磁為什麼不能以單極的形式存在?

大衛Hans


答:“磁單極”是弦理論中預言的一種粒子,現還沒有實驗證實磁單極的存在,所以目前“磁單極”還處於研究階段。



一塊磁鐵有南北兩極,如果把磁鐵分為兩塊的話,又會在新的磁鐵中產生新的南北極,如果我們不斷細分下去,就會在微觀看到大量定向轉動的電子,正是這些電子的磁矩疊加形成了磁鐵的磁場。





電荷有正電荷和負電荷之分,磁鐵的南極和北極卻不可分,在物理學中,把磁體南北極分開的物質叫做“磁單極”,磁單極是當前物理學的研究課題之一。


最先從理論上預言磁單極的,是英國著名物理學家狄拉克;經過幾十年的尋找,雖然有科學家宣稱發現了磁單極,但發現磁單極的實驗並不能被重複,所以沒有得到科學界的認可。


在經典力學和相對論力學中,磁場的本質是電場,磁力的本質就是庫侖力,兩者的差異,只是在不同參考下表現出來的相對論效應而已。


一段環形的導線,電流在其中通過,根據麥克斯韋方程組描述,會在導線垂直方向產生一個磁場,磁場線是閉合的,不存在獨立產生磁線的點,所以在該模型中磁單極不存在。


磁單極作為當今物理學的一個研究課題,尤其是弦理論給磁單極的存在,提供了理論上的可能行;倘若磁單極被證實存在,那麼麥克斯韋方程組也會進行相應修正。



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艾伯史密斯


把一根磁棒截成兩段,可以得到兩根新磁棒,它們都有南極和北極。事實上,不管你怎樣切割,新得到的每一段小磁鐵總有兩個磁極。因此,人們認為磁體的兩極總是成對的出現,自然界中不會存在單個磁極。

然而,磁和電有很多相似之處。例如,同種電荷互相推斥,異種電荷互相吸引;同名磁極也互相推斥,異名磁極也互相吸引。用摩擦的方法能使物體帶上電;如果用磁鐵的一極在一根鋼棒上沿同一方向摩擦幾次,也能使鋼棒磁化。但是,為什麼正、負電荷能夠單獨存在,而單個磁極卻不能單獨存在呢?多年來,人們百思而不得其解。

1932年,著名的英國物理學家狄拉克,從理論上預言磁單極是可以獨立存在的。他認為:“既然電有基本電荷——電子存在,磁也應該有基本磁荷——磁單極子存在。”他的這一預見吸引了不少物理學家用各種方法去尋找磁單極子。人們在各種物質中,如礦物、火山灰、隕石、月球土壤中尋找磁單極子;也在加速器產生的粒子中尋找過磁單極子,用最先進的方法和最精密的儀器,但都一無所獲。漸漸地,人們認為磁單極子可能根本不存在。


但是,在1975年,美國科學家在高空氣球上探測宇宙射線時,意外地發現了一條單軌跡。經分析,認為這條軌跡是磁單極子留下的痕跡。然而這並不能說明真正找到了磁單極子。1982年2月14日,美國斯坦福大學的物理學家布拉斯·卡布雷拉宣佈,他利用超導線圈發現了一個磁單極子,不過後來再沒有找到新的磁單極子。科學實驗必須能經得起多次的重複,所以,僅有這一事例還不能證實磁單極子的存在。

目前,尋找磁單極子的工作仍在繼續進行,科學家們不斷改進實驗方法,提高探測儀器的精度。實現理想也許要經過好幾代人的努力,這是一項長期而艱鉅的任務。


句子密碼


這句話在我們已知的世界成立,在理論上磁單極是存在的,和正電荷負電荷的存在方式一樣。

磁和電一直是雙胞胎,不僅產生的相互作用一樣,還能互相轉化:變化的磁場產生電場,變化的電場產生磁場。在電磁理論中,磁和電是等價的:如果把所有的正電荷換成南極磁單極,把所有的負電荷換成北極磁單極,除了磁場和電場的互換,我們的世界不會發生任何變化。


我們已知的世界沒有磁單極產生的原生磁場,現在發現的所有磁場都是由電場變化產生的衍生磁場。在原子結構中,電子會繞著原子核運動產生磁場,這個磁場帶有方向,但是不可分割。一般情況下,物體中的這些磁場方向是隨機的,磁性完全抵消,不完全抵消的物體就會變成有磁性的磁鐵。

