【读音】diàn yǔ cí

【英文】Electricity and magnetism

【释义】自然界物质能量的力学转换形态，也是带电粒子的运动辐射波。

【出处】量子力学 物理学 电磁学

【同义词】电磁

【反义词】磁与电 磁电

【示例】1、在夏季，带电雷雨云层聚集了大量的正负电荷，当两块携带有正负电荷的云层放电时，会伴有电荷碰撞时产生的瞬间雷电脉冲波。

2、金属线圈中有电流通过，就会有磁场产生，交变电流通过电动机绕组产生交变磁场。

磁体能够吸引钢铁一类的物质。它的两端吸引钢铁的能力最强，这两个部位叫做磁极。能 

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  >司南之杓，投之于地，其柢指南

够自由转动的磁体，例如悬吊着的磁针，静止时指南的那个磁极叫做南极，又叫S极（因为英文南方South开头第一个字母是S，所以也称S极）；指北的那个磁极叫做北极>，又叫N极（因为英文北方North的开头字母是N，所以又称N极）。异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥。磁铁吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性>。磁铁两端磁性强的区域称为磁极，一端为南极，一端为北极。实验证明，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。磁化是指原本没有磁性的物体，获得磁性的过程。能够被磁化的物质，统称为磁性材料。磁化后，磁性能长期保存的物质叫硬磁体>或永磁体，不能长期保存磁性的物质叫软磁体>。

铁中有许多具有两个异性磁极的原磁体，在无外磁场作用时，这些原磁体排列紊乱，它们的磁性相互抵消，对外不显示磁性。当把铁靠近磁铁时，这些原磁体在磁铁的作用下，整齐地排列起来，使靠近磁铁的一端具有与磁铁极性相反的极性而相互吸引。这说明铁中由于原磁体的存在能够被磁铁所磁化。而铜、铝等金属是没有原磁体结构的，所以不能被磁铁所吸引。

什么是磁性？简单说来，磁性是物质放在不均匀的磁场中会受到磁力的作用。在相同的不均匀磁场中，由单位质量的物质所受到的磁力方向和强度，来确定物质磁性的强弱。因为任何物质都具有磁性，所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用。

在磁极周围的空间中真正存在的不是磁感线>，而是一种场，我们称之为磁场。磁性物质的相互吸引等就是通过磁场进行的。我们知道，物质之间存在万有引力，它是一种引力场>。磁场与之类似，是一种布满磁极周围空间的场。磁场的强弱可以用假想的磁力线数量来表示，磁力线密的地方磁场强，磁力线疏的地方磁场弱。单位截面上穿过的磁力线数目称为磁通量>密度。

运动的带电粒子在磁场中会受到一种称为洛仑兹(Lorentz)力作用。由同样带电粒子在不同磁场中所受到洛仑磁力的大小来确定磁场强度>的高低。特斯拉>是磁通密度的国际单位制>单位。磁通密度是描述磁场的基本物理量，而磁场强度是描述磁场的辅助量。特斯拉(Tesla.N)(1886—1943)是克罗地亚裔美国>电机工程师，曾发明变压器>和交流电动机。

物质的磁性不但是普遍存在的，而且是多种多样的，并因此得到广泛的研究和应用。近自我们的身体和周边的物质，远至各种星体和星际中的物质，微观世界的原子、原子核和基本粒子，宏观世界的各种材料，都具有这样或那样的磁性。

世界上的物质究竟有多少种磁性呢？一般说来，物质的磁性可以分为弱磁性和强磁性，再根据磁性的不同特点，弱磁性又分为抗磁性、顺磁性和反铁磁性，强磁性又分为铁磁性和亚铁磁性>。这些都是宏观物质的原子中的电子产生的磁性，原子中的原子核也具有磁性，称为核磁性。但是核磁性只有电子磁性的约千分之一或更低，故一般讲物质磁性和原子磁性都主要考虑原子中的电子磁性。原子核的磁性很低是由于原子核的质量远高于电子的质量，而且原子核磁性在一定条件下仍有着重要的应用，例如现在医学上应用的核磁共振成像>(也常称磁共振CT，CT是计算机化层析成像的英文名词的缩写)，便是应用氢原子核的磁性。

