磁偶极子真的只是两个单极子吗?

在目前的物理学理解中,没有理由不存在一个磁单极子,但却从来没有发现过。这个问题存在于物理学最基本的层面上……我们不知道光子与其电场和磁场相联系的机制。

光子中的电荷是如何产生的?换句话说,产生电场的具体机制是什么。说一个粒子有能力在一个已经存在的电场中产生扰动并不能回答这个问题。实际上,它产生了两个问题:1)一个潜在的电场是如何首先产生的,然后会被干扰2)一个粒子干扰潜在的电场的机制是什么?

能量层次理论提供了光子如何产生相关的电场和磁场的答案。它通过告诉我们电子的内部能量结构来做到这一点。然后,电子的能量与时空的能量相互作用(物理学家还不承认时空是一种能量介质),这种相互作用的结果创造了粒子相关的能量场。

通过电场和磁场如何产生的物理和机械细节,能量层次告诉我们单极磁基本粒子是不可能存在的。

根据能量层次理论,光子的能量包含在被称为它的能量层的平面上。光子的运动在它的能量平面上,在平面上但垂直于运动方向的方向是电场发展的地方。光子会使时空发生位移,然后让它在经过后完全不受干扰地回到原来的位置。电场是由存在于光子能量平面上的时空能量剪切而产生的。(这里给出的概念尽可能简单,只是为了让您了解发生了什么)。与时空能量压缩有关的剪切与负电场有关。与时空能量分散有关的剪切与正电场有关。

光子的内部能量结构使其能量面彼此平行。在能量层之间没有剪切(如果那时有光就永远不会被偏振),只有在能量层内部。垂直于运动的方向和垂直于电场的方向是磁场产生的方向。

磁场是在能量面沿垂直于能量面的方向“看到”剪切的结果。这将被理解为平面上的点以顺时针或逆时针的方向旋转(旋转)。我们可以把这种旋转(旋转)比作没有头的螺丝,只有轴向的螺纹。从螺丝的一边把螺丝拧进去需要顺时针旋转,但如果你从另一边把螺丝拧进去,则需要逆时针旋转。螺杆的一侧可称为北侧,另一侧可称为南侧。

在磁场的造物中是固有的,也将有一个北极的一面和一个南极的一面(就像无头螺丝的相反的一面)。无论你如何沿着它的轴划分螺丝,这个特性总是起作用的。这就是能量层次理论的基础,解释了为什么磁场必须总是以偶极子的形式存在。

磁偶极子是类比电偶极子而建立的物理模型。具有等值异号的两个点磁荷构成的系统称为磁偶极子

。比如,一根小磁针就可以视为一个磁偶极子。地磁场也可以看作是由磁偶极子产生的场。磁偶极子受到力矩的作用会发生转动,只有当力矩为零时,磁偶极子才会处于平衡状态。利用这个道理,可以进行磁场的测量。但由于没有发现单独存在的磁单极子,故我们将一个载有电流的圆形回路作为磁偶极子的模型。

其中

I

为回路电流,S为回路面积矢量,方向由电流方向决定,满足右手定则。

众所周知,随着电子技术的快速发展,智能天线技术已经广泛地应用在通信行业上,并且通过对无线信号的高速处理,极大地增进了对频谱的使用,比如现在全球金融5G的高速发展期,智能天线技术也迎来了更大的发展空间。其中智能天线也就是偶极子天线,偶极子指的是距离相近但符号相反的两个电偶极子或磁偶极子,而两者在组成以及场的性质和分布方面有所不同。首先,偶极子指的是符号相反但距离很近的两个电荷或电磁荷。在物理上,偶极子指的是在实轴上的距离接近,但是周围没有其他开环零极点的一对零极点,一般情况下,这种零极点的距离会比其到其他零点的偶极矩小五倍以上,所以这个距离可以被消除,从而简化系统模型。而偶极子分为电偶极子和磁偶极子,其中电偶极子是有一定的电偶极矩的,电量相等,正负符号相反的一对电荷,磁偶极子指的是在封闭循环的电流圆环。而偶极矩也分为电偶极矩和磁偶极矩,电偶极矩的方向和电荷方向一致,磁偶极矩则是可以使用右手法则来判断。

然后,电偶极子以及磁偶极子在组成、场的性质和分布方面有所不同。虽然都是偶极子的一种,但两者是有很大的区别的。在组成方面,电偶极子是一对等量但不等号的点电荷所组成的,而磁偶极子则是一个闭合的小电流环,是有磁荷所产生的。并且由此可以知道,其产生的电场和磁场是不同的,电场是开合的,而磁场是闭合的。其次在偶极子分布方面,在离偶极子比较远的时候,无论是电偶极子还是磁偶极子,其产生的电场和磁场的分布都是相同的,但是在偶极子距离比较近的时候则是不相同的。

最后,偶极子的应用非常广泛,比如在GPS、蓝牙等便携式无线设备方面的应用等等,所以在未来随着电子技术的不断发展,偶极子将会有更大的发展空间。


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