我們已知的世界是由屬性為電荷的粒子構成,但磁和電如此相似,就像硬幣的兩面,很難相信電荷存在而磁單極不存在。可能在宇宙的某些地方由屬性為磁單極的粒子構成,所有的電場都是磁場變化產生的衍生電場,找不到任何電荷。


飛魚科普


只要知道磁的本質,就明白為什麼了。磁本身不是獨立存在的物質,而是帶電粒子運動所產生的必然結果。一條導線中有電流時,會在其周圍產生磁場。磁鐵中有很多整齊排列的電子自旋磁矩,因此也會在周圍產生磁場。帶電粒子運動所產生磁場的方向用右手定則判定,這個方向的出發點為N,終點為S。因此,磁現象出現時必然同時出現N和S。但磁鐵有磁極只是我們直觀看到的現象,是為了方便而定義的。磁場大小是用磁通來度量的(直觀表達為磁力線的疏密)。而磁力線永遠是閉合的,在磁鐵外部從N指向S,在磁鐵內部則相反。因此,磁力線並無起點和終點(這與電場完全不同)。觀察一個園形電流環的磁場就能更好地理解這一點。實際上,所謂磁極只不過是磁力線最集中之處而已。

在磁學發展早期,人們曾假想存在磁荷(類似於電荷)。如果真有磁荷,磁單極就存在了,磁力線就可以不閉合。但磁荷始終未找到。在物理學中有個重要定理,形象地說就是:穿入和穿出任意閉合曲面的磁力線總數量永遠相等,換言之磁單極不存在。


陳文智2



大家知道,電荷的移動會產生磁場,同樣的,磁場的變化也會產生電場,這樣,法拉第就發現了電磁場理論。



電荷分正電荷和負電荷,正電荷和負電荷很容易產生,比如用絲綢摩擦玻璃棒,玻璃棒就帶了正電荷,用毛皮摩擦橡膠棒,橡膠棒就帶了負電荷。這樣看來,正負電荷是可以分開,單獨存在的。



那麼,和電荷相關聯的磁極,比如N極是否也可以單獨存在呢?不能,至少到目前來說是不能,事實上也沒有找到單獨存在的磁極。為什麼?這可以從二個方面的理論來說明。



首先可以從磁疇理論來說明,我們知道物質是由原子組成,原子由原子核和電子,電子在圍繞核運動,電子的運動產生磁場,所謂的磁疇是由n個原子組成的量子,磁體就是由能產生磁場的磁疇組成,磁疇我們可以想像成極小的磁體(量子化的),這些磁疇(想象成極小的磁體),如果排立是混亂的,那這個物體就不帶磁,不是磁體,如果在磁場的作用下,磁疇能整齊排立,N極或S極都朝同一個方向,這個物體就成了磁體,比如磁鐵,它的磁疇就能在磁場的作用下,排立成和磁場方向一致的,N極朝著同一個方向的磁體,組成一個大磁體。這樣,我們就明白了,為什麼磁極不能單獨存在。比如上面那個磁體,我們從中間破開,紅色的那部分還是由磁疇組成,左邊還是N極,右邊還是S極,這樣一分二,二分四,四分八,一直分到單個磁疇,它還是有N極和S極,磁疇就不能再分了,因為它是量子,物理方法是不能分割量子的(根據測不準原理,你都不能確定它的位置),只能用化學方法,比如用鹽酸溶解磁鐵,那就變成了氯化鐵,氯化鐵不是順磁體,不可能帶磁,這樣磁體也就消失了,N極和S極同時消失了。所以說單獨磁極不能存在。



再從高深一點的理論來解釋。我們知道,19世紀最偉大的電磁場理論科學家麥克斯韋,統一了法拉第,高斯等等科學家的電磁場理論,提出了著名的麥克斯韋方程的微分形式和積分形式,指出電磁波速度和光波一致,光是電磁波的一種。磁場產生的電場是渦旋場,那時的電力線是閉合的,但單獨的電荷(正電荷或負電荷)的電力線可以是不閉合的。而磁場始終是渦旋場,磁力線始終是閉合的,這樣從理論上證明了存在單獨的磁極的不可能性。所以如果你能找到單獨存在的磁極,那你就能顛覆偉大的麥克斯韋方程,也將像楊振寧一樣得諾貝爾獎了。囉嗦一句,楊振寧就是推翻了宇稱守恆定律,而獲得了諾貝爾獎。下面就是統一了電磁場理論,提出著名的麥克斯韋方程的電磁場理論科學家麥克斯韋肖像。