磁性材料可分为软磁性材料如铁和硬磁性材料 如钢就是硬磁性材料。软磁性材料指该材料磁化后磁性不可保持很久。反之，硬磁性材料指材料此话后磁性可以保持比较长的时间。

历史上，电与磁是分别发现和研究的。后来，电与磁之间的联系发现了，如奥斯特>（ H.C.Oersted）发现的电流磁效应>和安培发现的电流与电流之间相互作用的规律。再后来，法拉第>提出了电磁感应>定律，这样电与磁就连成一体了。

19世纪中叶，麦克斯韦>提出了统一的电磁场>理论，实现了物理学>的第二次大综合。电磁>定律与力学规律有一个截然不同的地方。根据牛顿>的设想，力学考虑的相互作用，特别是万有引力相互作用，是超距的相互作用，没有力的传递问题（当然，用现代观点看，引力也应该有传递问题）,而电磁相互作用>是场的相互作用。从粒子的超距作用到电磁场的“场的相互作用”，这在观念上有很大变化。场的效应被突出出来了。

电场>与磁场不断相互作用造成电磁波>的传播，这一点由赫兹在实验室中证实了。电磁波不但包括无线电波>，实际上包括很宽的频谱，其中很重要的一部分就是光波>。光学>在过去是与电磁学>完全分开发展的，麦克斯韦电磁理论>建立以后，光学也变成了电磁学的一个分支了，电学>、磁学和光学得到了统一。

这个统一在技术上有重要意义，发电机、电动机>几乎都是建立在电磁感应基础上的。电磁波的应用导致现代的无线电技术。直到现在，电磁学在技术上还是起主导作用的一门学问，因此，在基础物理学>中电磁学始终保持它的重要地位。

电磁学牵涉到在什么参考系统>中来看问题，牵涉到运动导体的电动力学>问题。直观地说，“电流即电荷的流动产生磁效应”，但判断电荷是否流动就牵涉到观察者的问题——参考系问题。光学是电磁学的一部分，所以这个问题也可表达成“光的传播与参考系统有什么关系”。迈克耳孙－莫雷实验表明惯性系中真空>光速为不变量。这样一来，也就肯定了在惯性系统>中电磁学遵循同一规律。这实际上导致了后来的爱因斯坦>狭义相对论。狭义相对论基本上是电磁学的进一步发展和推广。迈克耳孙－莫雷实验在19世纪还没能解释清楚，这是19世纪遗留的一个重要问题。

1、磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质（吸铁性）。

2、磁体定义：具有磁性的物质。

分类：永磁体分为 天然磁体、人造磁体。

3、磁极定义：磁体上磁性最强的部分叫磁极。（磁体两端最强中间最弱。）

种类：水平面自由转动的磁体，指南的磁极叫南极（S），指北的磁极叫北极（N）。

作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

说明：最早的指南针>叫司南 。一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在两个磁极。司南是把天然磁石琢磨成勺子的形状，放在一个水平光滑的“地盘”上制成的，静止时它的长柄指向南方。

4、磁化： ① 定义：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。

磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分间形成 异名磁极，异名磁极相互吸引的结果。

②钢和软铁的磁化：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢 ，制造电磁铁>的铁芯使用软铁。

5、物体是否具有磁性的判断方法：①根据磁体的吸铁性判断。②根据磁体的指向性>判断。③根据磁体相互作用规律判断。④根据磁极的磁性最强判断。

练习：☆磁性材料在现代生活中已经得到广泛应用，音像磁带、计算机软盘上的磁性材料就具有硬磁性。（ 填“软”和“硬”）

☆ 磁悬浮列车底部装有用超导体线圈饶制的电磁体>，利用磁体之间的相互作用，使列车悬浮在轨道的上方以提高运行速度，这种相互作用是指：同名磁极的相互排斥作用，和异名磁极的相互吸引作用。

