麦克斯韦方程和洛伦兹力公式为基础的电磁理论;难点及解决办法

回答: 高等数学难点总结marketreflections2010-03-21 09:45:34

难点及解决办法
难点及解决办法
(1)难点一:麦克斯韦方程和洛伦兹力公式为基础的电磁理论,是局域作用理论。通过建立散度方程和旋度方程表示的局域图像,以及洛伦兹力公式所表示的局域图像,帮助学生理解经典电磁理论的局域作用性质——某处的电荷电流只与该处的场直接发生作用,电场和磁场在某处的散度或旋度与该处的电荷电流密度有关,作为场源的电荷电流只直接激发其附近的场,场源之外的场通过电场与磁场的互相激发,形成电磁波并向远处传播。
(2)难点二:电磁场的物质性表现在它具有能量、动量和质量。经典电磁理论中两个基本场量E和B是时空的连续函数,作为一种物质形态,电磁场在空间中和介质内的分布是连续的,它以波的形式运动,电磁场的能量、能流和动量密度与基本场量的平方成正比。通过场对带电粒子加速使后者获得能量和动量的物理图像,帮助学生理解电磁场的能量密度、能流密度、动量密度和动量流密度概念及其含义,进而过度到光子的能量和动量。
(3)难点三:矢势的物理效应。通过A-B效应、超导体内的相干现象、皮帕德非局域修正,以及磁通量子化现象,引导学生理解矢势所具有客观的、非局域的物理效应。用势描写电磁场可以有很多选择,但在每一种规范下,对客观存在的电磁场,以及矢势对微观粒子相位的影响,保持不变。
(4)难点四:边值问题与求解依据。在有不同介质存在时,求解恒定电磁场分布和电磁波的传播,都是边值问题。通过建立界面上的电荷电流影响界面两边的电磁场的物理图像,帮助学生理解边值关系和边界条件在求解电磁场分布问题中的重要性。
(5)难点五:波的相速度和群速度。相位是描写波动状态的重要物理量,介质的电磁性质和边界条件,是影响相速度和群速度的决定因素。
(6)难点六:推迟势、似稳场和辐射场。对于辐射问题,达朗贝尔方程的解是推迟势,其中的相位因子反映了场点上波的状态变化滞后于辐射源振动状态的变化,根据辐射源到场点的距离r与波长l 的关系,引导学生理解近区的场有似稳性质,远区的场是横向辐射场(TEM波).
(7)难点七:狭义相对论的时空理论。通过旧时空理论在解释电磁现象和高速运动中遇到的困难,帮助学生理解相对论“光速不变原理”、“相对性原理”和“间隔不变性”;以高速运动粒子的寿命和相对论多普勒效应等实验事实,帮助学生理解狭义相对论的时空观。
(8)难点八:相对论力学方程。根据相对论协变性要求,构造四维协变矢量——四维速度、四维动量和四维力,把经典力学方程修改为四维协变形式,由此导出相对论质量、动量和能量表达式和质能关系。通过已被高能物理实验证实的质能关系,引导学生理解相对论力学的物理图象。
(9)难点九:电磁现象的相对性和统一性。电流是电荷的运动效应,两者是同一种物质的两种表现形式,作为电磁势和电磁场激发源的电荷和电流既然有相对性和统一性,有理由把电荷密度和电流密度统一为四维电流密度,因此标势和矢势,电场和磁场也应当有相对性与统一性,前者统一为四维势矢量,后者统一为四维电磁场张量,电动力学方程遵从相对论协变性。
(10)难点十:带电粒子与电磁场的相互作用。主要包括两个方面:一是带电粒子变速运动产生辐射,粒子的自场对粒子的反作用表现为粒子具有电磁质量,同时受到辐射阻尼力;二是自由粒子或束缚粒子对外来电磁波的散射。介质的色散现象,可以用介质内大量束缚电子对外来电磁波的散射给出唯象解释。但经典电磁理论解释辐射频谱和色散现象,均有局限性。

所有跟帖: 

