真空中的恒定磁场第十一章中国古代对磁现象的认识中国古代对磁现象的认识在战国晚期成书的,吕氏春秋,中，
就有,慈石召铁，或引之也,的话。这种吸铁性曾被喻为慈母爱恋子女，因此，
秦汉以前，都把磁石写成,慈石,。
司 南东汉王充在,论衡,中曾有记述：,司南之杓，投之于地，其柢指南。,
司南与地盘大连出土元代磁州浮针瓷碗北宋科学家沈括在
,梦溪笔谈,中记述另一种磁性指向仪器。
他写道,“方家以磁石摩针锋,则能指南。,
这是一种由经验积累的更为简单的磁化法沈括的指南针沈括还着重指出指南针所指的方向,常微偏东，不全南也,。
这是中国有关磁偏角的最早记载。
北宋初年，曾公亮主编的,武经总要,
（约成书于 1044年）中介绍了一种,指南鱼,。
,鱼法用薄针叶剪裁，
长二寸阔五分，首尾锐如鱼形，置炭火中烧之，
候通赤，以铁钤（钳）
钤鱼首出火，以尾对正子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之。,
司 南 鱼元代的,事林广记,中记载有木刻指南鱼和木刻指南龟。木鱼、木龟都只有拇指大，腹开一窍，嵌入天然磁石，然后用蜡封住。木鱼没入水中即可指南；木龟则是采用有固定支点的装置，于其腹部下方挖一小穴，
安放在竹钉子上，
可以自由旋转，旋定以后也会指南。
木龟 磁石 黄蜡 针木板竹钉元代指南龟 指 南 龟
,,
(1522～ 1566)
自南宋至明中叶，中国航海中所用的罗盘，
都是,水罗盘,。所谓水罗盘，是指磁针浮于水面，
没有固定支点的水浮针盘。明初随郑和下西洋的巩珍，在他的,西洋番国志,自序中曾对这种水罗盘作了记述：,皆□木为盘，书刻干支之字，
浮针于水,指向行舟。,
明代航海用水罗盘南宋咸淳年间 (1265～ 1274)吴自牧在
,梦梁录,里记道：,风雨冥晦时，惟凭针盘而行，乃火长掌之，毫厘不取差误，
盖一舟人命所系也。,这是中国航海中使用罗盘的最早记载。
航海木帆船用的
“
旱罗盘
”
§ 11-1 磁感应强度 磁场的高斯定理
S N
S N
一、基本磁现象磁铁间的相互作用
I
S
N
电流对磁铁的作用
I
I
F
F
电流与电流之间的相互作用
S
+
磁场对运动电荷的作用
N
电子束
+
+ v
v
F
Fe
e
电力电力
F Fm m磁力 磁力运动电荷与运动电荷的相互作用所有磁现象可归纳为：
运动电荷
A
A的磁场
B的磁场产 生 作 于用产 生作 于用运动电荷
B
二、磁感应强度运动电荷在磁场中要受到磁力作用，实验证明：
1.磁力大小和电荷运动方向有关 ；
2.当电荷沿某一特定方向运动时磁力为零，
定义磁力为零的方向为磁场的方向 （磁场指向另行规定） 。
3.当电荷运动方向和磁场方向垂直时，所受磁力最大。并且,F ∝m q v
而比值 Fmq v 和 q v 无关,它反映了该点磁场的强弱,为此定义,
磁感应强度 B 的大小,
q F
m
vB vB
Fm
B = Fmq v
磁感应强度 B 的方向,Fm v×
v（式中 为正电荷运动方向）
磁感应强度 B 的单位：特斯拉 (Tesla) T
1T = 104 Gs（高斯）
[B] = Fmq v][ ][ [ ] = N
C m/s,= T（特斯拉）
q ][(注,表示 q 的单位 )
三、磁感应线：
直线电流的磁感应线
I
B
I
I
圆电流的磁感应线通电螺线管的磁感应线
I
I
S
=d mΦ,B dS
磁场中的高斯定理：
此式表明稳恒电流的磁场是一无源场。
磁通量mΦ
四、磁通量 高斯定理
