电磁相互作用的详细解说

‍‍‍‍‍‍电磁相互作用（electromagnetic interaction）自然界的四种基本相互作用之一。它是带电粒子与电磁场的相互作用以及带电粒子之间通过电磁场传递的相互作用，强度上仅次于强相互作用而居于四种相互作用的第二位。电磁相互作用和引力相互作用是长程力，可在宏观尺度的距离中起作用而表现为宏观现象。宏观的电磁相互作用理论总结在麦克斯韦方程组中，早在19世纪已为人们所掌握。微观的电磁作用理论是量子电动力学，它是麦克斯韦电磁理论与量子力学原理的结合。自然界的四种基本相互作用之一。
简称电磁作用。即是带电粒子与电磁场的相互作用以及带电粒子之间通过电磁场传递的相互作用。它是自然界的一种基本相互作用。电磁力随距离减小的规律与万有引力相似：当距离增大到原来的2倍时，它们减小到原来的1/4。在强度上它次于强相互作用电磁力遵循库仑定律。而居于四种相互作用的第二位。在四种相互作用中，人们对电磁相互作用的基本规律最为了解。电磁相互作用和引力相互作用是长程力，它们可以在宏观尺度的距离中起作用而表现为宏观现象。宏观的电磁相互作用理论总结在麦克斯韦方程组中，早在19世纪已为人们所掌握。微观的电磁作用理论是量子电动力学，它是麦克斯韦理论与量子力学原理的结合。宏观物体之间电磁力几乎抵消殆尽。

‍‍‍‍‍‍

电荷、电流在电磁场中所受力的总称.也有称载流导体在磁场中受的力为电磁力,而称静止电荷在静电场中受的力为静电力.电工中所关注的电介质在电磁场中受到的有质动力也是电磁力.电机中起主要作用的力通常是磁场作用在铁质电枢上的有质动力,而不是载流导体上受的力.电枢上受的有质动力可以运用虚位移方法由外源供能、场能、机械功的平衡式导出.今在一定技术条件下,可以产生强磁场和大电流,从而获得强大的磁力,但却难以获得大量的静电荷和强电场以产生强大的静电力.几乎所有的电动机都靠磁力驱动.一些静电仪器、电子管器件、静电除尘装置等,以静电力实现其功能

在量子电动力学中电磁场是量子化的光子场。光子的质量为零，自旋为1，能量为hv,v是频率。带电粒子可以发射和吸收光子，它们之间的电磁作用通过光子场传递。正反带电粒子对可以湮没而转化为光子，它们也可以在电磁场中产生。量子电动力学是经受了实验考验的成熟的理论。在这个理论中出现一个可以代表电磁相互作用强度的无量纲的量，这里e是电子电荷，с是光速。α称为精细结构常数 ，它的值约为0.007297352533，是一个很小的量。在量子电动力学中各种物理量可以按α的幂次作微扰论展开,因此可以作精确的计算。量子电动力学的计算结果与一些高度精确的低能实验（见兰姆移位、 μ子和电子回磁比）有惊人的符合，它也与电子、正电子碰撞等高能量的实验符合。这些结果证明量子电动力学的理论至少在距离大于10cm处是正确的。

电与磁的本质

一、电性

依据物质均有电性，而电性有正负之分，且“同电相斥，异电相吸”，可得此结论：

1、任何物质，均可对外释放特定的能量——否则，其无法对其它蕴含能量的物质，产生影响。

2、此特定的能量，所蕴含的能量大小，远小于释放其的物质（可认为前者较后者，低一个能量级别）——否则，在短时间内，物质便会因释放特定的能量（简称为低释），而出现明显的质量损失。

