磁场产生和磁化原理

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导读:前言 今日世界,军事工业的武装及科研项目在竞技中技能提高都注重发展电磁技术,可是,在电磁武装的科研工程上,不论研究各种项目,所依托的电磁理论,都是前两个世纪被认定的构想性电磁物理定义。用这样的理论指导军工科研事业,虽然可以取得一些成果,但只能是低级的,不能向高层次突破。前人的构想性电磁物理定义表现为两种:一种是安培的分子电流磁构想;另一种是麦克斯韦的电磁场方程组构想。因为这两种电磁场的构想性理论与两个电磁场的物理实际都不相符,所以,用这样的理论指导军工科研事业不能实现飞跃。 构想性电磁

前言


今日世界,军事工业的武装及科研项目在竞技中技能提高都注重发展电磁技术,可是,在电磁武装的科研工程上,不论研究各种项目,所依托的电磁理论,都是前两个世纪被认定的构想性电磁物理定义。用这样的理论指导军工科研事业,虽然可以取得一些成果,但只能是低级的,不能向高层次突破。前人的构想性电磁物理定义表现为两种:一种是安培的分子电流磁构想;另一种是麦克斯韦的电磁场方程组构想。因为这两种电磁场的构想性理论与两个电磁场的物理实际都不相符,所以,用这样的理论指导军工科研事业不能实现飞跃。

构想性电磁物理定义中掩盖一个本质错误:他们模糊了大自然中的电物质。大自然中的电物质实际是两种:一种是以自由形式表现的可变性电物质,譬如云层中的雷电及运动物中产生的静电;另一种是以固定形式表现的不变性电物质,安培的分子电流磁构想和麦克斯韦电磁场方程组构想中的电子都属于这种物质。指导电磁武装科研工程虽然都是以固定形式表现的不变性电物质之磁理论,但所使用电荷却都是以自由形式表现的可变性电物质。因为军工科研工程中存在这样的误差,所以,很难有重大突破。

本文的物理思想明确两点:一,磁场是在电荷对立中产生,不是在在电流中产生;二,电荷为两种,两个世纪以来,世界一直在延用西方按自由电发明的生产工艺使用应用电荷,人类要想从能源危机的困境中解脱,只有从自由电生产工艺的使用习惯上转型,改变为使用以固定形式表现不变性电荷习惯的一条路,中国的军工事业要想在动荡的世界风云中占领前沿阵地,就必需实现这个转型,而要实现这个转型,首先是正确认识两类电荷和它们的磁场产生与磁化原理。

一、磁场在电荷对立中产生

1、在奥斯特实验中深入探索电磁理性


在物理学,对磁场产生原理的认识表现模糊,使磁场概念的观念形态不规范。磁起源于电的物理性虽然被揭示,但它究竟是电粒子的微分子物质还是有别于电的磁物质?前人没给出定义,造成这种现状的原因是,先驱对磁起源于电的磁场产生原理未分清,使“磁起源于电”的概念在意识中形成磁场产生于电流的观念形态。因此,尽管时光流逝,直到现在,对磁场产生原理,仍是按现象的表面形式理解,不能深入到物质的内在关系中认识它。

现代物理学虽然看出磁场起源于电,但对它是怎样在电物质中生成的理性仍未分清,却因有安培的分子电流磁构想理论在先,使后者很少有人涉足查询,只能守旧地抱定这个不成熟理论认识磁场。因为在思想领域出现这种状况,给物理学理论研究造成的环境不健康,所以,今人应当把磁与电关系的本质看清,找到磁是怎样产生于电的内在规则,解开电磁场的物理之谜。