.B dSmΦ = s
= 0B,dSs
dS
Bθ
就有,慈石召铁，或引之也,的话。这种吸铁性曾被喻为慈母爱恋子女，因此，
秦汉以前，都把磁石写成,慈石,。
司 南东汉王充在,论衡,中曾有记述：,司南之杓，投之于地，其柢指南。,
司南与地盘大连出土元代磁州浮针瓷碗北宋科学家沈括在
,梦溪笔谈,中记述另一种磁性指向仪器。
他写道,“方家以磁石摩针锋,则能指南。,
这是一种由经验积累的更为简单的磁化法沈括的指南针沈括还着重指出指南针所指的方向,常微偏东，不全南也,。
这是中国有关磁偏角的最早记载。
北宋初年，曾公亮主编的,武经总要,
（约成书于 1044年）中介绍了一种,指南鱼,。
,鱼法用薄针叶剪裁，
长二寸阔五分，首尾锐如鱼形，置炭火中烧之，
候通赤，以铁钤（钳）
钤鱼首出火，以尾对正子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之。,
司 南 鱼元代的,事林广记,中记载有木刻指南鱼和木刻指南龟。木鱼、木龟都只有拇指大，腹开一窍，嵌入天然磁石，然后用蜡封住。木鱼没入水中即可指南；木龟则是采用有固定支点的装置，于其腹部下方挖一小穴，
安放在竹钉子上，
可以自由旋转，旋定以后也会指南。
木龟 磁石 黄蜡 针木板竹钉元代指南龟 指 南 龟
,,
(1522～ 1566)
自南宋至明中叶，中国航海中所用的罗盘，
都是,水罗盘,。所谓水罗盘，是指磁针浮于水面，
没有固定支点的水浮针盘。明初随郑和下西洋的巩珍，在他的,西洋番国志,自序中曾对这种水罗盘作了记述：,皆□木为盘，书刻干支之字，
浮针于水,指向行舟。,
明代航海用水罗盘南宋咸淳年间 (1265～ 1274)吴自牧在
,梦梁录,里记道：,风雨冥晦时，惟凭针盘而行，乃火长掌之，毫厘不取差误，
盖一舟人命所系也。,这是中国航海中使用罗盘的最早记载。
航海木帆船用的
“
旱罗盘
”
§ 11-1 磁感应强度 磁场的高斯定理
S N
S N
一、基本磁现象磁铁间的相互作用
I
S
N
电流对磁铁的作用
I
I
F
F
电流与电流之间的相互作用
S
+
磁场对运动电荷的作用
N
电子束
+
+ v
v
F
Fe
e
电力电力
F Fm m磁力 磁力运动电荷与运动电荷的相互作用所有磁现象可归纳为：
运动电荷
A
A的磁场
B的磁场产 生 作 于用产 生作 于用运动电荷
B
二、磁感应强度运动电荷在磁场中要受到磁力作用，实验证明：
1.磁力大小和电荷运动方向有关 ；
2.当电荷沿某一特定方向运动时磁力为零，
定义磁力为零的方向为磁场的方向 （磁场指向另行规定） 。
3.当电荷运动方向和磁场方向垂直时，所受磁力最大。并且,F ∝m q v
而比值 Fmq v 和 q v 无关,它反映了该点磁场的强弱,为此定义,
磁感应强度 B 的大小,
q F
m
vB vB
Fm
B = Fmq v
磁感应强度 B 的方向,Fm v×
v（式中 为正电荷运动方向）
磁感应强度 B 的单位：特斯拉 (Tesla) T
1T = 104 Gs（高斯）
[B] = Fmq v][ ][ [ ] = N
C m/s,= T（特斯拉）
q ][(注,表示 q 的单位 )
三、磁感应线：
直线电流的磁感应线
I
B
I
I
圆电流的磁感应线通电螺线管的磁感应线
I
I
S
=d mΦ,B dS
磁场中的高斯定理：
此式表明稳恒电流的磁场是一无源场。
磁通量mΦ
四、磁通量 高斯定理
.B dSmΦ = s
= 0B,dSs
dS
Bθ
