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场与电荷之间的关系

已有 8064 次阅读 2010-1-24 21:58 |个人分类:教学笔记|系统分类:教学心得| 电磁波, 电磁场, 电场, 物质波

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。



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2 杨正瓴 唐常杰

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