指南针是什么原理?( 二 )


如果这个螺线管只有一圈,就变成了通电圆环,它的磁场也类似于条形磁铁,判定方法还是右手螺旋定则 。
法国物理学家安培最早对这个问题形成了清晰的认识,所以右手螺旋定则也称为安培定则 。
安培分子电流假说
安培详细研究了各种通电导体的磁场,并提出了导线中电流与其产生磁场之间的定量关系,即安培定律 。后来,著作《关于电动力学现象之数学理论的回忆录》出版,电动力学作为一个新名词登上了科学的舞台 。
安培不满足于研究电流的磁场,他进一步思考:既然各种电流都产生相应的磁场,那么永磁体——例如磁铁, 它的磁场是如何产生的呢?
安培产生了一个大胆的想法:也许磁体内部也有电流,是这些电流形成了磁体的磁场 。这就是著名的安培分子电流假说 。
安培认为:在磁体内部可能存在着很小的环形电流, 称为分子电流 。每个分子电流都有N极和S极 。如果这些分子电流的取向是杂乱无章的,那么磁场彼此抵消,宏观上就没有磁性 。但是如果在外界磁场的作用下,分子电流的取向变得大致相同,那么宏观上就表现出磁场,两段形成磁极 。
在安培的时代,人们并不清楚组成物质的原子是什么样的,更不知道原子里面有原子核和电子,所以安培的这种说法只能 停留在“假说”阶段 。现在的科学界认为,电子围绕原子核的运动和电子的自旋具有磁场,安培分子电流假说是具有一定正确性的 。
既然磁体的磁场也是由于电流产生的,人们总结出一个结论:一切磁现象都是由于电流产生的,或者叫一切磁现象都有电本质 。
地球磁场那么,地球的磁场究竟是什么原因产生的呢?对于这个问题,科学界还没有统一的认识 。有人认为,在地球内部的岩浆流动会造成电流,产生地磁场;也有人认为在大气中存在电荷,大气运动会造成电流,产生磁场 。但无论如何,地球的磁场也一定是由于电流产生的 。
【指南针是什么原理?】其实,地球磁场并不是一成不变的,地磁南北两极每时每刻都在缓慢移动,而且在历史行地球磁场的南北极调换过多次,上一次调换是在78万年前 。地磁场对生命有重要意义,例如它可以防止太阳风中的各种射线直接射向地球表面,从而保护地球的生命 。一些生物可能需要磁场进行导航 。如果磁场发生巨大变化,那么一定会对生物产生巨大的影响,甚至能造成生物的大灭绝呢 。


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