☆放在条形磁铁南极附近的一根铁棒被磁化后，靠近磁铁南极的一端是磁北极>。

☆用磁铁的N极在钢针上沿同一方向摩擦几次 。

钢针被磁化那么钢针的右端被磁化成 S极。

6.发现者:第一位发现的是丹麦>科学家奥斯特

1、定义：磁体周围存在着的物质，它是一种看不见、摸不着的特殊物质。

磁场看不见、摸不着我们可以根据它所产生的作用来认识它。这里使用的是转换法。通过电流的效应认识电流也运用了这种方法。

2、基本性质：磁场对放入其中的磁体产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。

3、方向规定：在磁场中的某一点，小磁针北极静止时所指的方向（小磁针北极所受磁力的方向）就是该点磁场的方向。

4、磁感应线：

①定义：在磁场中画一些有方向的曲线>。任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致。

②方向：磁体周围的磁感线>都是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。

③典型磁感线：

④说明：A、磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的。但磁场客观存在。

B、用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法。

C、磁感线是封闭的曲线。

D、磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的。

E、磁感线不相交。

F、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。

5、磁极受力：在磁场中的某点，北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致，南极所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反。

6、电流的磁场：

①奥斯特实验：通电导线的周围存在磁场，称为电流的磁效应>。该现象在1820年被丹麦的物理学家>奥斯特发现。该现象说明：通电导线的周围存在磁场，且磁场与电流的方向有关。

②通电螺线管>的磁场：通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场一样。其两端的极性跟电流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断

① 定义：在地球周围的空间里存在的磁场>，磁针指南北是因为受到地磁场>的作用。

② 磁极>：地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极>在地理的北极附近。且地磁场磁极与地理两极并没有互相重合，存在磁偏角。

③ 磁偏角>：首先由我国宋代的沈括>发现。并在《梦溪笔谈>》中提到。磁针的北极指示地理位置的北方和地磁的南方，磁针的南极指示地理位置的南方和地磁的北方 。

④形状：跟条形磁体的磁场很相似。

1.磁现象

异名相吸同名排(斥)，常见磁体靠磁化。

2.磁场

磁场方向有规定，磁针静止北极指。

磁体外部磁感线，北极(N)出发回南极(S)。

地球周围地磁场，沈括发现磁偏角。

3.电生磁

电流周围有磁场，证明丹麦奥斯特。

通电螺管磁极判，安培定则伸右手。

四指沿着电流走，旋转方向不能反。

大拇所指为N极，掌切所标为S.

4.电磁铁

螺管磁性强弱定，电流匝数插铁芯。

带有铁芯螺线管，通常叫做电磁铁。

开关控制磁有无，电流控制磁强弱。

5.电动机

通电线圈磁场中，受力作用会转动。

定子不动转子转，持续转动换向器。

控制方便效率高，电能转化机械能。

6.磁生电

电磁感应法拉第，磁生电要闭电路。

部分导体切磁线，感应电流线中有。

方向改变交流电，机械能化为电能。

参考资料

1．  >2013年初二物理学习方法总结：电与磁 > ．中考网 [引用日期2012-09-19] ．

以上只是对电与磁的宏观描述，那么电与磁的微观实际应当如何描述呢？

我们知道在宇宙空间中存在着大量的光子（电磁微粒子），我们还知道光子围绕电子做高速旋转（自由光子除外）。现在我们可以用水比喻空间中的自由光子，用水泵的桨叶比喻电子和围绕着电子做高速旋转的光子。水泵在电流的驱动下桨叶高速运动，就带动了水的流动形成水流。那么同样道理，电子在电压的驱动下就会产生电流，这样由电子和围绕着电子做高速旋转的光子组成的量子水泵叶片，就会驱动着空间中光子形成高速光子（电磁微粒子）流。于是就产生了磁场。