场线

图左是两个同电量的正电荷的电场线。图右是一个电偶极子的电场

不同电量的正电荷与负电荷的电场线

透过铁粉显示出的磁场线。将条状磁铁放在白纸下面，铺洒一堆铁粉在白纸上面，这些铁粉会依著磁场线的方向排列，形成一条条的曲线，在曲线的每一点显示出磁场线的方向

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。

参阅

• 力场（force field）
• 电场线（line of force）
• 论法拉第力线
• 电磁场的数学表述

参考文献

• Griffiths, David J. Introduction to Electrodynamics (3rd ed.). Prentice Hall. 1998: 65–67 and 232. ISBN 0-13-805326-X.