前两个世纪,法国物理学家安培提出分子电流磁构想的理论,他认为:磁起源于电。安培依据这个理性设想:原子、分子或它们构成的原子团、分子团微粒内部,存在一种环形电流,分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极,这两个磁极跟分子电流不可分割地联系在一起。现代电磁学是在这种构想基础上圆润,认为:分子电流是由原子中的电子,一方面绕核运行,另一方面自转引起的;但是,铁磁物质的磁单位,是很多分子电流组成的磁性区域,这种天然的磁性区域叫做磁畴;在每个磁畴内,各分子电流的磁场方向一致,因而具有一定磁性;通常,这些磁畴任意取向,故磁性相互抵消,对外不能显示磁作用力;但是在外磁场作用下,铁磁物质的磁畴方向都会转到与外磁场基本一致的方向,产生磁化性质。从这样的理念中可以看出,后人一直在延用安培的分子电流磁构想理性来解释磁现象。时间虽然以世纪相隔,但是这种以构想方式抬出的理论,至今仍未被实验验证是否为真理。在奥斯特实验基础上试验看到三种物理现象,对表现的三种现象分析,其中的内在理性与分子电流磁构想理性相悖,故将其理性提出,供大家讨论。

其一,在奥斯特实验基础上试验,用一根导线沿南北方向迂回置于电池南方,把它接在正、负极电柱上,通电后,导线中间生出一个界分正负荷对立的限度。对这个限度的认定可从磁效果中观察到:将指北针平放载有正荷的导线下面,形成正荷在南方与北方负荷对立,它的磁场展开时,S极在导体西侧、N极在导体东侧,因有这种形式磁场作用指北针,使其N极磁针指西,S极磁针指东;将指北针平放载有负荷的导线下面,形成负荷在南方与北方正荷对立,它的磁场展开时,S极在导体东侧、N极在导体西侧,因有这种形式磁场作用指北针,使其N极磁针指东,S极磁针指西。将导线调换方位,沿南北方向迂回置于电池北方,把它接在正、负极电柱上,通电后,导线中间仍现出一个界分正负荷对立的限度。对这个限度认定亦可从磁效果中观察到:将指北针平放载有正荷的导线下面,形成正荷在北方与南方负荷对立,它的磁场展开时,S极在导体东侧、N极在导体西侧,因有这种形式磁场作用指北针,使其N极磁针指东,S极磁针指西;将指北针平放载有负荷的导线下面,形成负荷在北方与南方正荷对立,它的磁场展开时,S极在导体西侧、N极在导体东侧,因有这种形式磁场作用指北针,使其N极磁针指西,S极磁针指东。这个实验效果证明,导体外磁场是依正、负荷对立关系,以两个相反方向的磁极形式表现。

在奥斯特实验基础上试验,虽然展示着磁场在电荷对立中产生的物理性,可是,按照这样的电磁理性对广义磁场观察,看到的却是两种:一种是具有稳定性质的磁场;一种是具有可变性质的磁场。对两个磁场种类分析,它们在电场对立中产生自身物性时所依附的电荷是两类:一类是应用电荷;另一类是原子和由原子衍生的基础电荷。两类电荷之间存在电物质的本质差别。

1820年奥斯特实验证明,在电感应中产生磁。1831年法拉第实验证明,在磁感应中产生电。这样的电磁关系被发现后,人类对电磁理性虽然有了基本认识,但在这种认识中,无论是电感应产生磁还是磁感应产生电的理性,都是从应用电荷所作实验中看到,它产生于应用电荷的活性特点;可是,原子和原子衍生的基础电荷电与磁场却表现准性。按照磁场在电荷对立中产生的物理性观察两种电荷的磁场,因为它们所依载体—电物质性质不同,所以,磁场在不同电荷的不同对立方式中表现出不同形式的内在规则。

基础电荷是以原子的正负荷对立方式,按电场对立、磁场相斥依存载体的方式支持。因为这种形式电荷中正电子被质子关闭,电子既不能与其发生交变关系,又被异性电场关系中的引力束缚,所以,基础电荷在依存中表现:正负荷以对偶方式对立,在电场对立中产生准性磁场特点,由于基础电荷对立具有准性,使依赖电场对立关系产生的磁场能够按基础电荷准性支持磁场稳定。

应用电荷虽然也按正负荷对立方式在依存中支持,但是它表现自由电荷特性,因为这种形式电荷能够居原子外活动,依赖导体支持,它们在导体内虽然靠基础物质的电性支持,但是一旦条件适当就可发生交变,所以,应用电荷表现活性。由于应用电荷与自由电荷电性相同,使它们表现出自由电荷属性。正因为应用电荷有依赖导体支持的活性特点,只在人为条件下发生对立关系,才使这种电荷的磁场按活性特点衍生不稳定性。

