在大學物理學習的過程中，磁場強度和磁感應強度常常搞得我難以區別，今天就磁場強度和磁感應強度我來進行一個區分和總結
在磁物理的發展過程中，關於磁性的存在兩種觀點，最先出來的是庫倫的「磁荷」觀點，之後安培提出了分子電流的觀點，這兩種觀點假設的微觀模型不同，賦予磁感應強度B和磁場強度H的意義也不同，沿著這兩條道路各自發展出了一套磁介質的理論，現在我們已經知道分子電流假說更加符合實際，但是磁荷的觀點發展在先，而且與電介質理論有很大的相似之處，也具有重要的意義，所以我們在學習的時候對這兩種觀點都有必要了解。
01磁荷觀點
從歷史的發展來看，庫倫在通過實驗得出了點電荷定理之後，猜測磁體磁極之間的力也存在平方反比的關係，與電的庫侖定律類似，磁荷觀點把磁極看作磁荷積聚的地方，把小磁針看作磁偶極子。
既然我們知道了磁荷的觀點和電荷之間存在著極大的相似之處，所以我們先來看電介質。
02電介質
通常情況下，我們認為電介質是絕緣介質，是不導電的。通過實驗我們發現了插入電介質的電容器的電容要比不插入電介質的電容器的電容大，而且插入不同的介質的電容器的電容也不相同。將介質換成導體，我們也可以觀察到類似的現象，而且插入導體後的電容增大十分明顯，C=Q/U，定性的分析，僅僅插入導體時，電荷顯然是不會變化的，導致電容變化的原因只能是極板之間的電勢差減小了。對於導體我們知道可以在電場中感生出電荷，而這個感應電荷產生的電場的方向和原來的電場的方向是相反的。
既然插入電介質和插入導體都會使得電容變大，我們就會不由的猜測，插入絕緣的介質是不是和插入導體產生的影響具有某些相似之處呢？
03極化的微觀機制
我們都知道分子是由帶正電的原子核和帶負電的電子組成的，雖然整體分子是不帶電的，但是正負電荷不是集中在同一點。全部的負電荷可以等效成一個單獨的負點電荷，這個等效負電荷的位置就叫做負電荷的重心，同樣的正電荷也有一個重心。當正負電荷重合的時候，我們稱這個分子為無極分子。正負電荷不重合的叫做有極分子，這類電荷雖然整體不帶電，但是由於正負電荷的位置不重合，所以存在著一定的電偶極矩p。（從-q指向+q的矢徑r和電量q的乘積定義為電偶極子的電矩，也稱電偶極矩）
對於有極分子電介質，由於分子的熱運動，各個有極分子的排列是雜亂無章的，所以整體不顯電性。將有極分子放在均勻的外電場中，由於電場力的作用，有極分子向著電場的方向轉動，整齊的排列了起來。就如同體育課上原本在操場上散亂的同學們聽到上課鈴立馬整齊的排好隊一樣。
而在內部的分子由於正負電荷首尾相接，抵消了，只剩下側面一邊剩下正電荷，一邊剩下負電荷，這就是極化電荷。而這種現象叫做極化現象。
對於無極分子電介質，由於正負電荷在電場中受到的電場力的方向是相反的，所以正負電荷重心會發生小小的相對位移，之後的過程和有極分子十分相似。而由於電子的質量比原子核小的多，所以在電場的作用下主要是電子位移，所以這種極化機制稱為電子位移極化。
在電介質中，為了定量的描述各處極化的情況，我們引入了一個矢量P，等於單位體積內的點矩矢量和：
，P稱為電極化強度矢量。可以用來度量電介質的極化狀態。
04極化電荷的分布和極化強度矢量的關係
當電介質極化時，一方面它的體內出現了未全部抵消的電偶極矩，另一方面在它的表面上出現了極化電荷，由於這種電荷不能自由移動，也無法離開介質表面，所以又叫作束縛電荷（這個名字是不是很形象）。這兩個全部是電介質極化產生的影響，我們自然想知道這兩者之間的關係。
要計算一個給定的極化強度對應的束縛電荷，我們考慮一個平行於P的一根管子，
由電極化強度矢量的定義我們可以知道，在體積為Ad的一小塊體積內偶極矩為PAd（A為橫截面積，d為長度），零兩端的電荷為q，偶極矩也可以寫做qd。所以qd=PAd，在豎直切下的情況下我們可以算出表面電荷的密度為：
（你可以思考一下如果我們斜著切，它們之間的關係嗎？）
總之不管是垂直著切還是斜著切，最後我們都得到了一個結論：極化效應就是在物體的表面產生束縛電荷
如果極化是不均勻的，除了表面上存在極化電荷，內部也存在束縛電荷的積累。
當我們在內部選擇一個閉合面，P通過這個閉合面的通量
應該等於因極化而傳出這個面的束縛電荷的總量。根據電荷守恆，圍成的電荷總量等於總的極化電荷的負值，從而我們可以得出：
05電介質中的電場強度
一般來說，外電場中的電介質的內部的電場強度各不相同，也比較複雜，為了簡便，我們用空間中充滿各向同性的電介質的平行板電容器來進行分析。
在有電介質存在的時候，空間中任意一點的電場強度E是外電場強E0和極化電荷的電場E』的矢量和：