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電場磁場是一對孿生姐妹的假設有問題。我是個學化工的外行,提個幼稚的假設,請學物理的專家論證一下?電流、磁流或稱磁場有本質的區別,前者是物質、後者為能量。電能是電子傳輸的結果,沒有收穫電子就不會產生能量,而電子屬於粒子、物質,可以分隔而產生單體、單極,失去電子為正、奪得電子為負。電荷是物質的一個靜止狀態,可以單獨存在。

雖然電流和磁鐵均可以產生磁場,但磁場是個能量的動態。而且磁鐵不必通過電流而產生磁場,換言之,磁場是一種不可分割的能量流而不是像電子一樣的物質流。既然是能量流就必有始點和終點,兩者共存,切掉始點或終點就等於切斷了能量流。實際上,萬有引力就相當於一種場,這也是沒有成熟而得到認可的天體理論假設之一。


Lauzi


其實很多問題最終都可以歸納到電,磁,光之間的關係和轉化。

首先,我先從已知的入手,帶大家分析一下!電由電子產生,磁卻沒有磁單子,光呢可以說是有光量子組成,光卻沒有電和磁那麼明顯的電磁作用。

接著,我們就可以從上面的事實很明顯的發現一些問題。

1-在電,磁,光中,有組成實體最小單位的有電,光勉強算是,磁呢,並沒有磁單子,說明什麼?說明磁是不存在的,至少是不存在於可觀察的物質結構!(哈哈哈,得出這種結論估計有很多人會吐槽我!)物理上都說磁是由運動的電荷產生的,那麼我們可以進一步得到結論,磁是運動電荷在時空上力的體現!

2-第一個推論已經說明了磁是不存在的,那麼只剩下了電和光!首先,我們進一步分析這兩者的關係和異同點!(1)相同點,都有最小組成單位(2)不同點:a~光在時空裡做大範圍移動,而電呢,通常表現為小範圍的繞核運動;b~電能產生電場,光卻沒有;c~電子比光子更具有物質性,可以說電子在時空的物質性上比光子大;(3)相互關係~光的本質是電磁波,然而電磁波是由相互垂直的電磁場衍生的!

現在我們來梳理一下前面一些亂七八糟的關係,(1)電產生電場,運動電產生磁場,電場和磁場垂直產生光!說明了什麼?說明光是由電激發產生的!同時,在激發光的過程中,我們發現電的物質性並沒有減少?說明什麼?說明光跟電並沒有物質上的必然關係!〔通俗點說,就是光並不是電組成的,只是電激發產生的!〕然而,光卻是有物質性的,物質怎麼憑空出現了?這說明什麼了呢?!哈哈哈哈哈,看到這裡的小夥伴可以自己想一下,估計會有些感觸吧!。。。字數限制,後面推論我就不寫了,具體大家可以去看我的文章~~世界論第5版~~當然,對科學研究,世界本質感興趣的土豪可以贊助我,你花錢我研究,成果歸你,偌貝爾漿也給你!


世界論


一條磁鐵,南北兩極,南用S北用N,斷開磁鐵,南S不變的情況下,會得到一個新的北n。北N不變的情況下,會得到一個新南s。問題來了,新北n和新南s應該互相吸引,但是她倆現實是排斥的,也就是說她倆是nn或ss,問題又來了,是原來的南S變了,還是原來的北N變了呢,要是都變了,還是應該吸引啊,要是變一個,為啥另一個不會變。


七月165537972


這還用問,很簡單就能理解,,磁鐵分為N和S級,N和S級總稱就是磁鐵,只有一節的話估計就叫費鐵了, ,電壓也是一樣如果只有正電荷量沒有負電荷量就不會產生電壓,也就是不會有電了。具體分析的話要扯扯我們的化學方面的分子量子了,總之這種白痴的問題沒有你想要的答案


馬小跳192223197


宇宙和宇宙任何物質源於相生相反相對的特性,這是鐵律,反之一切皆無,所以磁單極不存在,磁鐵原子的規律排列每個原子就是一個磁鉅,切斷仍有s和N兩極,磁粒子進入導體內規律流動就是電流、電荷本質,並非電子流動,光丶電、磁都源於暗物質。原創理論,引用聲明。


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