无力磁场

无力磁场是磁场时的等离子体产生压力是非常小时，相对于所述磁性压力，等离子体压力可被忽略，并且因此只有磁性压力被认为存在。对于无力场，电流密度为零或平行于磁场。“无力”这个名字来源于能够忽略来自等离子体的力量。

简介无力磁场是在磁流体力学中，能满足的磁场。无力磁场中的重力和压力都可以忽略，磁作用占主导地位，能够在自身的磁压力和磁张力的作用下保持平衡。无力磁场的基本方程是：

其中α是空间位置的函数。上式虽然简单，但是人们对于无力磁场的性质仍然不甚了解。对上式取散度，并考虑到，可以得到：

上式表明α在每根磁力线上只有一个值。1

磁流体力学磁流体力学（英文：MHD, Magnetohydrodynamics、magnetofluiddynamics或hydromagnetics），是研究等离子体和磁场相互作用的物理学分支，其基本思想是在运动的导电流体中，磁场能够感应出电流。磁流体力学将等离子体作为连续介质处理，要求其特征尺度远远大于粒子的平均自由程、特征时间远远大于粒子的平均碰撞时间，不需考虑单个粒子的运动。由于磁流体力学只关心流体元的平均效果，因此是一种近似描述的方法，能够解释等离子体中的大多数现象，广泛应用于等离子体物理学的研究。更精确的描述方法是考虑粒子速度分布函数的动理学理论。磁流体力学的基本方程是流体力学中的纳维-斯托克斯方程和电动力学中的麦克斯韦方程组。磁流体力学是由瑞典物理学家汉尼斯·阿尔文创立的，阿尔文因此获得1970年的诺贝尔物理学奖。1

散度散度或称发散度，是向量分析中的一个向量算子，将向量空间上的一个向量场（矢量场）对应到一个标量场上。散度描述的是向量场里一个点是汇聚点还是发源点，形象地说，就是这包含这一点的一个微小体元中的向量是“向外”居多还是“向内”居多。举例来说，考虑空间中的静电场，其空间里的电场强度是一个矢量场。正电荷附近，电场线“向外”发射，所以正电荷处的散度为正值，电荷越大，散度越大。负电荷附近，电场线“向内”，所以负电荷处的散度为负值，电荷越大，散度越小。向量函数的散度为一个标量，而纯量的散度是向量函数。2

场线场线是由矢量场和初始点设定的轨迹。在空间里，矢量场在每一个位置，都设定了一个方向。只要按照矢量场在每一个位置所指的方向来追踪路径，就可以素描出正确的场线。更精确地说，场线在每一个位置的切线必须平行于矢量场在那一个位置的方向。

在空间内，由于，伴随着每一个点的矢量，组合起来，构成了矢量场，场线可以说是一个专为矢量场精心打造的显像工具，能够清楚地显示出矢量场在每一个位置的方向。假若矢量场描述的是一个速度场，则场线跟随的是流体的流线。在磁铁的四周洒散铁粉，可以清楚地显示出磁场的磁场线。静电荷的场线称为电场线，从正电荷往外扩散，朝着负电荷聚集。

对于一个矢量场，假若能够完整地描述其所有的场线，那么，这矢量场在每一个位置的方向已完全地被设定了。为了同时表示出矢量场的大小值，必须变化场线的数量，使得场线在任意位置的密度等于矢量场在那位置的大小值，也就是说单位面积所含的场线越多，则矢量场越强，反之则矢量场越弱。

场线的图案能够用来表达某些重要的矢量微积分概念。场线从某一个区域的往外扩散或往内聚敛可以表达散度。场线的螺旋图案可以表达旋度。

虽然大多数时候，场线只是一个数学建构，在某些状况，场线具有实际的物理意义。例如，在等离子体物理学里，处于同一条场线的电子或离子会强烈地相互作用；而处于不同场线的粒子，通常不会相互作用。

1851年，法拉第提出了场线的概念。2

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所