麦克斯韦方程和洛伦兹力公式为基础的电磁理论;难点及解决办法 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (2897 bytes) () 03/21/2010 postreply 19:32:08

电磁波的激发源往往以一定的频率作正弦振荡,因此会辐射出以该频率作正弦振荡的波,称为时谐电磁波,对应的场称为时谐电磁场 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (8128 bytes) () 03/22/2010 postreply 08:32:42

:“在量子力学中基本的物理实体是势,而场仅是由势通过微分运算而导出的。”[[ -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (19132 bytes) () 03/22/2010 postreply 08:50:03

量子力学基础的思考 量子力学研究的是非位势系统,经常有突变,波函数考虑对系统有影响的外场影响 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (35 bytes) () 03/22/2010 postreply 09:01:37

我们把空间之间的映射称为算子, 所谓泛函不过是值域落在实直线R 上或复平面C 内的一个算子 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (9408 bytes) () 03/24/2010 postreply 08:09:19

一开始普朗克常数是指波包的每一小份能量取决于它的频率,而在频率范围内存在有许多平均速度的粒子或电子,并非后来把一个光量子当作一个 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (14512 bytes) () 03/24/2010 postreply 08:17:34

李学生 量子力学基础的思考 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (34 bytes) () 03/22/2010 postreply 09:35:52

"拉氏量物理系统动力学变量及其一阶时空微商所构成" -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (12749 bytes) () 03/22/2010 postreply 12:53:33

拉普拉斯-龙格-楞次矢量 当一个物体环绕着另外一个物体运动时,轨道的形状与取向必定是一个运动常数 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1533 bytes) () 03/22/2010 postreply 13:06:54

引力场中运动的动力学问题,变成与动力学性质(物性)无关 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (438 bytes) () 03/22/2010 postreply 13:26:09

保守场运动本质,圆运动与直线运动本质一样 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (259 bytes) () 03/22/2010 postreply 13:34:03

加速度本质:如果合外力不为零,不再是保守场 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (39210 bytes) () 03/23/2010 postreply 10:17:58

公转是种保守力场中的运动,即能量和角动量守恒的运动,故能持之以恒。公转的离心力与向心引力平衡,故公转星体上的物体可以不必考虑向心 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (15207 bytes) () 03/23/2010 postreply 10:36:56

“速度场”本质上是磁场其强度与电子的速度成正比,其能量(磁场能)与速度的平方成正比 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (183 bytes) () 03/23/2010 postreply 10:49:54

大气运动和状态变化的方程 "散度涡量速度场" -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (4958 bytes) () 03/23/2010 postreply 10:57:18

价格,交易量,交易速度至少有一个有间断 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (136 bytes) () 03/23/2010 postreply 11:34:24

下行时没有交易的缺口,主要是量的缺口,空方再卖很可能是超低卖空了 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (225 bytes) () 03/23/2010 postreply 12:18:23

Financial markets and institutions By Jeff Madura -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (49 bytes) () 03/23/2010 postreply 12:33:50

the higher percentage of retail trades leads to lower future ret -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (742 bytes) () 03/23/2010 postreply 12:50:05

圆只是椭圆的特例. 圆是一种理想状态,大多数卫星的运动并不要求达到圆的轨迹 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (3490 bytes) () 03/23/2010 postreply 15:44:53

当v恰好与引力垂直,我们可以设想出最下图假如我们的星体m当前的v恰好是上图中距离M最近的位置,那么由于速度v恰好和引力垂直,引力 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1531 bytes) () 03/23/2010 postreply 15:49:58

股场矢量场,矢量大小(模,长度)标志波动能量,方向会变化, 但能量一定范围守衡,比如椭圆 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (437 bytes) () 03/24/2010 postreply 08:33:08

一个矢量场如果能表示成某个标量场的梯度,那么在这个矢量场上就可以定义势函数 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (318 bytes) () 03/24/2010 postreply 08:40:17

矢量势A只是为便于计算磁感应强度B而引入的辅助量 (图) -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (860 bytes) () 03/24/2010 postreply 08:45:02

