在電磁學中，磁體、磁鐵、電流和隨時間而改變的電場，都會產生磁場。處於磁場中的磁性物質或電流，會因為磁場的作用而感受到磁力，因而顯示出磁場的存在。磁場是一種向量場；磁場在空間中的任一位置都具有方向和數值大小**。

磁鐵與磁鐵之間，通過各自產生的磁場，互相施加作用力和力矩於對方。運動中的電荷也會產生磁場。磁性物質產生的磁場可以用電荷運動模型來解釋。

當施加外磁場於物質時，磁性物質的內部會被磁化，會出現很多微小的磁偶極子。磁化強度估計物質被磁化的程度。知道磁性物質的磁化強度，就可以計算出磁性物質本身的產生的磁場。產生磁場需要輸入能量，當磁場被湮滅時，這能量可以再回收利用，因此，這能量被視為儲存於磁*場。

電場是由電荷產生的。電場與磁場有密切的關係；隨時間變化的磁場會產生電場，隨時間變化的電場會產生磁場。馬克思威方程組描述電場、磁場、產生這些向量場的電流和電荷，這些物理量之間的詳細關係。根據狹義相對論，電場和磁場是電磁場的兩面。設定兩個參考系A和B，相對於參考系A，參考系B以有限速度移動。從參考系A觀察為靜止電荷產生的純電場，在參考系B觀察則成為移動中的電荷所產生的電場和磁場。

在量子力學中，科學家認為，純磁場與純電場是虛光子造成的效應。以標準模型的術語來表達，光子是所有電磁作用的顯現所依賴的媒介。對於大多數場景，無需使用微觀的描述，使用經典理論即可；在低場能量狀況，其中的差異是可以忽略**的。

在古今社會裡，很多人對世界文明有重大貢獻的發明都涉及到磁場的概念。地球能夠產生自己的磁場，這在導航方面非常重要，因為指南針的指北極準確地指向位置在地球的地理北極附近的地磁北極。電動機和發電機的運作機制是倚賴磁鐵旋轉使得磁場隨時間而改變。通過霍爾效應，可以給出物質的帶電粒子的性質。磁路學專門研討，各種各樣像變壓器一類的電子元件，其內部磁場的相互**作用。

按照磁場對於周圍環境的影響，可以用幾種等價的方法來定義磁場。例如，類似於電場，磁場對電荷會施加作用力；但與電場不同的是，它只對移動中的電荷施加作用力，而且作用力的方向垂直於磁場本身和電荷速度。

另一種對於磁場的工作定義是由處於磁場的磁偶極子所感受到的力矩給出，以方程式表示，

其中，

雖然很早以前，人類就已知道磁石和其奧妙的磁性，最早出現的幾個學術性論述之一，是由法國學者皮埃·德瑪利克（Pierre de Maricourt）於公元1269年寫成。德馬利克仔細標明瞭鐵針在塊型磁石附近各各位置的定向，從這些記號，又描繪出很多磁場線。他發現這些磁場線相會於磁石相反兩端位置，就好像地球的經線相會於南極與北極。因此，他稱為這兩位置為磁極。幾乎三個世紀後，威廉·吉爾伯特主張地球本身就是一個大磁石，其兩個磁極分別位於南極與北極。出版於1600年，吉爾伯特的鉅著《論磁石》（De Magnete）開創磁學為一門正統科學學術**領域。

於1824年，西莫恩·帕松發展出一種物理模型，比較能夠描述磁場。帕松認為磁性是由磁荷產生的，同類磁荷相排斥，異類磁荷相吸引。他的模型完全類比現代靜電模型；磁荷產生磁場，就如同電荷產生電場一般。這理論甚至能夠正確地預測儲存於磁場的能量**。

