什么是磁场力?(a magnetic field force?)

磁场力是指磁场通过带电粒子(如分子)时对其施加或作用的效果。只要磁铁附近有带电分子,或者电流通过电线或线圈,这些力就会存在。由于粒子对磁场的反应方式,磁场力可以用来驱动电机,并分析材料的化学结构
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Bar magnet with iron filings to illustrate the magnetic field.

磁场力是指磁场通过带电粒子(如分子)时对其施加或作用的效果。只要磁铁附近有带电分子,或者电流通过电线或线圈,这些力就会存在。由于粒子对磁场的反应方式,磁场力可以用来驱动电机,并分析材料的化学结构

The Earth has a planetary magnetic field.

当电流通过导线时,电子流会产生磁场,产生一种可以作用于其他材料的力。磁场力的一个常见例子是电动机,它使用一个绕着线的移动转子,周围环绕着一个带附加线圈的定子。当电流施加到定子线圈上时,它们会产生磁场,磁场的力会产生移动转子的扭矩

磁场力的方向可以用右手法则来描述。一个人可以将拇指、食指或第一指和第二指指向三个不同的方向,通常称为x轴、y轴和z轴。每个手指和大拇指应该相互成90度角,因此如果一个人的食指向上,第二个手指指向左边,大拇指直接指向这个人。

使用这种手指排列,每个手指将显示电流(食指)、磁场(第二个手指)和产生的磁场力(拇指)的方向。当手的四个手指朝手掌方向卷曲时,这显示磁场的方向,而拇指仍然指示力的方向。对于学习磁场的学生来说,使用右手法则是一种简单的方法,可以看到电流和由此产生的力的影响。。

磁场在实验室中对材料分析非常有用。如果一种材料需要被识别,或分解成其分子成分,样品可以被电离,从而使材料变成带正电荷或负电荷的气体。然后,这种电离气体通过强磁场,并进入收集区。

试样中每个电离粒子的质量或重量对磁场力的响应不同,粒子从直线方向轻微弯曲。一个收集装置记录每个粒子撞击探测器的位置,计算机软件可以通过分子与磁场的相互作用来识别分子。使用这种技术的一种设备叫做质谱仪,广泛用于帮助识别未知物质

另一种利用磁场引起电离物质变化的方法是粒子加速器。在20世纪末,当时建造的最大的粒子加速器位于瑞士和法国边境,在一个大环路中,加速器位于地下17英里(27公里)的深处。该设备利用磁场力快速加速带电粒子进入回路,在回路中附加磁场继续加速或加速带电粒子
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当高速粒子围绕着大型收集器旋转时,它们被其他磁场控制装置控制,并与其他物质发生碰撞。该设备用于测试类似于太阳或其他恒星的高能碰撞,以及核反应期间的高能碰撞。地下的位置被用来防止来自太空的粒子干扰测试结果,因为加速器上方的岩层吸收了高速能量和离子。

  • 发表于 2022-02-10 21:19
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  • 分类:科学

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