磁场强弱,指的是磁场周围的磁场大小。

简述

凡是有质量的物体都有磁场,小到原子核(表面磁场约10^12T),大到黑洞,都有强大的磁场;物体所具有的能量越大磁性就越强,能量越低磁性越弱;密度越大磁场强度越强,密度越小磁场强度越弱。

质量

根据广义相对论,光通过质量大的恒星表面时光线会发生偏折,也就是说从遥远的恒星上发出的光,由于相距较远,当这些光从黑洞表面穿过时,光线又会在远处重新汇聚成一个点,称为引力透镜效应。这是因为光从恒星表面发出在近处看是平行的,而到了远处看光却变成了一个点。如同你在地球上感觉太阳光是平行的,而当你到了天王星上太阳光便显得很微弱。当光通过大质量恒星的表面时,由于在强磁场的作用下改变了光子的运动状态,如同带电粒子在磁场中受到的洛仑兹力,只改变粒子运动状态而不对粒子做功,光也是一种粒子,也有同样的现象。

能量

有质能方程E=mc^2(m 质量,c 光速)与E=hν(h 普朗克常数,ν 频率)可求出光子的相对论质量。

在一个特殊的条件下:

mc^2=hν

m=hν/c^2

光色波长(10^-9)m频率(10^14)Hz质量(10^-36)kg
红外线300000~7600.001~3.90.0007362~2.87118
760~6303.9~4.82.87118~3.53376
630~6004.8~5.03.53376~3.681
600~5705.0~5.33.681~3.90186
绿570~5005.3~6.03.90186~4.4172
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光是一种很小的粒子,具有波动性,而波动性的产生,是因为空间中存在着电磁场。

当光在磁场强度相同的空间中传播时,由上表可知:不同颜色的光子的振动频率不同,而不同颜色的光子的质量是不同的。磁场对不同质量的光子的频率一定,则光子的质量就可以确定。

根据E=mc^2可知:能量和质量可以相互转化。能量越高质量就越大,也就是说物质所含有的质量越大能量就越高。光子就是一个同时拥有质量和能量的粒子,光子的波动性可以说明电磁场周期变化很快,在能量高的地方磁场就强,在能量低的地方磁场就弱。

密度

光子的体积不变,质量大的光子密度一定大。当光子在密度较大的空间中传播时,由于光子的能量不增加,而光子的频率增大,会使光子的传播速度减慢,密度越大的空间磁场越强,密度越小的空间磁场越弱。

综上所述:磁场的强弱是由能量、质量、空间的密度共同决定的,能量高的磁场就强,在能量低的地方磁场就弱;质量越大磁场越强,质量越小磁场越弱;密度越大的空间磁场越强,密度越小的空间磁场越弱。由此可以判断地球的磁场,在地球上由于重力分异及自转引起的昼夜交替使质量、能量、空间密度分布不均,所以在地球上两极磁场较强,赤道磁场较弱,正对太阳的一面磁场强,背对太阳的一面磁场弱,此外空间的密度不均而引起的磁感线不规则分布。