磁場是如何造成

磁是物質間相互吸引或排斥的一種物理現象。常見的磁性物質是鐵和磁石，以及某些鋼鐵類。雖然一般物質並不具有磁性，然而在磁場中的物質仍會受到輕微磁力的作用，但一般必須用特殊儀器才能測得。

磁力是由於電荷運動所產生的基本力。馬克士威爾方程組描述了這種力的來源及其行為定律（另參考Biot-Savart Law）。當電荷或帶電物體在運動狀態下將產生磁。例如「電磁感應」是電子在電路中移動時具有的現象；而「永久磁鐵」是電子中的次原子固定的自旋運動所造成的現象。

對磁性的認識和利用簡史



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一根磁鐵吸引紙上的小鐵屑而繪出磁力線
根據歷史的記載，早在孔子時代，中國人就已經知道利用磁石來辨別方向。在漢武帝的時候，欒大首先製造棋子形的磁鐵，當作宮廷中的玩具。以後的人，用鋼針摩擦磁石，或者加熱鋼針，一直到通紅以後，再把兩頭順著南北方向，浸入冷水中。這兩種方法，都能使鋼針變成磁針。這是人造磁鐵的開始。歐洲人也使用相同方法製造磁鐵，不過，比中國遲了四百多年，現代的磁鐵，大都是用通電流的線圈，感應製成的，磁性比天然磁石強上很多倍。


中國人被認為是最早利用磁性的，他們早在4000年前就開始利用天然磁石製成指南針來指示方向。
1600年，英國人吉爾伯特（William Gilbert） 發表了《De Magnete》 (論磁)，首次提出了地磁場的概念，並認為可以利用磁針的縱向偏移來測定緯度。
1777年，法國人庫侖（Charles Coulomb）首次發現了磁吸力與斥力均遵循平方反比律。
1820年，丹麥人奧斯特（Hans Christain Oersted）首次利用電流得到磁場，這也是人類歷史上第一次使用非天然磁石來產生磁場。
1826年，法國人安培（Andre-Marie Ampere ）以分子電流假說為基礎，最早提出了關於磁性介質的理論。
1831年，英國人法拉第（Michael Faraday）發現磁能生電，並製成發電機和電動機。
1834年，英國人麥克斯韋（James Clerk Maxwell）統一電磁理論，提出著名的麥克斯韋方程組。這一方程組是整個經典電動力學理論的基礎。
1878年，英國人奧爾柏林·史密斯（Oberlin Smith）於雜誌 《Electric World》上發表文章，首次闡述了磁性記錄儀器。不久後於1898年，第一個磁性記錄儀器真正誕生——這是現代硬碟和其他磁存儲技術的鼻祖。
19世紀後半期，居裡兄弟提出了關於鐵磁性和順磁性的著名的居裡定律。
20世紀初期，對於順磁性和鐵磁性都發展了相應的系統理論——郎之萬理論和外斯理論。
從20世紀至今，磁存儲技術迅速發展，巨磁阻現象和垂直寫入技術仍是目前磁學領域的最尖端課題。



磁石的特性
磁石很「性格「，磁鐵也有相同的性質。這種性質就叫做「磁性」。 磁性除了能吸引鐵之外，還包括下列各種特性：


磁鐵都有兩個磁極，是磁性最強的部份。
條形磁鐵的兩個磁極，就是它的兩端。
把條形磁鐵的中點用細線懸掛起來，靜止的時候，它的兩端各指向南方和北方，指南的一端叫指南極（或S極），指北的一端叫指北極（或N極）。
每個磁鐵都有S極和N極。
兩個磁鐵互相靠近時，同名的磁極會相排斥，異名的磁極會相吸引。
磁偶極
一般來說，磁場被視為具有雙極性（或稱磁偶極），也就是具有南極和北極。這種稱呼是來自於古代使用的羅盤，而羅盤是由盤上的磁針與地球磁場的相互吸引才能正確指出南北方向的。

