磁場強弱
凡是有質量的物體都有磁場,小到
原子核(表面磁場約10^12T),大到
黑洞,都有強大的磁場;物體所具有的能量越大磁性就越強,能量越低磁性越弱;密度越大磁場強度越強,密度越小磁場強度越弱。
質量
根據
廣義相對論,光通過質量大的恆星表面時光線會發生偏折,也就是說從遙遠的恆星上發出的光,由於相距較遠,當這些光從黑洞表面穿過時,光線又會在遠處重新匯聚成一個點,稱為
引力透鏡效應。這是因為光從恆星表面發出在近處看是平行的,而到了遠處看
光卻變成了一個點。如同你在地球上感覺太陽光是平行的,而當你到了天王星上太陽光便顯得很微弱。當光通過大質量恆星的表面時,由於在強磁場的作用下改變了光子的運動狀態,如同帶電粒子在磁場中受到的
洛侖茲力,只改變粒子運動狀態而不對粒子做功,光也是一種
粒子,也有同樣的現象。
能量
在一個特殊的條件下:
mc^2=hν
m=hν/c^2
光色
| 波長(10^-9)m
| 頻率(10^14)Hz
| 質量(10^-36)kg
|
紅外線
| 300000~760
| 0.001~3.9
| 0.0007362~2.87118
|
紅
| 760~630
| 3.9~4.8
| 2.87118~3.53376
|
橙
| 630~600
| 4.8~5.0
| 3.53376~3.681
|
黃
| 600~570
| 5.0~5.3
| 3.681~3.90186
|
綠
| 570~500
| 5.3~6.0
| 3.90186~4.4172
|
青
| 500~450
| 6.0~6.7
| 4.4172~4.93254
|
藍
| 450~430
| 6.7~7.0
| 4.93254~5.1534
|
紫
| 430~400
| 7.0~7.5
| 5.1534~5.5215
|
紫外線
| 400~6
| 7.5~500
| 5.5215~368.1
|
γ射線
| 0.001~0.00001
| 10^4~10^6
| -7.362*10^4~7.362*10^6
|
光是一種很小的粒子,具有波動性,而波動性的產生,是因為空間中存在著電磁場。
當光在磁場強度相同的空間中傳播時,由上表可知:不同顏色的光子的振動頻率不同,而不同顏色的光子的質量是不同的。磁場對不同質量的光子的頻率一定,則光子的質量就可以確定。
根據E=mc^2可知:能量和質量可以相互轉化。能量越高質量就越大,也就是說物質所含有的質量越大能量就越高。光子就是一個同時擁有質量和能量的粒子,光子的波動性可以說明電磁場周期變化很快,在能量高的地方磁場就強,在能量低的地方磁場就弱。
密度
光子的體積不變,質量大的光子密度一定大。當光子在密度較大的空間中傳播時,由於光子的能量不增加,而光子的頻率增大,會使光子的傳播速度減慢,
密度越大的空間磁場越強,密度越小的空間磁場越弱。
綜上所述:磁場的強弱是由
能量、
質量、空間的密度共同決定的,能量高的磁場就強,在能量低的地方磁場就弱;質量越大磁場越強,質量越小磁場越弱;密度越大的空間磁場越強,密度越小的空間磁場越弱。由此可以判斷地球的磁場,在地球上由於重力分異及自轉引起的晝夜交替使質量、能量、空間密度分布不均,所以在地球上兩極磁場較強,赤道磁場較弱,正對太陽的一面磁場強,背對太陽的一面磁場弱,此外空間的密度不均而引起的磁感線不規則分布。