对这个实验中产生的磁场观察,可以确认,磁是依赖电荷在对立中产生的微分子场,并可看清,传统的电磁理论存在一个误区:认为磁场在电流中产生的构想理性偏离磁场在电荷对立中产生的自然法则。上面实验证明:导体内电荷的磁场不是在电流中产生,而是在电荷对立中产生;并且,正负荷在对立中双方产生磁场的同时产生磁化效果。这个实验还证明,正负荷在对立中产生磁场时遵守这样的规则:将手掌中五指伸直,四指并拢,与拇指呈现90度,拇指指向表示对立电场方向,手根表示磁场S极,四指指向表示磁场N极;正荷在电场对立中产生磁场和磁化效果时遵守左手定则;负荷在电场对立中产生磁场和磁化效果时遵守右手定则。由此可见,电荷依赖的电场对立条件和环境,是制约磁起源于电的内在规则。从上面实验中还可看到这样的磁性:异性电荷在对立中发生电场关系时,正负荷是通过电场感应发生对立关系;正荷在电场感应中对立,它的磁场按N极居导体右侧,S极居导体左侧规则展开;负荷在电场感应中对立,它的磁场按N极在导体左侧,S极在导体右侧规则展开;将导线调换方位,实际是改变视角,其实质,改变视角后正负荷在电场对立中产生磁场的规则不变。

其二,在奥斯特实验基础上试验,还隐藏另一种性质。这种性质仍可从电磁关系中看到:将导线沿南北方向接在蓄电池正、负极电柱上,把指北针平放导线下面,给导体通电,只要在导线上添加放电装置,正负极双方电荷形成电流,电荷在流动状态,导体周围不产生磁场。这种物理性可从导线下磁针指南北方向不变中看到。只有撤掉导线上放电装置,正负极双方电荷形成感应性对立电势,给导线内电荷创造通过电场发生对立关系的条件,导体周围才能出现磁场;这种物理性现于,撤掉放电装置后,导线下磁针即刻改变指南北方向为东西。

这个实验表现的电磁特性揭示一个内在规则:正负荷在导体内是通过发生交变关系形成电流,电荷在流动状态不产生磁场,它们在导体内,只有通过电场感应发生对立关系,才能产生磁场;区别正负荷是处于电流还是对立状态的条件,就在于导体上有无放电装置。实验表现的电磁特性证明,磁场依附电荷遵守两个原则:一、它们载体内正负荷在对流状态, N、S极于电荷两翼闭合,磁性消失;二、它们载体内正负荷在对立状态, N、S极于电荷两翼展开,现出磁性。两种特性成于这样的内在关系:正负荷发生交变时补充电荷形成电流,而磁场是电荷的微分子物质,在电流中表现闭合性;正负荷通过电场实现对立,双方电荷依赖电场感应发生对立关系时共同产生磁场。

通过这个实验可以看出,在磁起源于电概念的内涵中,隐藏着电荷流动、磁场闭合,电场对立、磁场相斥的物理性。这种物理性与安培的分子电流磁构想理性相悖。以这个物理性为镜,对导体中电荷观察,表现这样的内在规则:不论正负荷,只要在导线中形成电流,导体周围就不表现磁场;它们在导体中只有通过电场感应发生对立关系,才能使导体周围产生磁场。分清磁起源于电的表面形式下暗藏这样的内在规则后,可以拨开迷漫在物理学中磁场产生原理的迷雾,不仅能分清磁是怎样在电关系中产生,并可扭转意识中电流产生磁场的错误观念,形成磁场不是产生于电流,而是产生于电荷对立的电磁观。这种电磁观在认识电磁理性上展现一条途径:观察磁场时,只有把着眼点从电流生磁观上转向,转到电荷的电场对立观上来观察,才能看清磁起源于电的实质。

其三,用两块蓄电池试验,不论把导线一端接在甲方电池正极电柱上,另一端接在乙方电池负极电柱上,还是调换接法,合闸后导体内均无反应,正负荷似处于绝缘状态。这种性质现于三点:一、导线上不产生高温;二、把指北针放在导线下面,磁针指南北方向不变;三、在导线上安装放电装置无反应。这些现象证明:实验电荷遵守电荷守恒规则;正负荷只能在守恒状态增减;导体内电荷不论形成电流还是电场对立,都是以电荷守恒规则实现。

