能量存在电场中 而不是电荷上
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5月25日之前 把你们写的论文写好交给我
☜PN结上电偶极子运动规律
作业答案纠正
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电磁讲坛
时间：5月11日晚上7:00
地点：2121教室
请报告人把题目发送至我的邮箱 wwwjjj@mail.ustc.edu.cn 按一定顺序做报告
如果当晚预定的人较少 你也可以直接上去发言
报告要求：可以是自己的想法、新的理论、好的题；也可以纠正大家惯用的错误思维；
也可以是自己没有解决的有意义的问题，大家一起讨论，等等
加分因素：报告着皆有加分，新观点有深刻含义、问题很有启发性更好
小论文
电磁学小论文是一次训练 这个过程中希望大家体验到独立发现问题 解决问题的快乐，结合自己学的知识、发散思维、调研资料 然后提出自己的见解 并严格求证 逻辑清晰地撰写出来 最终让大家也都明白 这个过程你也就收获不少了
把基础知识学牢固才是最最重要的，有了扎实的功底后，灵感一来 发表论大文是自然而然的事情
LaTeX.pdf（这个用手写、用Word软件都可以，不过趁机学学对以后会有帮助）
网上搜集的小轮文：
电磁日志 Electromagnetic Diary
付晓君 介电常数为ε的球体的电像法
张云鹏 电容-介质系统受力分析（电压不变和电荷不变的的受力是相等的 全新观点）
陈一昊 万有引力和库伦力的对比
5月7日
平行的电场线一定大小处处相等吗？
1.16题是不是应该考虑有电荷分布的情况呢？比如中间有一层介质的平行板电容器算是电场线平行吗？但这种情况下电场不是处处相等。
助教辛苦了~【很好的问题！介质均匀带上电 附加了电场 就不能保证电场是大小处处相等；注意到括号里的提示 “利用高斯定理 和 环路定理” 显然 在利用高斯定理时 你的这种情况有电荷 积分不为零 是无法证明“电场强度的大小处处相等的”
所以，这个问题应该强调一下 是在空间没有电荷分布的地方成立】
PB11203104 张博
对“电磁场是一种物质”的理解
和同学讨论 发现大家对这句话有不同的理解 下面是我的想法：
与其说是“物质” 不如说是“现象” 因为物质，人们更多想的可能是拿来吃的苹果、用来砸人的砖块；这种意义上 抽象名词都可以说成“现象”。龙卷风、台风 其实都是空气，但是由于其特有的规律 赋予了名词 是一种现象 也可以称其为物质。电磁场同样 也是一种从现象抽象出的物质。再说说你吃的苹果、砸人的砖块，它们也是一系列“现象”的集合，青色红色光泽、酸酸甜甜的苹果，粗糙的、很重的砖块，这些“现象”的集合被你抽象而成为“物质”。这些红色光泽是光学电磁波、酸甜是化学递质而产生的神经信号、粗糙是漫反射、重是重力。苹果砖块是物质，是复杂现象抽象的物质。而电磁场是物质，是简单现象抽象的物质。仅仅因为电磁场现象太过于简单了，所以我们反而难以理解者竟然也是“物质”，和“苹果”“砖块”无异的“物质”。
古代用烟火传递信息，是等离子和固体灰尘；近代用书信传递信息，是植物纤维和碳粉；我们现在用的手机，需要电磁场传递信息，电磁场也是一种物质。电磁场具有动量、角动量等等；所以我们上了大学后对“物质”的理解会更上一个层次！
4月29日
send by gyx1993@mail.ustc.edu.cn
课本P111右上方，书中说接线的介电常量近似为ε0，我认为不妥，接线是导体，导体的电导率远大于大地的电导率是对的，但是导体的介电常量趋于无穷而不是ε0。
这样说来接线的D就是未定量了。此处应有更详细的说明。
【很好的问题！
接线部分的电荷总量
正比于 小面积 ×D
正比于 小面积 ×E× 介电常数
正比于 小面积×电流密度×电阻率×介电常数
因为 小面积×电流密度=I是不变量
问题归结于 电阻率×介电常数 或者 介电常数/电导率 这个未定型是否趋于零
介电常数的含义是物质极化电荷与外场的相应关系，你既然说导体的介电常数趋于无穷 这必然是和电导率太大有关 是把自由电子看做极化电荷的一种等效
看来这个未定型是分母分子是有联系的，是可以分析的，须要一个模型分析之：
电导率趋于无穷过程中 “介电常数” 更慢地趋于无穷
这其中 导体的位形起了关键作用 注入导体管子上的电荷分布甚远
这就像一般的平行板电容 当d从很小趋向很大时 最终极化总电荷 要比线性电导率少一个量级，从而等效介电常数 比电导率小很多。
上面的解释很牵强，有忽悠人的嫌疑，希望同学们有好的方法 分享之
】
期中考试复习指南 4月26日（周四）晚上：19:00-21:00
一、真空中的静电场
前四节课就是库伦公式。
第五节高斯定理有点难度，平方反比引发的一系列奇妙事件值得思考。
环路定理 和 高斯定理 分别反映了库伦势的 有心性质 平方反比性质，尝试思考这两种数学积分的本质。
