物体的磁场能比其重力强吗?


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行星,恒星或其他磁场是否可以具有比其重力更强或更远的磁场?


3
有趣的问题!
uhoh

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重力和电磁都具有无限范围。
user76284

2
磁石?“由于强大的磁场会扭曲对象的构成原子的电子云,即使在1000 km的距离处,磁场的磁场也具有致命性,这使生命的化学作用变得不可能”:en.wikipedia.org/wiki/Magnetar
jamesqf

2
磁场和力具有不同的单位/尺寸,无法直接比较。
罗布·杰弗里斯

1
@Jamesqf质子进动...?
罗素麦克马洪

Answers:


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让我们看看质量为M S的磁化材料样本S上的适当磁力(与@KenG答案中描述的对运动的带电物体洛伦兹力相反),以作为比较的一种方式。让我们随意假定它有一个固定的,永久磁矩小号。我们不能使用铁,因为铁太容易饱和。SMSmS

然后让我们看一下力如何随距离变化

(1)FG=GMSMr2r^

(2)FB=(mSB(r))

如果我们将它们简化为半径为R标量方程(假设mSB平行),则假定所有力都是有吸引力的,并评估在其物理半径 R的赤道上的电势及其梯度。由于偶极子样本上的磁力下降的速度快于重力,因此我们必须在最接近物理距离的情况下评估两者:

(3)FG=GMSMR2

(4)FB=3mSBr=RR

在这里,我们的标本与场源之间的距离为R,矩mS为1 Tesla的磁化强度乘以1 kg稀土磁体的体积(约0.000125立方米)。

所有MKS单元,所有粗糙的球场数字,重点放在最强的磁场上

Body             R (m)      M (kg)    B(r=R) (T)    F_G  (N)    F_B (N)    F_B/F_G
Earth            6.4E+06    6.0E+24   5.0E-05       9.8E+00     2.9E-15    3.0E-16
Jupiter          7.1E+07    1.9E+27   4.2E-04       2.5E+01     2.2E-15    8.8E-17
Neutron Star     1.0E+04    4.0E+30   5.0E+10       2.7E+12     1.9E+03    7.0E-10
Magnetar         1.0E+04    4.0E+30   2.0E+11       2.7E+12     7.6E+03    2.8E-09

所以,即使是磁星(见12)一种中子星具有非常强的磁场),磁力我们的永磁体1kg标本是每十亿只有3件是强如重力。

如果在短距离(例如1E-15米)之间比较两个亚原子粒子,您可能会看到一个更有利的比率,但是对于天文物体,重力似乎很明智。


我认为您对磁力的表达不正确。对于磁性材料,应取决于。如果你是在把和使用国际单位,那么哪里是μ 0 / 4 πB2Gμ0/4π
罗伯·杰弗里斯

@RobJeffries单词“ magnetic”是先前版本中的工件,我将其更改为“ magnetized”。接下来的句子指出这是一个具有磁矩的永磁体(1 kg,密度约为8000 kg / m ^ 2,1特斯拉磁化强度),稍后我提到我们可以假设m SB平行(或反平行) )在中子星表面附近放置磁铁当然是荒谬的(除非它在General Products船体中)。我只想表明重力是由滑坡赢得的。mSmSB
uhoh

评论不作进一步讨论;此对话已转移至聊天
称为2voyage

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这取决于它所作用的对象。许多物体,包括恒星,都具有磁场,在这些磁场中,洛伦兹对电子和质子等带电粒子的作用力要强于对它们的重力。

还要记住,洛伦兹力的强度取决于穿过它的粒子的速度,因此即使在地球上足够快的移动电子也将比重力接收更大的磁力。这就是地球磁场如何在Van Allen带中包含其重力无法包含的带电粒子的方式。


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优秀!+1我完全忘记了带电粒子所经历的洛伦兹力,只是做旧的静态静磁场与重力的关系
uhoh

1
一个
不知所措的

1
+1也是指出最大的差异。洛伦兹力时,重力不受(离散|| << << c)速度的影响。
敏德温

1
@Alchimista那是珍珠>>>运行堆栈的沙子。挖出海底。问题就像沙子,但挖出的部分可能在某处包含珍珠。一个问题可以用它引发的答案的质量来衡量。
敏德温

1
@Mindwin非常感谢。我实际上在这个问题上做了很多思考。你会怎么说呢?
屏蔽好巨魔。

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这并非不可能,但简短的答案是“否”。

引力场将平等地加速所有物质和能量,而磁场只会加速运动的电荷(其他磁体)。

重力引起的力与距离的平方成反比,而磁力引起的力渐近地接近距离的立方。在某个临界距离处,重力将变得比磁力强。

除非大多数大型物体是磁性的,否则即使在磁极上,磁场也可能太低而无法在大型物体的重力场中悬浮一个典型的磁体。


1
电子具有较大的磁矩和较小的质量,因此可能会有它们的存在,并且正正电子 的磁矩,较小的质量并且不带电荷,因此不会有任何洛伦兹力。
uhoh

极好的评论。底线是,仅当物体很小(例如电子或原子)时,磁力才超过重力。
PERFESSER CREEK-WATER

还在?只是在流浪?
屏蔽好巨魔。
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