磁鐵的極強、磁矩與磁場

國內目前使用的物理教材，有關磁力作用的部分，在高中階段與大學普通物理學課程中，通常都先由電流的磁效應切入，指出載流導線會在空間各處建立磁場，因而可使在磁場中運動的電荷，感受到磁力。但在國小與國中階段，則多半是由現象學的觀點出發，先觀察磁鐵對鐵質物體的吸引作用，再引進磁場、磁力線與磁力的觀念。至於從電流磁效應的觀點，要如何描述磁鐵的磁力強弱，以及其磁場的大小與方向，則各階段的教材，似乎多略而不提，鮮少詳細加以說明。基於不同階段教材內容互相銜接的需要，本文由現代電磁學的觀點，以磁偶極子為闡釋磁作用與磁現象的基本單元，說明如何定義磁鐵的磁極強度，並進而建立磁力與距離平方成反比的重要特性。文中也舉出一些有關磁鐵與磁力作用的例子，藉以說明此類的靜磁學問題，確可完全仿照靜電學中有關庫侖作用力的各種分析與解法，獲得定量而明確的答案，此外並討論磁矩與磁化強度的測量方法。