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[讨论] 电磁学的实验再检验(10):“磁力线 magnetic force line”本身带有记号(ID)吗?
特斯拉: 今天的科学家们用数学替换了实验,并且他们从方程到方程来回地推导,最终建立了一个和现实世界没有任何关系的数学结构。
https://www.rastko.rs/projekti/tesla/delo/10884
阿诺德: 推导的链(即所谓的“证明”)越长越复杂,最后得到的结论可靠性越低。
https://iopscience.iop.org/article/10.1070/RM1998v053n01ABEH000005
费米: 我更喜欢的方式,是对你正在计算的过程有一个清晰的物理图像。
https://www.nature.com/articles/427297a
所以,判定实验原理的设计,越接近“被检验的描述物理作用的数学公式”越好。
这是一个陆续思考的过程,十分艰难的过程。是电场、磁场、电磁波深层次性质探索的实体物理实验。要求极高的实验精度、稳定性。
先给出“定性”图像。假如可行,再进行“定量”细化。最后才是实体实验装置的具体设计。
术语 terminology
磁力线: magnetic force line
磁场: magnetic field
记号: ID, identity document
感应电动势: induced emf, induced electromotive force
全同粒子: identical particles
电磁势: electromagnetic potential
核心:
判断“磁力线 magnetic force line”本身带有记号(ID)吗?
一、均匀磁场中直线导体运动会产生感生电势
在刘全慧老师的《最是难解电磁场》里,吴大峻-杨振宁的观点:
“Aharonov-Bohm 首先给出的电磁场的磁矢势描述的观测意义,吴大峻-杨振宁则进一步揭示了Aharonov-Bohm 发现的物理意义。吴杨有一个结论说,电磁场是客观实在,但是对电磁场的描叙上,场强(E,B,也就是电磁张量F)的描述并不足够,而电磁势(A,f,也就是四维势A)的描述有所多余。一个恰当的描述是,是关于电磁势回路积分的一个相位因子。”
https://blog.sciencenet.cn/blog-3377-369794.html
图1 电动势的方向用右手定则确定
https://adi.eetrend.com/content/2020/100048962.html
图2 感应电动势方向:右手定则
https://www.dgxue.com/wp-content/uploads/2013/10/youshoudingze.jpg
https://www.dgxue.com/chuji/dcgy/diancigy/534.html
图3 Cutting Magnetic Lines of Force with a Conductor to Produce a Positive Voltage Figure 7-1 Cutting magnetic lines of force with a conductor to induce a voltage: conductor is moving from right to left through the magnetic field. 用导体切割磁力线以产生正电压 图7-1用导体切割动线以产生电压:导体在磁场中从右向左移动。
https://www.slideserve.com/laurie/charging-systems
图4 右手定则 (累晕了,刚发现这个图似乎不是感生电势)
https://www.electrical4u.com/fleming-left-hand-rule-and-fleming-right-hand-rule/
https://www.electrical4u.com/wp-content/uploads/fleming-right-hand-rule.jpg?ezimgfmt=ng:webp/ngcb38
图5 Fig. 17–1. An emf is induced in a loop if the flux is changed by varying the area of the circuit. 图17-1. 如果磁通量通过改变电路面积而改变,则在回路中感应出电动势。
https://www.feynmanlectures.caltech.edu/img/FLP_II/f17-01/f17-01_tc_big.svgz
https://www.feynmanlectures.caltech.edu/II_17.html
上面各图好像没什么问题。
还是费曼(Richard Phillips Feynman)的《The Feynman Lectures on Physics 费曼物理学讲义》里说的准确:
回路的面积变化导致磁通量发生改变,回路会产生感生电势。
二、判定实验:“磁力线 magnetic force line”本身带有记号(ID)吗?
图6 判定实验原理图
在“均匀磁场” B里,用金属导体绕制一个开口圆环,在开口处接入“电压检测装置”。
假如“磁力线不带自己的ID”,则金属圆环在切割磁力线的方向以速度 v 运动时,“电压检测装置”显示“无电压”。反之,假如磁力线带有自己的ID,“电压检测装置”会出现电压。
接受“相对性原理”,让金属圆环(带“电压检测装置”)静止,让均匀磁场运动造成切割磁力线。是否产生感生电势?