3、任何物质，所低释的能量的种类，均相同，且必为2种——使物质显正性的能量，为阳能；使物质显负性的能量，为阴能。

4、若特定物质，所释放的阳能的强度，大于阴能，则其呈正性；所释放的阳能的强度，小于阴能，则其呈负性；若两者相当，则其呈中性（即既呈正性，又呈负性）。

5、电中性，是物质最稳定的状态；任何非电中性的物质，均有向电中性衍化的趋势。且物质的电性，越偏离电中性，则越不稳定；越接近电中性，则越稳定。

综上，物质因释能时，所低释的阳能与阴能的强度存在差异，而呈现出的性质，是为电性。

二、磁性（一）

如欲明白磁的本质，须先知晓低释与运动的关联：

1、任何物质，都必须低释且运动。

2、低释和运动，是物质进行能量消减、仅有的两种方式。

3、能量的消减，可使物质更为稳定。

4、在封闭的系统中，特定物质在特定时间内，所消减的能量的强度，必为定值。

5、若特定物质经低释所消减的能量增多，则其经运动所消减的能量将减少；反之，若经运动所消减的能量增多，则经低释所消减的能量将减少。

6、对于不具备体积的物质（可视为内部的能量绝对均匀分布的具备体积的物质）而言，其在对外的各方向上，所消减的能量的强度均相同。

三、磁性（二）

特定物质由于运动，使得其内同一能心线（指过特定物质的质心，两端终于其表面的虚拟线段）上，相反的两方向上，所低释的能量强度存在差异，而呈现出的性质，是为磁性。具备磁性的物质，是为带磁体。

磁性有磁阳性与磁阴性之分。

特定物质由于运动，在特定能心线的某方向上：所低释的能量强度高于反方向，而在此能心线的此方向上呈现出的性质，是为磁阳性；所低释能量强度低于反方向，而在此能心线的此方向上呈现出的性质，是为磁阴性；所低释的能量强度等于反方向，而在此能心线的此方向上不具备磁性，是为磁中性。

四、磁性（三）

在呈磁阳性的方向上，特定物质所低释的能量强度越大于反方向，则其在此能心线的此方向上，磁阳性越强；反之，则越弱。

同理，在呈磁阴性的方向上，特定物质所低释的能量强度越小于反方向，则其在此能心线的此方向上，磁阴性越强；反之，则越弱。

特定物质的同一能心线上，相反的两方向上，所低释的能量相抵消后，而剩余的能量，是为磁能。正是磁能的存在，使得特定物质在此能心线上，具备磁性。

所以，只要特定物质的同一能心线上的两相反反向上，所低释的能量的强度，存在差异——那么，此能心线上，便存在磁能。

显然，与运动方向的夹角（0~90°）越大的能心线上，特定物质的磁能的强度越小，磁性相应越弱；反之，与运动方向的夹角（0~90°）越小的能心线上，特定物质的磁能的强度越大，磁性相应越强。

五、磁极

过特定物质质心，且与其运动方向垂直的虚拟平面，是为磁对称面。

磁对称面将特定物质一分为二，其中：与运动方向同向的部分，整体呈磁阴性，称为磁阴极；与运动方向反向的部分，整体呈磁阳性，称为磁阳极。

磁阳极与磁阴极，合称磁极。可以确定，人们习惯使用的N极与S极，分别对应着磁阳极与磁阴极。

磁极具备明显磁性的物质，是为磁体；磁极不具备明显磁性的物质，是为磁中体。

须知特定物质的磁性越弱（即越接近磁中性），越为稳定；磁性越强，越不稳定。所以，同能级的不同磁体，将出现“同极相斥，异极相吸”的现象。

磁阳极或磁阴极总的磁性强度，便是相应磁体磁性的强度。与电性相同，磁性亦可叠加或抵消。对磁中体而言，磁极的磁性不明显，既可因运动速率低引起，亦可由内部物质的磁性相互抵消所致。

六、磁与电的转化

至此，想必各位对磁与电的转化原理，已有较为深入的认识。

未通电时，电子的运动方向并无规律可循；导线内，各电子的磁性基本相互抵消，故导线为磁中体。通电后，大量的电子沿导线定向运动，导线内移动的电子的磁性相互叠加，故导线成为磁体——此即电生磁的原理。

磁感线，实是人为虚拟出的磁性强度线。同一磁感线上，磁性的类型与强度相同——换而言之，同一磁感线上，任意两点间，并无磁能存在。

同理可知，均匀的磁场，实为磁中体——其内任意两点之间，所低释的能量强度，并不存在差异。所以，磁体在均匀的磁场中，并不会因磁性而运动。

而导线做切割磁感线的运动时，运动前后，两处的磁场强度不同，故两者之间存在磁能与磁性，从而诱发具备磁性的电子定向运动，进而产生电流——此即磁生电的原理。

一站到底：摩擦力本质上属于初中物理知识，电磁的相互作用！