势函数的引入又是一大飞跃 在大脑中构建 电场线 等势面的图像 微分关系。
二、静电场中的导体和电介质
这一章是一个唯象理论，引入了很多物理量 要知道为什么引入它们。
不同物质有不同的电性 导体 电介质 物态方程+第一章中的基本方程+数学技巧=第二章的各种应用
电容是否是第一章中电场可叠加性的体现 电容不仅是为了计算题而存在
电介质的物理图像 微观无穷大 宏观无穷小 平均场 引入的P D ε χ 及其新的基本方程（有点难度）
边值关系虽然是基本积分方程的推论 但需要从中吸取出物理直观
电像法对称性注意不要顾此失彼
三、静电能
这一章是纯理论，包含大量物理思想和哲学观念。
研究对象是什么 什么事内部 什么事外部 能量讲究个变化 那么怎样合理选择内外部
从离散到连续 学会品味微积分的优美语言 学会洞悉和品味公式中的对称美
能量存在电场中 而不是电荷上 能否对此概念辗转反侧 废寝忘食 能量的本质是什么？
结合第二章中电介质 在对凝聚态物质中静电能进行一番杜甫式忧国忧民的思考 顿悟后 你会觉得宇宙中每个原子都在对你微笑
力和能量哪个更本质 如果掌握了能量 那么力仅仅是几何上对能量的加工 虚功原理你掌握的怎样
四、稳恒电流
这一章在物理学院是唯象理论 在计算机学院也许是纯理论
几何上讲一切流体都满足稳恒的推论
高中学过公式 焦耳定律 欧姆定律 希望同学们用尽可能少的假设从新推导一遍
非静电力 静电力 本质的理解 能量在电路中的运转
基尔霍夫定律其实是流体几何关系的特例 这些东西可以脱离物理而存在 我称之为几何的
电介质 导体 流体关系 电磁基本关系 综合分析 这里研究对象就是电荷 电流，电阻 介电常量暗示着等式，再联立几何关系等式求解之
如何拿到高分
step1 把课本后面1到4章的所有题全部再做一遍 不能含糊 遇到不熟悉的翻翻课本 查查资料 或者同学交流讨论
step2 4月26日周四晚上19:00准时到2210和2211教室参加考试
4月2日——4月8日
重整化群
周一周二周三放假 周四周五上课 周六周日放假 ----重整化处理---->七天都在放假
周一周二周三周四周五上课 周六周日放假 -------重整化处理------>七天都在上课
Kadanoff 在1966年按照粗粒平均的思想引进了重整化群理论中的基本物理概
念使之运用于提取临界区域的临界指数，而无需研究配分函数。但是Kadanoff
理论缺少严格的数学基础，1971年后K. Wilson 发展了重整化群技术的定量理论
并奠定了它的数学基础，成功地应用重整化群方法解决了临界现象问题，从而获
得了1982年的Nobel 物理学奖。
4月3日
牛顿第三定律的讨论
3月31日
电偶极子问题若干（只要你把下面的思考清楚，基本上就OK了）
①电偶极子产生的电势、电场
②电偶极子在外场中的受力情况（均匀场不受力，……）
③电偶极子在外场中受到的力矩
上面②③分别和外势场的各种空间导数有关系，请对比点电荷在外场中的受力
④电偶极子有没有“专用的势场”（普通电势场是点电荷的专用势场，直接反应出点电荷的能量）
⑤电偶极子的电像（无限大导体平面、导体球）
⑥两个电偶极子相互作用力（是否满足牛顿第三定律，大小、方向、作用连线）
⑦电偶极子产生极化电荷的微观-宏观图像（怎么用数学推理……）
……
电偶极子的重要性：
弄懂了它后，直接可以和磁偶极子类比；
大二下学期电动力学还会学到电四极子、电八极子…… 它们其实就是对电荷的某种泰勒展开
数理方程中会学习到一种“狄拉克函数”这个函数在某一点的值是无穷大、其他点是0、正负无穷积分后是1，
对狄拉克函数求一阶导数可以得到电偶极子
张增彦 牛顿力学和库伦定理的类比应用
韩中东 静电场中电介质和导体的统一
张朔 导体球壳的平衡问题
另外讨论了极化电荷的微观和宏观的物理图像
各种提问辩论思考等等 3个小时 到约有场20人
还有很多同学发给我作品 没有发言的 也有很多同学还在努力写 加油加油！
3月18日
韩中东PB11203191同学的大作 静电场下导体与电介质的统一
3月14日
来自PB11203083同学的创意 （详解见
原子弹爆炸中的电容 （学长臆想的物理模型）
原子弹爆炸时，温度很高，物质成为等离子态，电子的质量比正离子的质量小，所以电子先蹦出来，正离子随后跟上来。这好像一个球形电容器，外面是负电荷、里面是正电荷。这个电容先充电，后放电；而且电容大小会变化。这个过程合理吗？请估算这个过程电磁波的释放？你还有什么想法？
3月10日
默认无穷大的参考点为零电位
有同学认为题2.2的条件不清楚————没有明确告诉什么事零电位。
一般而言，我们研究的体系只要不存在无穷大的条件（无限大平面、无穷长直线），那么无穷远必定为零电势。
静电的电势都是有电荷引起的，一般的思维都认为，什么都没有的空间的电势为0，然后慢慢地从无穷远处拿过来电荷；
这个逻辑过程可以解决能量、功、电势等诸多问题，重要的假设就0空间的电势为0.
