磁力與距離成什麼比率關係。 為什麼不符合平方反比?
01-08
玩釹鐵硼磁鐵,感覺磁力……啊!我的手
磁場沒有單極場(磁單極子沒有發現),只有偶極場。偶極場的場強隨距離三次方衰減。同樣,由於磁鐵只有磁偶極,磁鐵受的力不是正比於磁偶極大小m和磁場強度B的乘積,而是m和B的乘積的梯度。最後磁鐵之間的相互作用力隨距離四次方衰減。
Reference:Force between magnets根據題主的描述,這個問題我給理解為:兩個磁鐵的N極和S極之間的相互作用力與距離之間的關係。
答案:磁鐵之間的相互作用力是和永磁體的磁化強度、距離和形狀有關的非常複雜的力。至於為什麼不是距離二次方反比的關係,因為宏觀塊體永磁體的磁性與電荷、質量這些參量不一樣,它不是一個固有的屬性,它的大小會隨著形狀的變化而變化。
我介紹一下兩個磁鐵之間的力是怎麼算出來的:先求出兩個磁鐵之間的相互作用能,然後通過相互作用能求出相互作用力。
問題出現在了相互作用能上,兩磁鐵的相互作用能與磁鐵的磁極化強度、形狀和距離有關係。重點在和形狀有關係!和形狀有關係!
所以,兩磁鐵之間的相互作用力也是和形狀有關係的,是相當複雜的力。複雜到什麼程度,僅對於簡單的方形的,計算項就多達256項。具體的可以看一下我下面貼的圖片!
下面把文獻中的計算模型的形狀、相互作能的表達式、相互作用力的表達式貼出來:
模型:方形的:以上若有錯誤,歡迎指出。參考文獻:
1、鐵磁學2、3d analytical calculation of the force exerted between 2 cuboidal magnetic推薦閱讀:
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