当矢量波场中各点的扰动具有同一方向时,可将其简化为标量波处理 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (306 bytes) () 03/24/2010 postreply 09:05:20

共振理論:如果有共振的機制會造成細胞(或是器官)對功率-頻率場有特別的敏感度時,某些生理的壓迫會被抑制 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1961 bytes) () 03/24/2010 postreply 09:13:15

如果没有外界影响(如外电场、光照等),电子好似被无限高的势能“壁”禁囿于金属内,并在一维势力场作用下运动着,这个抽象出来的计算模 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (841 bytes) () 03/24/2010 postreply 09:26:38

量子共振,隧道效应,本质是波的相干行,类似群起而攻之, -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (9711 bytes) () 03/24/2010 postreply 09:40:37

在极短的时间内,阿尔法粒子会突然从旁边(也可以说是不知从什么地方)“借”来一点能量,穿过了原子核的势垒(势垒,也就是被我们刚才比 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (15752 bytes) () 03/24/2010 postreply 10:05:38

能量守横前提是保守场有边界,量子波的问题是有界无变,群体效应定性定量困难(线性分析假定能量子无自旋,不行),量子波或能量波包内有 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (400 bytes) () 03/24/2010 postreply 10:17:21

无限深势阱就是说这种假想的场在两壁处,场强无穷大,场力指向阱中;而在其它所有地方场强都为0 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (463 bytes) () 03/24/2010 postreply 10:24:12

google.cn "一维无限深势阱零点运动"” -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (3220 bytes) () 03/24/2010 postreply 10:27:14

量子世界,势垒本身的定性定量9是不确定的,一定成度上 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (2057 bytes) () 03/24/2010 postreply 10:46:52

随机性并不是量子力学的本质属性,非定域性才是量子力学的本质属性。 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (233 bytes) () 03/24/2010 postreply 10:52:14

牛顿是加法,量子力学是乘法,相干波,群论就是乘法,相互作用,breakout 是乘法,平时是加法 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (521 bytes) () 03/24/2010 postreply 11:09:18

能量和力的本质是相互作用,有相互作用才有运动,速度,才有场 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (134 bytes) () 03/24/2010 postreply 12:17:52

平衡态、非平衡态、统计力学 与周围没有相互作用的系统称为孤立系统 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (2677 bytes) () 03/24/2010 postreply 12:28:33

玻爱凝聚 当温度足够低时,原子的德布洛意波长与原子之间的距离在同一量级上,此时,物质波之间通过相互作用而达到完全相同的状态,其性 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (11137 bytes) () 03/24/2010 postreply 12:35:43

德布罗意波长:相互作用的测度 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (86 bytes) () 03/24/2010 postreply 12:52:30

宏观物体的德布罗意波长非常小,因此宏观物体仅表现出粒子性 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (336 bytes) () 03/24/2010 postreply 12:55:19

静质量相对大,动质量相对小,波动性小.但总有一定的运动和能量 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (36 bytes) () 06/13/2010 postreply 19:39:57

宏观物体频率相对低,相对静止,波长小,粒子性 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (446 bytes) () 03/24/2010 postreply 13:02:29

相位波的波长是,是普朗克常数, 是相对论动量,这就是著名的德布罗意波长与动量的关系 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (10811 bytes) () 03/24/2010 postreply 13:11:16

"德布罗意相位波本质", 自旋,内部对立统一运动, -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (51 bytes) () 03/24/2010 postreply 13:17:20

实物(空间上局域分布的)和场与波(频域上局域分布) -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (148 bytes) () 03/25/2010 postreply 05:54:09

量子力学,描写单个粒子的波函数 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (16657 bytes) () 03/25/2010 postreply 09:42:01

量子场论登场,把波函数变成对产生、湮灭算符(这俩算符的意义就是说这里有粒子或没粒子,多个粒子或少个粒子)的积分(这里积分相当于分 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (180 bytes) () 03/25/2010 postreply 09:43:03

等概率原理,同一系统运动元同质假定,经典物理, only @同一系统 level -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (16397 bytes) () 03/25/2010 postreply 09:50:00

