爱因斯坦电磁学书:电贺周围已有静磁场,电场;电贺运动改变磁场的分布,磁场的分布有改变电场分布,电磁波

回答: 麦克斯韦速率分布律marketreflections2010-06-17 14:38:38

场的存在是由于电荷的存在,所以场当然从属于电荷啦。而电荷的运动会引起磁场,加上它们的扰动会引起电磁波,这是"能量的形式改变"又或者是“场的传播”(因为场与电磁波的速度都是c,所以有可能场本身会传播,而电场与磁场同时传播才叫做电磁波)。“当电荷运动时,这个电荷的场就要发生变化,我们就能观察到一个由电荷运动速度决定的变化的场,也许这个变化的场就是德布罗意说的那个物质波。”当然不是,物质波是物质本身的基本结构决定的,而电磁波是与电荷的运动有关。

场与电荷之间的关系
实验发现:电荷周围存在电场,移走电荷,场也消失了。这个事实告诉我们,电荷是这个场的源,但没有告诉我们源和场之间的关系。电荷和其产生的场是什么关系呢?我们可以做两种假设:

(1)场是从属电荷的,或者说电荷和该电荷形成的电场,是不可分割的整体,质量几乎全部集中在电荷上,但电荷占据极小的几何空间。

这个假设是否合理,要看从这个假设出发,又会得到什么结果,以及结果是否有实验支持。

首先我们看到,当电荷运动时,这个电荷的场就要发生变化,我们就能观察到一个由电荷运动速度决定的变化的场,也许这个变化的场就是德布罗意说的那个物质波。电子衍射实验似乎证明了这个假设。

但是这个假设不被其他实验现象和现在的电子工程实践所支持。因为运动的电荷,使其电场变化,变化的电场会产生磁场,即会形成电磁波,而电磁波是可以辐射出去的。因此场是可以脱离电荷存在的。

(2)运动的电荷会产生电磁辐射,这是个无可争议的事实。那么电荷和电场之间的关系应该是这样的:场不是从属电荷的,而是电荷激发出来的,是承载场的某种物质(我们称为场物质)与电荷相互作用的一种表现。当电荷运动时,场物质被扰动,电荷运动的能量转化为这种场物质的能量,这种能量在场物质中的传递就是电磁波。

这个假设存在的问题是,我们至今还不能直接确定这种“场物质”的存在,并且这种场物质性质不能在经典物理学框架内阐述。

物理学中场的概念
场是什么?


用百度的词条中说,“场是一种特殊物质,看不见摸不着,但它确实存在”。但是如果讲给学生说,场论是研究我们还没搞清楚是什么的一种东西,应该不妥。看了一本新出的关于电磁理论的教材,把场定义为“带有某种物理量的空间”,觉得这样说有些问题,还不如搞数学的人阐述的清楚。一本工程数学教材这样定义场:“如果在全部空间或部分空间里的每一点,都对应着某个物理量的一个确定的值,就说在这个空间里确定了该物理量的一个场”。


我想用物理语言表述的更简单些:把分布在一定空间的某种物理量称为场。例如

温度场:在空间每一点都有相应的温度值,温度场是标量场。

静电场:在空间每一点都有相应的电场强度,静电场是矢量场。


但我发现,如果这样定义场,温度场是指温度的空间分布,而不是某种物理量。但对于静电场是合适的,静电场是分布在一定空间的某种物理量。




虽然数学上对场的定义更严格些,但他包括了物理上两种不同概念上的场,“物理量的空间分布”和“分布在一定空间的某种物理量”。温度场是数学意义上的场。


目前的场论对这两种不同意义上的场都适用吗?

本文引用地址: http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=289345
本文标签: 电磁场
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[8] 标题:
发表评论人:liliank [2010-2-5 12:34:30]
单独的物理量本身不能构成场,单独的空间也不能称为场。场是两者共同构成的。

[7] 标题:
发表评论人:liliank [2010-2-5 11:10:29]
数学上“空间” 是元素的集合。场是赋予这些元素上的函数,或者说是空间上的函数,函数可以是矢量函数也可以是标量函数,或者是旋量函数,分别对应着矢量场合标量场或者旋量场。场论就是研究这些函数的性质。
数学是研究物理的精工具,函数实际上就是物理量的数学表达。
物理上说,物理量与空间一起构成场。这里所说“空间”是物理上的具体空间,是数学的“空间”的抽象的来源。
数学是科学之王,上升到数学的高度才能更深入的认识“场”的概念。
“看不见摸不着”的场是我们认识场的原始印象,其实靠我们手和眼感知的东西还是有很大的局限的。起初我们可能注意到那些“看不见摸不着”东西,并曰之为“场”,如今其实不然,力我们可以感知,温度可以感知,也可以构成场。空气中有温度场,铁块中可以有温度场,所以用“看不见摸不着”来判断,则太原始了,也不再科学了。

[6] 标题:
发表评论人:warlong [2010-2-2 18:14:34]
而市场,权场,名场,酒场。。。皆人物系统间交往作用网络之总和也。此皆色场,非所谓之空场。

[5] 标题:
发表评论人:warlong [2010-2-2 18:10:13]
场即是空,非真空,费米子间玻色子遍历传播之所也。

[4] 标题:
发表评论人:tanjmin [2010-1-26 13:19:36]
场的概念应是自然的,物理学中的是对自然现象的描述,在具体方法上采用了数学的方法;所以我认为二者没有区别,只不过有一些数学家在此基础上进行了抽象的纯数学的深入。
用何种方式或方法也只不过是人对自然的一孔之见,在天地之间比竟人太渺小了!

[3] 标题:
发表评论人:赵国求 [2010-1-22 12:59:48]
"场"的概念是否应该从本质上区分"数学的"和"物质的"?比如你说的"温度"的分布函数,它虽然是"场",但那只是温度的空间分布,"场"是纯数学的;又比如某事物的概率分布,虽然这"概率"分布函数也是"场",但它本身也是纯数学的.但电磁场不同,它是物质自身的展现,"场"是物质的新形态,尽管它也描述在时空之中,但我们不能把电磁场看作纯数学的,否则它的许多物质属性就成了无本之源.纯数学场能呈现出能量/质量/动量属性么?你介绍的那本教材对场的新定义,我认为有否定本体之嫌,致少是在模糊概念上的区分.因为它指的"物理量的空间"好象不是把"空间"当物质表现形式理解的.
博主回复:所以说数学意义上的场和物理意义上的场是有区别的。温度场是数学意义上的。

[2] 标题:
发表评论人:[游客]cyaninelotus [2010-1-21 22:08:51] ip:61.178.176.*
总是觉得这个概念太抽象,像是数学上的纯概念
博主回复:我一直也是把“场论”当作数学来认识的,并觉得大学理科学生的数学基础在“场论”和“概率”两个方面最弱。最近想从物理角度把场的概念梳理一下,当我看了一本新出电磁理论教材,把“场”定义为“带有某种物理量的空间”,感到当老师的更需要把有些基本问题搞清楚。


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