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電與磁是什麼

與磁是物理學中的兩個基本概念,它們之間存在密切的聯繫和相互作用。

電:電是靜止或移動的電荷所產生的物理現象。電荷分爲正電荷和負電荷兩種。電流是帶正電的或帶負電的粒子(如電子)的運動,並伴有產生熱、磁場或化學變化等可觀察的效應。電流的強度通常以安培(A)爲度量單位。電勢是單位電荷在靜電場中的某一位置所擁有的電勢能,通常以伏特(V)爲度量單位。電磁作用是電磁場與靜止或運動中的電荷之間的一種基本相互作用。

磁:在電磁學中,磁性是指磁鐵能吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質,也稱爲吸鐵性。磁體是具有磁性的物質,分爲天然磁體和人造磁體。磁體上磁性最強的部分稱爲磁極,分爲南極(S)和北極(N)。磁化是指使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程。磁場是由運動電荷產生的,所有的電磁現象都離不開磁場。

電與磁的關係可以概括爲:電流可以產生磁場,移動的磁體反過來也可以產生電流。電與磁就如同一枚硬幣的正反面,它們是相互依存和轉化的。例如,法拉第發現了電磁感應現象,即機械能(磁鐵的轉動)可以轉化爲電能(電流),反之,電流也可以產生磁場,移動的磁體反過來也可產生電流。

此外,電磁場本身是規範場,當我們對一箇費米子場(比如電子)做一箇局域的U(1)規範變換的時候,就發現如果系統要滿足規範不變性的話,就必須要耦合電磁場,這也就是帶電粒子間通過電磁場來實現相互作用的。