什么样条件存在极化电荷
均匀介质中不存在极化电荷
不均匀介质（均匀介质的分解面、介质与净电荷的界面）可能存在极化电荷。
电荷-电场-电势 在真空中的物理图像很清晰 电场线出现源汇说明有电荷
均匀介质中 能激发出电荷的电场也必须有源汇的（散度非零） 电磁波就可能在均匀介质中激发出极化电荷
但静电场中的源汇和净电荷伴生 所以极化电荷和净电荷也伴生
非均匀介质中 极化的程度不一样 出现点极化电荷难免
【原创】想象一个大森林里 树木随风摇摆 如果种的都是同一种松树（它们硬度相同 在风的吹动下摇摆幅度一样）
一阵大风刮过 树木的摇摆同步 作为老鹰的你根本看不见树木下面藏匿这的小兔兔
一阵抖动的风刮过 树木在空间上周期摇摆 可以看到一些树之间的草地
一架直升飞机 悬浮空中 树木朝着周围四散倒开 可以可见地面
大森林中不止同一种树木 当大风吹过 你可以在两种树木的分解线上 看到露出的地面
3月6日
哥这两天感冒了 嗓子一直好痛 舞蹈课又被人踢了 还要看这么多邮件 还要做我的很多作业 不容易啊
所以大家的没有最先发现错误也没有什么 学好了知识以后不愁找工作 当然也就更不用愁找舞伴了
3月4日
收到了韩中东同学的想法：
P33.在该页归纳导体特性的第（4）小点的证法中，我认为有个地方表述欠妥。在证明空腔内电势与导体壳电势相等时，书中写到“我们可在空腔内作另一等势面
这里我想到了一种不同的证法：假设空腔内有电场线存在。由于电场线只能起于正电荷或无穷远终于负电荷或无穷远，导体内部的零场强保证了电场线不能起于或终于无穷远，故只能起于正电荷终于负电荷。又因为空腔内无电荷，故电场线只能起于导体内表面的正电荷，终于内表面的负电荷，这与导体是等势体矛盾！故空腔内无电场线，场强为零，从而可以得知空腔内电势与导体壳电势相等。
韩中东PB11203191
2012/3/2
3月2日
有同学认为2.22题会出现无穷大的静电力
22题 q对电介质有影响 作用将会无穷大，书中不计q的影响
【为了简单起见，我们分析一个简单的一维模型。
感觉上,在不均匀的介质分界面，放上带电玩意，的确可以产生无穷大的矛盾！
你发现的这个问题很震撼:
我现在设计了一个实验，如下：
油和水的介电常数不同，密度不同，它们导电都不很强（或者把水换成其他有机溶剂，但是不溶于油）；
找一个密度介于油和水之间的小球
如果小球不带电，它会飘在截面上；
现在让它带上电，会不会受到无穷大的力，突然飞起来，或者震荡呢？！
实验可以做一做。
但是，我总感觉问题有点诡异；诡异就诡异在，这是一个点，一个点的电荷如何分布呢。
我们先把这点想象成为一个导体小球，那么导体小球上的自由电荷会重新分布，
从而抵消这种无穷大力的现象，随着小球的缩小，这个重新分布总是在进行的，所以无穷大力不会出现。
如果不是导体呢?其实还是可以解决的
这个小球通过向某一侧偏移，但是不离开界面，从而达到从新的平衡。
当小球尺寸趋向于0时，小球还是收敛到界面上的。】
3月1日
今天叶老师提到了格林倒易定理。
同学们都正在学习过线性代数，有一个证明方法只用列三个式子。（hint ①向量的内积可交换②QU之间是纯粹的线性关系）
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