2、实验中并行导体间作用力被电磁规则制约

安培早已发现,在电路中,两根平行导体间有作用力:平行导体中电荷的电流方向相同时是吸引力;平行导体中电荷的电流方向相反时是推斥力。这一发现拉开电动机问世序幕,解放社会生产力,可谓功勋卓著。可是,对安培这一发现做电磁试验验证其理性时却看到,这个定义的理性,与磁场在电荷对立中产生的理性存在分歧。分歧现于对实验中电磁关系的认识。首先肯定三点:一、安培做两根平行导体间作用力试验时,所用电荷是低压电;二、其导线上没有放电装置;三、电荷在导线内未形成电流处于对立状态。依据这三点可以断定,他所做实验的性质是感应性电场势试验。因为正负荷在实验导体内只有处于低压状态,才能形成电场对立,不致发生短路并克服交变,使双方磁场能够在导体两侧展开,所以,两根平行导体间作用力,是正负荷在电场对立中产生磁场并磁化表现的磁效果。在这样的磁效果中,正负荷只有通过电场在对立中产生磁场并产生磁化效果,才能在两根平行导体间表现磁性,以磁极的同、异性相对方式形成相互作用力。

在奥斯特实验基础上试验,可看到这样的效果:导体内正荷在南方被北方负极导向形成向北电场势,磁场展开时,S极在导体西侧,N极在导体东侧;导体内正荷在北方被南方负极导向形成向南电场势,磁场展开时,S极在导体东侧,N极在导体西侧。依据这个实验产生磁场时表现的磁性,分析安培发现的平行导体间作用力,两根平行导体内正荷都在南方被北方负极导向,形成向北电场势,磁场展开时, N极都在各自导体东侧、S极都在各自导体西侧,由于西边导体外磁场N极在东侧,东边导体外磁场S极在西侧,两根平行导体内正荷磁场在平行电场势中展开时,处在异性磁极相对中,使平行导体间产生的作用力是引力。在两根平行导体中:一根导体内正荷在南方被北方负极导向,形成向北电场势,磁场展开时,它的S极在导体西侧,N极在导体东侧;另一根导体内正荷在北方被南方负极导向,形成向南电场势,磁场展开时,它的S极在导体东侧,N极在导体西侧;两根平行导体间磁场展开时,不论怎样调换导体位置,磁场N、S极在导体之间都处于同性相对状态,导体间产生的作用力只能是推斥力。导体内负荷在实验中产生磁场效果虽然与正荷相同,但因磁极方向相反,故使两根平行导体间产生的作用力形式相同,磁性相反。

上面实验展示这样的电磁规则:平行导体内电荷的电性相同,电势方向相同,在电场对立中产生磁场时磁极方向相同,导体间磁性相反,在异性磁极相对中产生引力;平行导体内电荷的电性相反,电势方向相同,在电场对立中产生磁场时磁极方向相反,导体间磁性相同,在同性磁极相对中产生推斥力。

通过对实验表现的电磁规则观察可以看出,安培发现两根平行导体间产生的作用力,是依照被导向电荷形成的电势,在电场对立中被按电磁方式形成的电磁规则制约。这个电势实验中表现的磁规则证明,磁场不仅在电荷对立中产生,而且形成的磁极与对立电场是按90度方式,在电势的相同与相反方向中,形成正负荷磁极同、异性相对的电磁规则。

作平行导体间实验,正负荷产生磁场表现的磁性关系,与自然磁场依赖电荷在电势方向相反中形成的电磁规则相对。因自然磁场产生于基础电荷对立,摆脱了实验电荷中电势相同的异性同向条件束缚,故基础电荷只能依赖异性对立关系形成磁极方向,使这种电荷按照电势相反条件形成电磁规则。这种磁场规则依赖基础电荷特性表现为:异性电荷在对立中电势方向相反,产生磁场的磁极方向相同;在磁极方向相同中产生推斥作用;同性电荷在对立中电势相反,产生的磁场磁极方向相反;在磁极方向相反中产生引力作用。


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