参考资料:
[1] 2022-01-20,磁场/magnetic field/陈熙谋,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=31147&Type=bkzyb
[2] 2022-06-08,磁力线/magnetic force line/陈熙谋,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=31196&Type=bkzyb&SubID=61933
[3] 电机控制系统设计,2020-04-24,电机磁路中的基本定律
https://adi.eetrend.com/content/2020/100048962.html
[4] 电工学习网,导线切割磁力线产生的感应电动势及公式和方向确定:右手定则
https://www.dgxue.com/chuji/dcgy/diancigy/534.html
[5] 17 The Laws of Induction, The Feynman Lectures on Physics
https://www.feynmanlectures.caltech.edu/II_17.html
[6] 2022-10-20,全同粒子/identical particles/曾谨言,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215678&Type=bkzyb&SubID=146671
粒子全同性不应认为只是一个抽象概念,它是可观测量。全同费米子体系必须遵守泡利不相容原理,它是理解化学元素周期律(原子中的电子壳结构)的关键。而全同玻色子体系则允许任意多个粒子处于同一量子态,在适当条件下则可能出现玻色-爱因斯坦凝聚现象。
[7] 2023-01-13,电磁势/electromagnetic potential/陈熙谋、陈晓林,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=141254&Type=bkzyb&SubID=61956
相关链接:
[1] 2016-10-13,[讨论] 电磁学(物理学)的基础:磁场的起因
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1008502.html
[2] 2021-10-11,[请教] 磁力线本身带有记号(ID)吗?电场里的电场线呢?
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1307583.html
[3] 2021-12-22,2021-12-22,[困惑] 数学上的矢量,不足以充分描述物理学里的磁场性质?
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1317676.html
[4] 2022-06-09,[讨论] 磁场矢量带ID,点积、叉积来处理
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1342249.html
[5] 2023-07-25,[讨论] 电磁学的实验再检验(9):三根平行载流导线之间的电磁力
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1396605.html
[6] 2023-07-24,[讨论] 电磁学的实验再检验(8):静止的电场、引力场之间是否存在相互作用?
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1396488.html
[7] 2023-07-23,[讨论] 电磁学的实验再检验(7):电磁波的刚性(关联“光压”)
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1396376.html
[8] 2023-07-22,[请教] 电磁学的实验再检验(6):“电力线 electric field lines”本身带有记号(ID)吗?
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1396267.html
[9] 2023-07-21,[呼吁] 电磁学的实验再检验(5):静电力(库仑定律)扭秤法的高精度再检验
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1396160.html
[10] 2023-07-20,[讨论] 电磁学的实验再检验(4):电磁波依赖坐标系判定实验原理
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1396060.html
[11] 2023-07-15,[求助] 电磁学的实验再检验(3):电磁波依赖坐标系实验
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1395495.html
[12] 2023-07-14,[最主流] 电磁学的实验再检验(2):平行载流导线之间的电磁力
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1395383.html
[13] 2023-07-13,[最主流] 电磁学的实验再检验(1):坡印廷矢量(Poynting vector)只是一种数学抽象?
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1395225.html
[14] 2022-06-13,[讨论] 引力、电磁力“独立性”的判定实验
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1342826.html
[15] 2022-03-30,[傻问] 磁场变化能产生电荷吗?
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1331747.html
[16] 2022-06-14,[小结] 近期关于引力、电磁力统一的思考
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1342966.html
[17] 2022-06-25,[小结] 我们在物理学上的主要“创新点”(?)
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1344493.html
[18] 2022-07-31,[重贴] 反思麦克斯韦经典电磁理论宣言(附说明)
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1349475.html
[19] 2023-07-14,“电磁学的实验再检验”:经典电磁学实验当代再检验的起因、意义要点
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1395251.html
[20] 2023-07-12,[惊悚、惊喜] 原来我才是“最主流”:反思麦克斯韦经典电磁理论
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[21] 2019-07-02,记忆:南开大学2008年《科学素质教育课程骨干教师高级研修班》
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1187783.html
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