磁場與磁力線

磁性物質（Ⅰ）–反磁性、順磁性（Magnetic Material–Ⅰ）
國立臺灣師範大學物理系李聖尉碩士生/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

物質的磁性起源於物質內原子磁矩間之排列或交互作用所形成之巨觀現象，而原子磁矩主要來自三個原由：

1. 電子軌道（Orbital）磁矩：電子繞原子核公轉所產生的磁矩。
   
2. 電子自旋（Spin）磁矩：電子內稟所產生的磁矩。
   
3. 原子核磁矩 : 原子核內稟或相對電子公轉運動所產生的之磁矩，但原子核磁矩之值很小，相較於電子磁矩而言，可被忽略。
   

力線（Field line）與場（Field）
國立彰化高級中學物理科劉翠鵑老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

磁石吸鐵及琥珀摩擦生電等現象早在古希臘時代就開始被研究，但要一直到18世紀，富蘭克林、庫倫、安培等人，研究靜電之間電作用與靜磁之間磁作用，才是電磁學發展的開始。當時，一位想像力豐富的實驗天才，法拉第（Michael Faraday）做了一個簡單的實驗，在白卡紙上灑上鐵粉，並在紙下放一磁極，輕敲卡紙後，鐵屑在磁鐵周圍連成規則曲線，這樣圖線吸引著他，心想著”空間中真的如牛頓所說的，除產生超距力的粒子以外一無所有嗎？”

螺線管（Solenoid）
台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

所謂的螺線管，指的是由一質地均勻的金屬導線，所纏繞而成的金屬線圈，若現在有一電流通過，螺線管便會產生磁場，如下圖

若流入平面的導線中間有一點 $$P$$，根據安培右手定則，$$P$$ 點左邊的導線會給予 $$P$$ 點向下的磁場，而 $$P$$ 點右邊的導線則會給予向上的磁場，大小相等但方向相反，彼此互相抵消，最後的結果，便如圖所示，我們可以根據安培右手定則知道內部磁場的方向，四指彎曲指向電流方向，此時大拇指所指的就是內部磁場的方向。若此螺線管纏繞的非常均勻、緊密，且長度遠大於口徑，則內部的磁場便可視為均勻分布。