Miből áll a mágneses erővonal, ha vákumban is terjedhet, vagyis anyag nélküli térben?

A mágneses erővonal (meg általában bármilyen erővonal) leginkább amolyan látszatdolog, ami úgy tűnik, hogy van, pedig valójában egész másról van szó. Faraday még valóban úgy gondolta, hogy láthatatlan szálak kötik össze a mágneseket, mint valami gumikötél.

Valójában az erővonal egyfajta szemléltetése egy mezőnek. Van matematikai definíciója is. Az erővonal nem más, mint egy olyan vonal, aminek akármelyik pontjába húzott érintő meg adja az ott érvényes mező vektorának irányát.

valahogy így: [link]

Ezért ilyesfajta vonalakat csak vektormezőknél szokás bevezetni. A vektormező pedig nem más, mint a tér minden pontjában meghatározott vektor. Az elektromos térerősség egy vektormező, a tér minden pontjához tartozik egy térerősségvektor, ami alapján meg tudod mondani, hogy ha az adott pontba teszel egy töltést, arra mekkora erő (ami vektormennyiség) fog hatni. A mágneses mező pedig olyan, hogy a tér minden pontjában egy ún. mágneses indukcióvektor van, ha oda teszel egy másik mágnest, vagy egy mozgó töltést, akkor megmondja, hogy abban a pontban mekkora forgatónyomaték (ami szintén vektormennyiség) hat rá. De lehet venni mondjuk egy közeg áramlási terét, ahol a tér minden pontjában a közeg ott érvényes sebességét (szintén vektormennyiség) adja meg.

Mivel a tér végtelen sok pontból áll, ezért végtelen sok vektort felrajzolni igencsak nehézkes és időigényes lenne :), ezért is jó például az erővonalas ábrázolás. Áramlások esetén nem erővonalnak, hanem áramvonalnak hívjuk.

Hogy miből áll az erővonal, legközelebb akkor járunk az igazsághoz, azt mondjuk, fotonokból, azok közvetítik az elektromágneses kölcsönhatásokat, és terjednek vákuumban is.