什麼是磁場？為什麼它是宇宙學的基本組成部分？
每個人都知道磁鐵有多麼有趣。作為一個孩子，我們中間誰不喜歡看我們是否可以將我們的銀器粘在一起？那些我們可以安排形成幾乎任何形狀的小磁鐵如何粘在一起呢？嗯，磁性不僅僅是科學實驗的無窮樂趣或有益的源泉;它也是宇宙所依據的基本物理定律之一。被稱為磁性的吸引力發生在存在磁場時，磁場是由磁性物體或粒子產生的力場。它也可以通過變化的電場產生，並通過它施加在其他磁性材料上的力來檢測。因此，為什麼涉及磁鐵的研究領域被稱為電磁學。
定義：
可以根據上下文以多種方式定義磁場。然而，一般而言，它是對磁性敏感的物質施加磁力的不可見場。磁鐵還通過它們產生的磁場相互施加力和扭矩。
它們可以在磁體附近，通過電流或變化的電場產生。它們本質上是偶極的，這意味著它們具有北極和南極磁極。用於測量磁場的標準國際（SI）單元是特斯拉，而較小的磁場以高斯（1特斯拉= 10,000Gass）測量。在數學上，磁場是根據它施加在移動電荷上的力的大小來定義的。該力的測量是一致的洛侖茲力法，其可以被表示為F = QVB，其中F是磁力，q是電荷，v是速度，和磁場是乙。此關係是矢量積，其中F與所有其他值垂直（ - >）。
野外線：
磁場可以由從尋北磁極出現並進入尋南極的連續力線（或磁通量）表示。線條的密度表示場地的大小，更集中在兩極（場強的地方），散開並減弱它們從極點越遠。均勻磁場由等間隔的平行直線表示。這些線是連續的，形成從北到南的閉環，並再次環繞。任何點處的磁場方向平行於附近場線的方向，並且場線的局部密度可以與其強度成比例。
磁場線類似於流體流動，因為它們是流線型的並且是連續的，並且取決於觀察到的場的接近程度，出現更多（或更少的線）。場線可用作磁場的表示，允許許多磁性定律（和電磁）被簡化並用數學術語表達。觀察磁場的一種簡單方法是在鐵磁鐵周圍放置鐵屑。這些填充物的排列將對應於場線，形成在極點處連接的條紋。它們也出現在極地極光中，其中可見的光線與地球磁場的局部方向對齊。
學習史：
磁場的研究開始於1269年，當時法國學者Petrus Peregrinus de Maricourt使用鐵針繪製出球形磁鐵的磁場。這些線交叉的地方他稱之為「極地」（參考地球的兩極），他將繼續聲稱所有的磁鐵都擁有。在16世紀，英國物理學家和科爾切斯特的自然哲學家威廉吉爾伯特複製了佩雷格裡努斯的實驗。1600年，他在條約（De Magnete）中發表了他的研究結果，其中他說地球是一塊磁鐵。他的工作是建立磁學作為一門科學所固有的。
1750年，英國牧師和哲學家約翰米歇爾表示磁極相互吸引和排斥。他觀察到，他們這樣做的力與距離的平方成反比，否則稱為平方反比定律。1785年，法國物理學家Charles-Augustin de Coulomb實驗驗證了地球的磁場。隨後是19世紀法國數學家和幾何學家Simeon Denis Poisson創建了第一個磁場模型，他於1824年提出。
到了19世紀，進一步的啟示改進並挑戰了先前持有的觀念。例如，在1819年，丹麥物理學家和化學家漢斯·克裡斯蒂安·奧斯特德發現電流會在其周圍產生磁場。1825年，André-MarieAmpère提出了一種磁力模型，其中這種力是由於永久流動的電流迴路而不是磁荷的偶極子。1831年，英國科學家麥可法拉第表明，不斷變化的磁場會產生一個環繞的電場。實際上，他發現了電磁感應，其特點是法拉第感應定律（又名法拉第定律）。
1861年至1865年間，蘇格蘭科學家James Clerk Maxwell發表了他的電學和磁學理論 - 被稱為麥克斯韋方程。這些方程式不僅指出了電和磁之間的相互關係，而且還說明了光本身是一種電磁波。在19世紀末和20世紀，電動力學領域進一步擴展。例如，阿爾伯特愛因斯坦（他於1905年提出了狹義相對論）表明，電場和磁場是從不同參考系觀察的相同現象的一部分。量子力學的出現也導致了量子電動力學（QED）的發展。
例子：
磁場的典型例子是由鐵磁鐵產生的磁場。如前所述，磁場可以通過用鐵屑包圍來說明，鐵屑將被吸引到其場線並形成圍繞極的環形結構。更大的磁場例子包括地球的磁場，它類似於由簡單的條形磁鐵產生的磁場。這個場被認為是地球核心運動的結果，它在一個堅固的內核和熔化的外核之間分配，它在地球的相反方向上旋轉。這產生了發電機效應，據信它可以驅動地球的磁場（也稱為磁層）。
這樣的場被稱為偶極場，因為它有兩個極點 - 北極和南極，位於磁鐵的兩端 - 場的強度達到最大值。在兩極之間的中點，強度是其極值的一半，並且延伸到數萬公裡進入太空，形成了地球的磁層。其他天體已被證明具有自己的磁場。這包括太陽系的氣體和冰巨人 - 木星，土星，天王星和海王星。木星的磁場強度是地球的14倍，使其成為任何行星體的最強磁場。木星的月亮木衛三也有一個磁場，是太陽系中唯一一個已知的月亮。
據信火星曾經有一個類似於地球的磁場，這也是其內部發電機效應的結果。然而，由於大規模碰撞或其內部的快速冷卻，火星數十億年前失去了它的磁場。正因為如此，人們認為火星已經失去了大部分的大氣層，並且能夠在其表面保持液態水。
歸根結底，電磁學是我們宇宙的基本組成部分，在那裡有核力量和引力。了解它是如何工作的，以及磁場發生的地方，不僅是理解宇宙如何形成的關鍵，也可能有助於我們有朝一日找到地球以外的生命。