磁場具有勢能，而能量愈低者在物理系統中愈穩定。亦即當磁偶極置放於磁場中時，其極性將會與磁場的極性相對，使得其所受的「淨磁力」與「存儲能」能夠降到最低。舉例來說，兩個棒狀的磁鐵通常會順著彼此的南北極排列，而使得淨磁場降低為零，並且將會有一股斥力阻止其重新轉向。使其重新轉向所需的能量則儲存在其磁場中，所需要的力則是個別磁鐵的兩倍。


磁鐵的種類
電磁鐵

電磁鐵是種被普遍應用的磁鐵，因為我們可以容易地將它的磁性啟動或是消除；例如：大型起重機利用電磁鐵將廢棄車輛抬起。

當一條導線內部通有電流時，會在周圍的空間中，根據"右手定則"建立磁場。若將右手掌張開當做模型，拇指所指的是導線上電流的流動方向——由正極流往負極("慣用的電流流向"，與實際的電子流動方向相反)。再將拇指以外的四指握成拳頭狀，他們代表著包覆在導線外的磁場方向：由手指根部順著手指，指往手指尖端的方向。 我們也可以用另一種幾何圖形來理解：在一個環形或是螺旋線圈狀的導線裡，電流將沿著導線以畫圓圈的方式通過，所以，按照先前所說的"右手定則"，當電流通過一個圓圈中的每一小塊圓弧時，位於圓心的磁場方向都會指向同一方；現在我們假設電流是沿著一個鐘面逆時針流動，有一個人面對鐘面，站在正前方，則這一圈電流在圓心所產生的磁場方向是"由圓心垂直指向這個人"。這種環形電流會產生磁偶極，其強度將視圓環上的電流量，或是螺旋線圈的圈數乘上電流量的值而定。 In the case of such a loop, if the fingers of the right hand are directed in the direction of conventional current flow (i.e. positive to negative, the opposite...... direction to the actual flow of electrons), the thumb will point in the direction corresponding to the North pole of the dipole.

由以前一味識抄的小學,變到識寫返來源lu

磁是物質間相互吸引或排斥的一種物理現象。常見的磁性物質是鐵和磁石，以及某些鋼鐵類。雖然一般物質並不具有磁性，然而在磁場中的物質仍會受到輕微磁力的作用，但一般必須用特殊儀器才能測得。

磁力是由於電荷運動所產生的基本力。馬克士威爾方程組描述了這種力的來源及其行為定律（另參考Biot-Savart Law）。當電荷或帶電物體在運動狀態下將產生磁。例如「電磁感應」是電子在電路中移動時具有的現象；而「永久磁鐵」是電子中的次原子固定的自旋運動所造成的現象。

磁場之定義為磁力作用的空間，即在此範圍內能與其他的磁性物質相互作用。磁場強度H，亦稱為磁化力，即單位正極在磁場內所受力的大小，單位為奧斯特(Oersted)，一奧斯特相當作用於一單位磁極產生一達因(Dyne)作用力的磁場強度，另外也有以安培．匝/米表之。
　　正如以電力線來表示電場的方向與大小，我們以磁力線來描繪磁場。磁力線為單位磁分子在磁場中受磁力運動之軌跡，一條磁力線稱為一馬克斯威爾(Maxwell)，其具有下列特性:
(1)磁力線為封閉曲線，在磁鐵內由S極往N極，磁鐵外由N極歸向S極。
(2)磁力線不相交，互相排斥。
(3)線上某點的切線方向，即為該點的磁場方向。
(4)磁力線愈密處，磁場強度愈大。
(5)磁力線必尋求最低磁阻的路徑。

「場」是什麼？

　　凡是有電流的地方，它的周圍一定環繞著磁場，而在這個磁場的周圍又環繞著電場。電流是電子的流動，也可以是離子的流動；離子是帶陽電或陰電的原子或分子，電子則永遠帶陰電。而「場」則是代表能量或物質的一種時、空分布狀態；河川中的水紋表示水流(物質)分布的不均勻狀態，而電場或磁場則代表電能或磁能的分布狀態，雖然肉眼看不見，但是我們藉由鐵屑可以使磁場現形(當然也可以用磁針或儀器去探測)。在這裡不妨讓聰明讀者猜猜看，臉上的笑紋該是什麼「場？」

