磁标势

✍ dations ◷ 2025-12-11 14:22:57 #磁学,势

磁标势(英语:Magnetic scalar potential)是描述磁场性质的一个有用的辅助量,尤其是在永磁体中。

在一个单连通、没有自由电流的区域,有

这样,我们可以定义磁标势 ψ {\displaystyle \psi } 为:194-199

又因为

并且

这里, M {\displaystyle \nabla \cdot \mathbf {M} } 充当了磁场的“源”,看起来就像是 P {\displaystyle \nabla \cdot \mathbf {P} } 在电场中的角色。因此,类比束缚电荷,我们可以将

称为“束缚磁荷”(虽然到目前为止尚未发现有单独的磁荷存在)。

如有区域存在自由电流,则可以从总的磁场中减去自由电流的贡献,利用磁标势方法求得剩余量。

在静磁学里,描述在源电流四周的另外一个很有用的工具是磁标势。由于磁标势是一个标量,不是矢量,大多数时候,使用磁标势可以使得运算更加简便。但是,它只能使用在没有源电流的空间。注意到静磁学的两个基本方程为

其中, H {\displaystyle \mathbf {H} } 是磁场强度(H场)。

假设电流密度 J {\displaystyle \mathbf {J} } 等于零,则 × H = 0 {\displaystyle \nabla \times \mathbf {H} =0} ,H场是个保守场,必定存在一个函数 ψ m {\displaystyle \psi _{m}} 满足

称这函数为磁标势。在真空里或各向同性、线性、均匀的介电质里,则可将上述定义式代入高斯磁定律,稍加编排,表示为拉普拉斯方程的形式:

对于任意连续场 ψ m {\displaystyle \psi _{m}} ,其梯度的旋度为零。这意味着磁标势场不能存在有任何源电流。但是,实际而言,假若容许不连续线的存在于磁标势场(不连续点可以拥有两种不同的数值),应用复分析,就可以计算源电流产生的磁场。这不连续线称为割线(line of cut)。当用磁标势来解析静磁学问题时,源电流必须置放于割线。

在铁磁性物质或永久磁铁里,B场 B {\displaystyle \mathbf {B} } 、磁化强度 M {\displaystyle \mathbf {M} } 与H场 H {\displaystyle \mathbf {H} } 之间的关系比较复杂:

应用高斯磁定律,

立可得到

M {\displaystyle \nabla \cdot \mathbf {M} } 可以视为磁场的源电流,就好似 ρ b o u n d = P {\displaystyle \rho _{bound}=-\nabla \cdot \mathbf {P} } 是静电学的束缚电荷一样。这样,类比束缚电荷,可以称呼 ρ m = M {\displaystyle \rho _{m}=-\nabla \cdot \mathbf {M} } 为“束缚磁荷”。这样,束缚磁荷的泊松方程为

这泊松方程的解答为

相关

  • B-52同温层堡垒轰炸机B-52“同温层堡垒”(英语:B-52 Stratofortress)是美国波音飞机公司研制的八发动机远程战略轰炸机,用于替换B-36和平缔造者轰炸机执行战略轰炸任务。1948年提出设计方案,1952年第
  • 875年重要事件及趋势逝世重要人物
  • 赖特·米尔斯查尔斯·赖特·米尔斯(英语:Charles Wright Mills,1916年8月28日-1962年3月20日),美国著名社会学家,哥伦比亚大学社会学系教授。他以《权力精英》、《白领——美国的中产阶级》和《
  • 科罗萨尔鼠科罗萨尔鼠(学名),属于哺乳纲啮齿目棘鼠科,现已灭绝。
  • 布鲁金斯 (俄勒冈州)布鲁金斯是美国俄勒冈州寇里县的一座城市,建立于1908年,其名称来源于该城市的建立者——一所木材加工公司的主席约翰·布鲁金斯。据2010年美国人口普查显示,当时人口为6,336。
  • 安吉莉卡·考夫曼玛丽亚·安娜·安吉莉卡·考夫曼(英语:Maria Anna Angelika Kauffmann;1741年10月30日-1807年11月5日),皇家艺术研究院成员,通常称为 安吉莉卡·考夫曼,是一位瑞士新古典主义画家。
  • 韦尔塔查山坐标:46°26′23″N 14°12′45″E / 46.43972°N 14.21250°E / 46.43972; 14.21250韦尔塔查山(德语:Wertatscha),是中欧的山峰,位于奥地利和斯洛文尼亚接壤的边境,属于卡拉万克斯
  • 天津法租界天津法租界,是1861年6月法国设在天津的专管租界,是近代中国四个在华法租界之一,天津教案、老西开事件等中国近代多起历史事件发生于此。天津法租界是天津九国租界中第二个划定
  • 孙继争孙继争(1917年-2000年),男,四川宣汉人,中华人民共和国军事人物,中国人民解放军少将,曾任福州军区炮兵副司令员。
  • 戏剧影视文学戏剧影视文学简称戏文,是门一个艺术类专业(部分艺术类专业院校会将影视文学和戏剧文学分为两个专业),其目的是培养电影、电视剧、舞台剧等作品的编剧人才。由于此专业要求学生拥