近代物理早已证明,磁场与电场一样,都是一种特殊物质。虽然它们看不见摸不着,但它们都既能表现力的性质又能表现能的性质。电场力的性质可由电场强度(E)这个物质量完全描述;而磁场力的性质既可以用磁感应强度(B)这个物理量来描述,也可以用磁场强度(H)这个物理量来描述。在普通物理电磁学中,磁感应强度和磁场强度又同时出现,同时采用。为什么同一磁场的同一性质可用两种名称不同的物理量来描述?磁感应强度与磁场强度有什么不同,又有什么联系?又如,磁感应强度B和磁场强度H,到底哪一个是描述磁场的主要量?哪一个是辅助量?也曾议论纷纷,难以定论。这里我们只能对磁感应强度与磁场强度作一粗浅讨论。
不管怎样,磁感应强度B(以下简称B)与磁场强度H(以下简称H)是两个不尽相同的物理概念。这可从它们各自的意义看出。
磁感应强度B的常见定义有两种。
(1)用磁场对运动电荷作用力的性质来描述磁场。当运动电荷
(2)用电流元在磁场中受力特性来描述磁场。当我们把检验电流元
总之不管是按第一种方法定义,还是按第二种方法定义磁感应强度B,结果是一致的。磁场中某一点B的方向实际上都是小磁针的北极在该点稳定时所指示的方向。
磁场强度H也有两种定义方法。
(1)用磁场对“磁荷”的作用特性来描述磁场。1785年库仑仿照研究电场的方法,确立了磁库仑定律:两磁荷间引力和斥力大小与它们的磁荷强度乘积成正比,与它们之间的距离平方成反比,即
F为试验磁荷
(2)把H作为B的一个辅助量来描述磁场。在磁介质中,若一点的磁感应强度为B(实为传导电流激发的磁感应强度和磁介质磁化而产生的磁化电流激发的磁感应强度的矢量和),磁化强度为M,则定义该点的磁场强度为:
对各向同性非铁磁质而言,因
以上我们虽然并没有对B和H作深入细致的讨论,但从上面B和H的定义已足以看出,磁感应强度和磁场强度的内涵不同,确实是两个不同的物理概念,尽管它们都是描述磁场强弱的物理量。
另外,磁感应强度的单位是特斯拉,1特斯拉=1牛顿/安培·米,而磁场强度的单位是安培/米。
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