 존재한다. 많은 물리적 현상과 과정을 이해하고 설명하기 위해서는 자기장이라는 중요한 요소를 고려해야 한다. 현대 과학과 인간 생활에서는 자기장이 곳곳에서 볼 수 있다. 발전기, 모터, 변압기, 전보, 전화, 라디오, 가속기, 열핵융합 장치 및 전자기 측정 기기는 모두 자기 현상과 관련이 있다. 인체에서도 생명이 활동함에 따라 일부 조직과 기관들은 미약한 자기장을 생성합니다.
전자기장
전자기장
전기장과 자기장의 통일과 총칭, 내재적 연계와 상호 의존성이 있다. 시변전장은 자기장을 생성하고, 시변 자기장은 전기장을 생성하며, 서로 인과가 되어 전자기장을 형성한다. 전자기장은 변속운동의 전기 입자나 강도가 다른 전류로 인해 발생할 수 있다. 어떤 이유에서든 전자기장은 항상 광속으로 주변으로 전파되어 전자파를 형성한다. 전자기장은 전자기 작용의 매체로 에너지와 운동량을 가지고 있으며 물질 존재의 한 형태이다. 전자기장의 성질, 특징 및 운동 변화는 맥스웰 방정식에 의해 결정된다.
지 자기장
지 자기장
지구 중심에서 자기층 맨 위까지의 공간 자기장. 지자기의 주요 연구 대상. 초기 지 자기장의 존재에 대한 인식은 천연 자석과 자침의 손가락 극성에서 유래했다. 자침의 극성은 지구 북극 (자기 S 극) 이 자침 N 극을 끌어들이고, 지구 남극 (자기 N 극) 이 자침 S 극을 끌어들이기 때문이다. 이 해석은 영국의 W 길버트가 1600 년에 처음 제기한 것이다. 길버트의 지구 자기장에 대한 지구 자체의 가설은 정확하다. 이는 독일 수학자 C.F. 가우스가 1839 년 처음으로 볼조화 함수 분석을 적용한 것으로 확인됐다.
지 자기장은 벡터 필드입니다. 공간의 한 점에 대한 지자기 강도와 방향을 설명하기 위해서는 세 개의 독립된 지자기 요소가 필요하다. 일반적으로 사용되는 지자기 요소는 7 가지가 있습니다. 즉, 지자기 총 강도 F, 수평 강도 H, 수직 강도 Z, X 및 Y 는 각각 H 의 북쪽 및 동쪽 구성요소이고 D 와 I 는 각각 적위 및 경사각입니다. 이 가운데 자기편각의 관측 역사가 가장 빠르다. 현대 지 자기장 관측에서 지자기 역은 일반적으로 H, D, Z 또는 X, Y, Z 만 기록합니다.
근거리 공간의 지 자기장은 균일 자화구의 자기장과 마찬가지로 지면 양극 부근에서 1 가우스보다 작기 때문에 지 자기장이 약하다. 지 자기장 강도의 단위는 감마 (감마), 즉 10 가우스였다. 1960 년 테슬라를 자기측정의 국제 단위로 사용하기로 결정했고, 1 가우스 = 10 테슬라 (T), 약칭 1 감마 =/Kloc 지 자기장은 약하지만 먼 우주로 뻗어 있어 지구의 생물과 인간을 우주 복사로부터 보호한다.
지 자기장은 기본 자기장과 변화 자기장의 두 부분으로 구성되며, 그 기원은 완전히 다르다. 기본 자기장은 지구 내부에서 유래한 지 자기장의 주요 부분으로, 상대적으로 안정적이며 변화가 매우 느리다. 변화하는 자기장에는 지 자기장의 각종 단기 변화가 포함되며, 주로 지구 외부에서 유래한 것으로 매우 미약하다.
지구의 기본 자기장은 쌍극자 자기장, 비쌍극자 자기장, 지자기 이상으로 나눌 수 있다. 쌍극자 자기장은 지 자기장의 기본 구성 요소이며, 그 강도는 자기장의 전체 강도의 약 90% 를 차지하며, 지구의 액체 외핵에서 자성유체역학 과정, 즉 자격모터 효과로 인해 발생한다. 비쌍극자 자기장은 주로 동아시아, 서아프리카, 남대서양, 남인도양에 분포하며 평균 강도는 자기장의 약 10% 이다. 지자기 이상은 지역 이상과 국부 이상으로 나뉘어 암석과 광체의 분포와 관련이 있다.
지 자기장의 변화는 두 가지 유형, 즉 평온한 변화와 교란의 변화로 나눌 수 있다. 조용한 변화는 주로 태양일을 주기로 한 태양의 조용한 날의 변화로, 그 장원은 전리층에 분포되어 있다. 교란의 변화에는 자기폭풍, 자기야폭, 태양교란, 자기맥동 등이 포함된다. 필드 소스는 자기층과 전리층에서의 태양 입자 복사와 지 자기장의 상호 작용으로 인해 발생하는 다양한 단기 전류 시스템입니다. 자기 폭풍은 전 세계적으로 동시에 발생하는 강한 자기 교란이다. 기간은 약 1 ~ 3 일이며 진폭은 10 NAT 에 달할 수 있습니다. 기타 간섭 변화는 주로 지구 오로라 지역에 분포한다. 변화하는 자기장은 외부 소스 필드 외에 내부 소스 필드도 있다. 내생장은 지구 중외생장에서 감지하는 전류에 의해 발생한다. 가우스구 조화 분석은 변화하는 자기장에 적용될 수 있으며, 안팎을 구분할 수 있다. 변화하는 자기장의 내외장 관계에 따라 지구의 전도율 분포를 얻을 수 있다. 이것은 지구의 전자기 감지라고 불리는 지자기의 중요한 영역이 되었다.
지 자기장의 변화는 자기층과 전리층의 전자기 과정뿐만 아니라 지각과 상부 맨틀의 전기적 구조와 관련이 있기 때문에 공간 물리학과 고체 지구 물리학 연구에서 중요한 의미를 갖는다.