磁場強弱
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:凡是有質量的物體都有磁場,小到原子核(表面磁場約10<sup>12</sup>T),大到黑洞,都有強大的磁場;物體所具有的能量越大磁性就越強,能量越低磁性越弱;密度越大磁場強度越強,密度越小磁場強度越弱。<br />
:根據廣義相對論,光通過質量大的恆星表面時光線會發生偏折,也就是說從遙遠的恆星上發出的光,由於相距較遠,當這些光從黑洞表面穿過時,光線又會在遠處重新匯聚成一個點,這是引力的透鏡效應。這是因為光從恆星表面發出在近處看是平行的,而到了遠處看光卻變成了一個點。如同你在地球上感覺太陽光是平行的,而當你到了天王星上太陽光便顯得很微弱。當光通過大質量恆星的表面時,由於在強磁場的作用下改變了光子的運動狀態,如同帶電粒子在磁場中受到的洛侖茲力,只改變粒子運動狀態而不對粒子做功,光也是一種粒子,也有同樣的現象。
二、能量
:有質能方程E=mc<sup>2</sup>(m 質量,c 光速)與E=hν(h 普朗克常數,ν 頻率)可求出光子的相對論質量。
:在一個特殊的條件下:
:mc <sup>2</sup>=hν
:m=hν/c<sup>2</sup>
{| class="wikitable"
|-
! 光色 !! 波長*10<sup>-9</sup> m!! 頻率*10<sup>14</sup>Hz !! m*10<sup>-36</sup>kg
|-
| 紅外線 || 300000~760 || 0.001~3.9 || 0.0007362~2.87118
|-
| 紅 || 760~630 || 3.9~4.8 || 2.87118~3.53376
|-
| 橙 || 630~600 || 4.8~5.0 || 3.53376~3.681
|-
| 黃 || 600~570 || 5.0~5.3 || 3.681~3.90186
|-
| 綠 || 570~500 || 5.3~6.0 || 3.90186~4.4172
|-
| 青 || 500~450 || 6.0~6.7 || 4.4172~4.93254
|-
| 藍 || 450~430 || 6.7~7.0 || 4.93254~5.1534
|-
| 紫 || 430~400 || 7.0~7.5 || 5.1534~5.5215
|-
| 紫外線 || 400~6 || 7.5~500 || 5.5215~368.1
|-
| γ射線 || 0.001~0.00001 || 10<sup>4</sup>~10<sup>6</sup> || 7.362*10<sup>4</sup>
~7.362*10<sup>6</sup>
|}
:光是一種很小的粒子,具有波動性,而波動性的產生,是因為空間中存在著電磁場。
:當光在磁場強度相同的空間中傳播時,由上表可知:不同顏色的光子的振動頻率不同,而不同顏色的光子的質量是不同的。磁場對不同質量的光子的頻率一定,則光子的質量就可以確定。
:根據E=mc<sup>2</sup>可知:能量和質量可以相互轉化。能量越高質量就越大,也就是說物質所含有的質量越大能量就越高。光子就是一個同時擁有質量和能量的粒子,光子的波動性可以說明電磁場周期變化很快,在能量高的地方磁場就強,在能量低的地方磁場就弱。<br />
:光子的體積不變,質量大的光子密度一定大。當光子在密度較大的空間中傳播時,由於光子的能量不增加,而光子的頻率增大,會使光子的傳播速度減慢,密度越大的空間磁場越強,密度越小的空間磁場越弱。
:綜上所述:磁場的強弱是由能量、質量、空間的密度共同決定的,能量高的磁場就強,在能量低的地方磁場就弱;質量越大磁場越強,質量越小磁場越弱;密度越大的空間磁場越強,密度越小的空間磁場越弱。由此可以判斷地球的磁場,在地球上由於重力分異及自轉引起的晝夜交替使質量、能量、空間密度分布不均,所以在地球上兩極磁場較強,赤道磁場較弱,正對太陽的一面磁場強,背對太陽的一面磁場弱,此外空間的密度不均而引起的磁感線不規則分布。
:參考文獻:從《狹義相對論》、《廣義相對論》中得到的啟示