有心场收敛 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1010 bytes) () 03/25/2010 postreply 11:29:37

李炳铁 能量并不是简单的标量量子性,更重要的是其向量性,物质也只不过是向量平衡而已 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (62432 bytes) () 03/25/2010 postreply 11:49:42

空间本身的势场性,也决定了空间不可能是无限的 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (376 bytes) () 03/25/2010 postreply 11:54:31

尽管哈密顿矩阵异常庞大,但是其中绝大多数非对角矩阵元都是零,只有数量很少的非零矩阵元,也就是说,这种矩阵是极为稀疏的矩阵 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (2028 bytes) () 03/25/2010 postreply 12:09:31

哈密顿量的对角化就是解一个本征值问题(在线性代数中就是特征值和特征向量 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1470 bytes) () 03/25/2010 postreply 12:14:16

重整化群变换:剪除无穷大.由于物理量是客观的,应该与剪除点的具体选择无关 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (811 bytes) () 04/06/2010 postreply 07:54:03

一个系统的物理行为可以由它的哈密顿量完全确定 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (6068 bytes) () 04/06/2010 postreply 07:56:40

爱因斯坦 量子电动力学重整化理论提出后3 年 保留了经典电动力学的精髓, 又能逻辑地 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (9630 bytes) () 04/06/2010 postreply 08:02:33

爱因斯坦“有界无边” -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (10321 bytes) () 04/06/2010 postreply 15:05:11

henryharry2 量子力学中的对称性 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (42 bytes) () 03/25/2010 postreply 12:41:38

一个两端固定的绳子上的驻波可以视为特征向量的一个例子,更精确的讲,它是一个相对于时间流逝的变换的特征函数。随着时间流逝,驻波被缩 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (19782 bytes) () 03/25/2010 postreply 12:55:07

矩阵的数值严格对角化方法 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (2028 bytes) () 03/25/2010 postreply 13:02:27

牛顿均匀场的均匀是一种抽象,类似质点及质点系,这种抽象是线性数学的要求,也是相对于“不均匀”的一种参考系 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (104 bytes) () 03/25/2010 postreply 13:33:54

矩阵本身存在的对称性,这样能把计算量减少将近一半,因为变量i对变量j的作用,与变量j对变量i的作用往往是相等的 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (13893 bytes) () 03/25/2010 postreply 13:45:08

向对角线收敛,绝大多数非对角矩阵元都是零,只有数量很少的非零矩阵元 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (185 bytes) () 03/25/2010 postreply 14:09:04

绝大多数非对角矩阵元都是零,retails;只有数量很少的非零矩阵元, MMs -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (34 bytes) () 03/25/2010 postreply 14:10:23

规范场:电路中接地的定义是规范对称性的一个例子;当线路所有点的电压升高相同的电压时,电路的行为完全不变;因为电路中的电压差不变。 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (3297 bytes) () 03/25/2010 postreply 17:04:40

它双脚站在“等电位”上,没有电压差,就没有电流通过它身体 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (477 bytes) () 03/25/2010 postreply 17:07:27

一个人站在高压线上,他身上就会带上和高压电一样的高电位 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1301 bytes) () 03/25/2010 postreply 17:11:07

势的选取有无穷多种形式,物理观测量不依赖于这些不同的选取方式,我们称之为规范不变性 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (19184 bytes) () 03/26/2010 postreply 08:38:36

规范场:物理系统往往用在某种变换下不变的拉格朗日量表述,电路中接地的定义是规范对称性的一个例子;当线路所有点的电压升高相同的电压 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (439 bytes) () 05/26/2010 postreply 15:39:30

太阳中心是热核反应区。太阳中心区占整个太阳半径的1/4,约为整个太阳质量的一半以上 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1761 bytes) () 03/25/2010 postreply 16:57:33

相位波类似人的意识,身体是粒子 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (28 bytes) () 03/24/2010 postreply 13:20:18

cnam 032310 premkt -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (794 bytes) () 03/24/2010 postreply 09:58:51

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