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[讨论] 真空管里的自由电子、 玻印亭矢量

已有 596 次阅读 2020-9-25 14:34 |系统分类:科研笔记| 经典电磁理论, 电子, 玻印亭矢量, 电阻, 发热

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老夫聊发少年狂,电磁学,再想想,真傻傻问,看后请别狂。

丘成桐:“当你在一门课里面把基本功夫搞扎实以后,你就发现书里面很多是错的”。
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[讨论] 真空管里的自由电子、 玻印亭矢量

            

(1)真空管里的一束自由电子,在运动中会发散吗?
   假设真空中不存在其它的电场、磁场等,以及忽略引力对电荷的广义相对论效应等其它次要因素;
   在真空中发射一束电子,不妨假设这束电子里各个电子的初始速度矢量相同。
   由于这些电子之间相对静止,因此不存在磁力相吸(理想化之后),所以这束电子由于彼此之间的静电场排斥而逐渐分散开。这束电子在真空中运动的空间距离越远,分散的尺寸越大。即这束电子会变得“越来越粗”。

   假如考虑到周围电子的磁场作用,该束电子发散到一定程度后,会维持不变,即电子束不会无限制地发散。因为同向运动的电子之间的磁场洛伦兹力,是相互吸引的。该电子束发散的几何形状,直接与洛伦兹力、SI 旧的(2019年前)安培定义等经典电磁学的基础有关。

                    
   印象上述“推断”早有类似的实验观察吧?

         
(2)玻印亭矢量,是纯粹数学的形式,还是客观存在的物理实体?
   建议采用下述物理实验进行判断。
   对于直流和低频正弦交流电,同一根导线上串联两个相同的电阻。一个电阻处在自由的空间里,另一个电阻处在电磁屏蔽室里。
   假如能流真的是通过“场 Poynting vector”传播,电磁屏蔽室里的电阻发热应该会有所下降?
   交换这两个电阻,重复上面的实验。
         
   电磁屏蔽室,可以采用软铁制作。可以打开的盒子上留3个小孔。为增加屏蔽的效果,可以将这些小孔用内壁粗糙的软铁管子进行改造。这些软铁管子可以按照螺旋管方式回绕360度或更多的角度。
   其中2个小孔刚好让导线穿过,用于将电磁屏蔽室里电阻接入回路。另一个用于接入该电阻发热的温度测量装置。

                  

请不要再给我理论了。

物理学,归根到底是实验科学!
正如丁肇中说:“不怎么办,继续做实验。

参考文献:
[1] 李复龄. 相对论热力学的进展[J]. 物理学进展,1989,9(3): 362-384.
http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-WLXJ198903004.htm
[2] 科学网,2018-11-16,国际计量大会重新定义“千克” 国际单位制迎来重要变革 [EB/OL]
http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/11/420020.shtm

[3] 人民网,2014-10-20,“J”粒子发现40周年 丁肇中:经验对我没有意义
http://edu.people.com.cn/n/2014/1020/c1006-25868925.html
http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2014/10/305802.shtm
   谈到实验,现场有研究员问丁教授:“如果实验结果与预期不同怎么办?”“那就对了!”丁教授直截了当地回答:“实验与理论相同,是一件非常不幸的事情。科学,只有推翻了旧理论,才能不断向前走。”曾经,在丁肇中实验的某一领域,专家们给出了200余种理论。有人问他哪个是对的、该怎么办?他回答:“不怎么办,继续做实验。进而,丁教授谈到:“经验,至少对我来说是没有意义的。专家,更没有意义。
相关链接:
[1] 2020-06-03,[讨论] 真空、温度是什么?电场、磁场在高温下会有变化吗?
http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1236255.html
[2] 2020-07-15,宏观点电荷激发出的磁场、电磁波判定实验原理
http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1242142.html
[3] 2019-08-21,国际单位制 SI 的安培 2019 年新定义
http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1194625.html

                                                         

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