儘管帕松模型有其成功之處，這模型也有兩點嚴峻瑕疵。第一，磁荷並不存在。將磁鐵切為兩半，並不會造成兩個分離的磁極，所得到的兩個分離的磁鐵，每個都有自己的指南極和指北極。第二，這模型不能解釋電場與磁場之間的奇異**關係。

於1820年，一系列的革命性發現，促使開啟了現代磁學理論。首先，丹麥物理學家漢斯·奧斯特於7月發現載流導線的電流會施加作用力於磁針，使磁針偏轉指向。稍後，於9月，在這新聞抵達法國科學院僅僅一週之後，安德烈-瑪麗·安培成功地做實驗演示出，假若所載電流的流向相同，則兩條平行的載流導線會互相吸引；否則，假若流向相反，則會互相排斥。緊接著，法國物理學家讓-巴蒂斯特·必歐和菲利克斯·沙伐於10月共同發表必歐-沙伐定律；這定律能夠正確地計算出在載流導線周圍的**磁場。

1825年，安培又發表了安培定律。這定律也能夠描述載流導線產生的磁場。更重要的，這定律幫助建立了整個電磁理論的基礎。於1831年，麥克·法拉第證實，隨時間而改變的磁場會產生電場。這實驗結果展示出電與磁之間更密切**的關係。

從1861年到1865年之間，詹姆斯·馬克士威將經典電學和磁學雜亂無章的方程式加以整合，發展成功馬克士威方程組。

雖然，有了極具功能的馬克士威方程組，經典電動力學基本上已經完備，在理論方面，二十世紀帶來了更多的改良與延伸。阿爾伯特·愛因斯坦，於1905年，在他的論文裡表明，電場和磁場是處於不同參考系的觀察者所觀察到的同樣現象（幫助愛因斯坦發展出狹義相對論的思想實驗，關於其詳盡細節，請參閲移動中的磁鐵與導體問題）。後來，電動力學又與量子力學合併為量子電動力學。

在各個學術領域裡，磁場會被用來稱呼兩種不同的向量場，分別標記為

(\mathbf{H})

和

(\mathbf{B})

：

儘管「磁場」這個詞彙在歷史上已先被(\mathbf{H})場佔有，而只能將(\mathbf{B})場稱為「磁感應」，但是現在多數物理學家公認(\mathbf{B})場為更基本的物理量，因此他們稱呼(\mathbf{B})場為「磁場」，電機電子工程師學會（IEEE）則定*義(\mathbf{H})

磁場圖：視覺化磁場的強大工具

磁場圖是強大的工具，用於視覺化磁場的強弱和方向。磁場由帶電粒子運動產生，存在於各種日常應用中，從指南針到核磁共振成像 (MRI)。

磁場圖類型

磁場圖有不同的類型，每種類型都以特定方式顯示磁場。以下是常見的磁場圖類型：

磁場圖應用

磁場圖在各種科學和工程領域中具有廣泛的應用，包括：

• 導航：磁場圖用於設計指南針和 GPS 系統，幫助人們確定方向。
• 醫療：磁場圖用於 MRI，一種成像技術，可產生人體組織的詳細圖像。
• 工業：磁場圖用於檢測和分析金屬中的缺陷，並在電動機和發電機等設備中優化磁場。
• 能源：磁場圖用於研究和設計磁能發電機和儲能系統。
• 地球物理學：磁場圖用於研究地球磁場，並探索地下結構和礦牀。

使用磁場圖

使用磁場圖時，必須考慮以下事項：

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• 圖例：瞭解磁場圖圖例非常重要，它定義了顏色、符號和比例尺的含義。
• 比例尺：正確地解釋磁場圖需要瞭解比例尺，它指定了圖中距離與實際距離之間的關係。
• 限制：磁場圖僅代表特定時間和位置的磁場。重要的是要考慮磁場可能會隨著時間和空間而變化。

磁場圖是視覺化磁場的強大工具，具有廣泛的應用。瞭解不同類型的磁場圖以及如何使用它們對於有效利用磁場信息至關重要。