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渦旋電場引(vortex electric field) 變化的磁場在其周圍空間激發的電場叫渦旋電場,即感生電場。渦旋電場是一種非保守場,其電場線是無始無終的閉合曲線。

1 渦旋電場 -太陽渦旋電場

  2009年01月18日
  宇宙天體的基本運動形式是放置地運動,無論是行星圍繞恆星運動還是恆星圍繞星系中心運動,也還是星雲的運動,無不是旋轉運動。研究認為,宇宙的旋轉運動, 是由宇宙渦旋電場加速帶有荷電粒子的天體導致的。那麼,宇宙電場是怎樣演變為渦旋電場的呢?對此,物理學的研究結果已給出了明晰的答案-----這可能與電場與磁場的相互作用有關。我們知道,電場與磁場是同一事物的不同表現形式,運動的電場產生磁場,運動的磁場又產生電場,電場與磁場形成統一的電磁場。
  我們還知道,沿電場方向運動的帶電粒子,在電場中不是受電場力吸引,便是受電場推斥,總是順著電場力的作用方向運動的。但是,當帶電粒子在磁場中沿磁力線方向運動時,卻不會受任何力的作用。然而,當帶電粒子垂直於磁力線運動時就會受到一個改變它原來運動方向的力,叫做洛淪茲力。例如,磁力線垂直穿書面,當帶電粒子在書面的平面上運動時,所受到的洛倫茲力也在書面的平面上,並且總是垂直於帶電粒子的運動方向。
  在垂直於磁場的洛倫茲力作用下,帶電粒子運動的方向在局面上不停的改變,最後沿著一個圓弧軌道運動。但這個力並不改變帶電粒子原有的速度或能量。一定速度的帶電粒子,在均勻磁力場中走過的軌跡,是半徑為一定的圓周。就是說,是垂直於帶電粒子運動軌道平面的(磁場)磁力線產生的洛倫茲力使帶電粒子作圓周運動。大量帶電粒子的圓周運動就形成旋轉電場。

2 渦旋電場 -渦旋電場

  實驗表明,磁場變化時線圈產生的感應電動勢與導體的種類、形狀、性質和構成均無關,是由磁場本身的變化引起的。因此麥克斯韋提出了「變化的磁場會在其周圍的空間激發一種電場,正是這種電場使得閉合迴路中產生了感應電動勢和感生電流」的理論,並將這種電場稱為渦旋電場

3 渦旋電場 -實驗表明

  而且實驗表明,(帶電粒子)這個圓周軌道的半徑(r)可以用下面公式表示:
  r=cmv/eh (1)
  這裡,m是帶電粒子的質量,v是帶電粒子的速度,e是帶電粒子所帶的電量,h 是磁場強度,c是光速。
  從式(1)看到:帶電粒子在磁場走過的圓軌道半徑跟它的質量和速度成正比,跟磁場強度和所帶電荷成反比。就是說:在一定的磁場中,帶同樣電荷的粒子,質量大、速度高則轉的圓圈就大,質量、電荷和速度一定的粒子,磁場強則轉的圈說小,磁場弱轉的圈就大。
  因此,當帶電粒子處在一個逐漸增強的磁場中作圓周運動時,就會產生向心運動-----磁場愈強,帶電粒子轉的圈愈小,即向中心緊縮,從而形成一個中心存在較強電場,周圍出現逐漸張開的旋臂的渦旋電場。這可能就是宇宙、自然界中的渦旋電場----渦旋星系、存在渦旋運動的地震、龍捲風、颱風、海水旋渦等等產生的原因。

4 渦旋電場 -觀測表明

  觀測表明,太陽黑子實際是一種磁場很強的旋渦,可能正是磁場中的洛倫茲力,導致了這種磁性旋渦的產生。
  按照這個原理,如果太陽磁場逐漸增強,太陽系就會逐漸緊縮,相反,如果太陽磁場逐漸減弱,太陽系就會逐漸膨脹。同理,地球磁場如果逐漸減弱,月球也就會遠離地球而去(觀測資料表明,溫度對磁場的強弱存在制約關係,即存在「熱退磁效應」,溫度升高則磁場減弱,磁性物質被加熱就會退磁,磁鐵燒紅了就不再吸鐵。金星表面溫度達480℃,因而金星磁場極弱。
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