.自由電荷和極化電荷產生的電場強度大小分別為
E0的方向與E』的方向相反，故
可以看出，在電介質的內部合電場強度E總是小於自由電荷產生的電場強度E0，這一結論雖然是從特例得到的，但是可以證明是普遍成立的。
06電位移矢量D
在文章的一開頭，我們看到靜電場中的電介質和導體有相似之處
在學習電場的時候我們都會學習高斯定理，高斯定理建立了電場場強與電荷之間的關係，而在電介質中這個定理仍然成立，只不過我們要對它進行一點修改，在進行電通量的計算時，我們要計算高斯面內包圍的自由電荷q0和極化電荷q』：
而在之前我們知道
化簡後我們可以得到：
從這個公式我們知道，在電介質的內部需要兩個物理量E和P來描述，而在實際的問題中極化電荷的分布我們無法提前得知，用來計算十分的繁瑣，為此我們引入了一個新的物理量——電位移矢量D，它的定義為
上面的公式可以改寫為
這樣這個式子就不含極化電荷。而當我們研究電介質時這種形式的高斯定理十分有用，因為它僅涉及自由電荷，而且自由電荷是由我們控制的。
而實驗表明對於大多數常見的各向同性線性電介質，P和方向相同，且數量上存在著簡單的正比關係，因此可以寫成
比例常數叫做極化率，將這個式子代入到
得：
其中比例係數
叫做電介質的介電常量，（準確的應該叫做相對介電常量）。
好了在介紹磁介質的磁荷觀點之前，我們已經對於電介質有了一定的了解，而磁荷觀點的提出就和電荷存在著一定的對應關係，所以了解了電介質，接下來的磁荷觀點也與這個存在很大的相似之處。
磁荷觀點
我們在之前就介紹了，磁荷觀點的提出和電的庫侖定律是平行的，所以我們可以完全按照電介質的思路來思考磁荷觀點。在電場，我們有電偶極子，有電偶極矩，在磁荷觀點中，磁極是磁荷積聚的地方，小磁針就是磁偶極子。
01磁介質磁化的微觀機制
在磁荷觀點看來，磁介質的最小單元是磁偶極子，在介質未被磁化的時候，磁偶極子雜亂無章的排布著，在宏觀上看起來就是不顯磁性。
具體舉一個例子來說，將一個沒有磁化的鐵芯插在線圈之中，當線圈通入直流電時，鐵芯會產生磁性，產生了N,S極。這樣我們就說鐵芯被磁化了。
鐵芯原本是不顯磁性的，在通入電流後，線圈產生了磁場,叫做磁化場。每個磁偶極子都會收到磁化場的力的作用，就像小磁針會指向磁場方向一樣，磁偶極子在受到力的作用下，磁偶力矩轉向磁場方向。在磁場的作用下，原本雜亂無章的磁偶極子沿著磁場的方向整齊排列，在內部的N,S極互相抵消，在宏觀上看來就只剩下鐵棒的兩個側面上出現了N,S極，也就是我們說的鐵棒被磁化了。
在電介質中，為了定量的描述各處極化的情況，我們引入了一個矢量P，叫做電極化強度矢量。同樣，為了描述磁介質中的磁化狀態，我們也可以引入一個磁極化強度矢量，這個概念完全和之前的相同，只需要把電偶極矩這幾個字改成磁偶極矩。我們給這個磁極化強度矢量起一個名字J：
而J就是一個能夠反映出介質磁化狀態的一個物理量。
02磁荷分布和極化強度矢量J的關係
由於磁極化強度矢量J完全和電極化強度矢量P對應，我們用同樣的方法可以得到與之前對應的公式
此處我就不再進行贅述，大家可以當作練習自己鞏固。
03磁介質中的磁場強度
同之前類似，磁介質中的總磁場強度H是磁化場和介質端面上產生的附加場的矢量疊加，即：
由圖我們可以知道和兩者方向實際上是相反的，總磁場強度的數值實際上是兩者相減
04安培環路定理和高斯定理
由於總磁場是由兩部分組成的，所以我們只需要分開研究這兩部分，這樣我們便可以得到總的性質
磁化場是由電流產生的，而電流周圍產生的磁場可以由畢薩公式決定
同樣，我們可以知道，滿足的安培環路定理和高斯定理分別為
由於磁荷是通過電荷的觀點引入的，磁荷就類似於電荷，所以磁荷產生的滿足的環路定理和高斯定理必然和電荷相同
環路定理：
高斯定理：
所以總磁場H滿足的安培環路定理和高斯定理分別為：
即
05磁感應強度矢量B
在電介質中我們引入了一個輔助矢量D，藉助它，高斯定理可以寫成一個與極化電荷無關的形式，同樣，在磁場的情形，我們可以引入磁感應強度矢量B
藉助
，將消去，我們可以得到一個新的公式
仿照電介質的方法，我們引入
B就叫做磁感應強度矢量，也就是
仿照
我們引入
於是
其中
稱作磁導率，和電介質中的介電常數相對應
通過兩部分的比較，我們可以發現，磁荷觀點完全是仿照著電荷觀點而來的，其中的大部分公式和定義也是仿照電介質而來，現在我們已經知道實際上不存在磁荷，但是對於很多目的而言，這個模型仍然可以使用，希望學習了磁荷觀點後，大家能夠對早期的物理學家感到更加的敬佩。