每週科學小知識：為什麼載流導線會產生磁場？

通電導線周圍會產生磁場－這個基本物理現象最早由丹麥物理學家漢斯·克里斯蒂安·奧斯特於1820年證實。在他的經典實驗中，當電流流過導線時，放置在導線下方的平行羅盤指針會偏轉。這直接證明了電流的磁效應，確立了電與磁之間的內​​在聯繫，並開啟了電磁學研究的新紀元。

從微觀角度來看，磁場源自於電荷的運動。當導線中通有電流時，導線內自由電子的定向漂移形成電流。根據電磁學原理， 每個運動的電荷都會在其周圍產生磁場。 儘管導線整體上是電中性的，但大量同向運動的電子會產生微小的磁場。 建設性地疊加 在導線外部的空間中，形成可偵測的巨觀磁場。其強度與電流大​​小成正比，與距離成反比，而其分佈取決於導體的幾何形狀（直導線、線圈、螺線管等）。

在詹姆斯·克拉克·麥克斯韋建立的電磁理論宏大框架內，載流導線產生磁場的現象完美地融入了他的方程式中。具體來說， 安培-麥克斯韋定律 該定律指出，磁場不僅可以由傳導電流（導線中的電流）產生，也可以由變化的電場產生。這條定律是描述時變電磁場的核心。它統一併提升了奧斯特和安培的發現，揭示了電場和磁場是同一電磁場的兩個不可分割的方面：變化的電場產生磁場，變化的磁場也產生電場。它們相互感應，從而產生電磁波。