人體磁場

　　人體細胞中充滿了電解質、或帶電的離子與分子。因此，細胞是個小「離子包」，人體則是一個大離子包。這些帶電的原子、分子在人體正常體溫下，無時無刻不在動，也就是隨時都在來電，產生電流。人體中的電流以離子(電)流主。神經傳導靠電流，肌肉動作靠電流，心臟跳動靠電流，大腦思維(或神經)活動也靠電流。不僅如此，依據最新研究指出，受精卵的分裂、胚胎的發育、組織的萌芽等，也都靠各種內生離子(電)流，如鈣離子流、氫離子流，還有血液中的各種離子流，細胞代謝所產生的離子流等等。總之，人體中充滿了各種離子電流。有電流就有磁場，這便是「人體磁場」的由來。

　　人人都知道。地球是個大磁鐵，那麼它的磁場是從那兒來的呢？它同樣也是從電流產生的。不過，這個電流隱藏在地心深處。它也是一種離子(電)流，是地心中岩漿物質在極高溫度下融溶了以後所形成的帶電的物質流(俗稱電漿，其中有各種帶陰電、陽電的離子；也好比血漿(液)，裡面也充滿了各種帶電的營養顆粒)。地心中的這種電漿隨著地球由西向東自轉，形成了一股巨大的電流洪流，這股巨大的帶電環流乃產生了如現今近南北向的地球大磁場(其平均磁場強度約為0.5高斯)，這便是「地球磁場」的由來。由於地球自轉的軌道面與繞太陽公轉的軌道面並非一致，因此，地磁的南北極軸與地理的南、北極軸約差11.5度。

　　現在，我們從地球往外看，看看太陽、宇宙中是否也有磁場。太陽是個大火球，跟地球中心一樣，它自轉時，也會產生磁場，即為太陽磁場(其平均磁場強度為20高斯，是地球的40倍)。太陽光與熱的來源是一種熱核子融合反應，是氫核在極高溫融合成氦核時所產生的。氫原子彈便是模倣太陽的熱核子反應研究出來的。在太陽高溫的熱核子融合過程中，從它的內部也會迸發出大量帶電的離子物質，而在太陽大氣中形成一股股局部環流，由於它的溫度較周圍光層為低，故俗稱「太陽黑子」o事實上，太陽黑子便是太陽大氣中的風暴，可以比擬作地球大氣中的颱風。由於這些更為巨大的局部離子環流的流動乃產生了「太陽磁暴」，其強廣有時可高達4000高斯。遠比太陽這個火球因自轉所產生的平均磁場強度的20高斯為高。

宇宙磁場

　　當太陽發生黑子或磁暴時，會把大量的高能帶電粒子順著磁力線吹向太空，故稱為「太陽風」(如圖二)。由於磁力線常會「熱凍」在高溫的帶電位子上而同時漂向太空，這便是星際或「宇宙(漂浮)磁場」的由來。當太陽風吹到地球外的太空時，將遭遇地球磁場的橫向阻擋而無法穿越，乃形成「地球磁暴」(其中少數粒子沿著地球磁力線偶而會進入南北兩極區上空，當這些高能帶電粒子與極區上空大氣分子碰撞時，便發生了五光十色的極光(如圖一))。當這種強力地球磁暴發生時，可以便地磁的瞬間強度突然增加50%以上(地磁平均強度約為0.5高斯)，對人類及地球生物的行為都會產生重大影響(細節容另文再述)。以下試舉一特例說朗其嚴重的程度。

心磁圖與腦磁圖

　　現在，再回過頭來看看在我們人體中，神經的傳導有電流，肌肉動作靠電流，心臟跳動與大腦活動都會產生電流。因此，我們可以利用電流或電位把心電圖、腦電圖(腦波圖)或肌電圖測繪出來，試看它們的生理功能是否正常。由於有電流就有磁場，同樣的我們也可以利用磁場來測繪心磁圖或腦磁圖。由於磁場可以毫無阻礙的穿透人體組織(電場則否)，因此，未來上市的心磁圖與腦磁圖會比心電圖與腦電圖來得更準確。

2007-06-17 11:58:44 補充：
「人體磁場」 裏有說磁場是如何造成 的。