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2018年元旦,关于电场的联想

已有 2577 次阅读 2018-1-1 08:50 |系统分类:观点评述| 关于电场的联想

2018年元旦,关于电场的联想

电场有能量,它是一种物质。

电场是什么样的物质?我可以保险地说,谁也不知道。爱因斯坦不知道,今天的科学家也不知道。

1785年,法国科学家库仑设计制作了一台精度很高的扭秤,并利用这台扭秤对静电力进行了测量,证明了二个电荷的平方反比定律。用方程表达为:

F = k qq’/r2

库仑定律,人们定量地知道:一个电荷q 可以在距离r 的地方产生一个电场E,电场E 可以把力作用在另一个电荷q’使q’ 运动。关于电荷q 如何在距离r 的地方产生一个电场E,速度多快?为什么势能可以转化为q’的动能,谁也不知道。爱因斯坦不知道,今天的科学家也不知道。

1800 年,意大利物理学家伏打(A.Voltar)发明了化学电池,开创了电能利用的新时代。由电池连接金属导线和电阻,形成了一个有电流的回路。

法国科学家安培做了关于电流的四个精巧的实验,定量地测量了电流之间作用力以及通电导线周围的磁场。1827年,安培第一个把研究动电的理论称为电动力学

    1827 年德国物理学家欧姆(G.S. Ohm) 在他的论文“用数学研究电路”中创立了欧姆定律。

电池作为电源与静电源都可以在距离r 的地方产生一个电场。然而,电池是动力源,它可以连接金属导线形成了一个有电流的回路。反之,静电源连接金属导体依然是孤立电源。

对于一个由电池连接金属导线和电阻形成的简单直流电回路物理过程本来就是非常简单:电池内的化学能转化成电能,在电池二端集聚了正负电荷,产生了电动势,这个电动势(即电势差,电源电压)在导线内形成了纵向电场,推动了导线内的大量自由电子运动,形成了电流,并在负载电阻R上产生电压。电能的传输仅仅是电动势能在导线内部转化为大量自由电子运动的动能的过程。电能的传输完全是在导线内部传输的。

奇怪的是:大学电磁学教课书认为,从直流电源产生的电能不是从金属导线内部传输给负载电阻R的。大学电磁学教课书的图示明确表明,电源向导线外部空间输出能量(坡印亭电磁能流),再由负载电阻R从外部空间吸收坡印亭电磁能流

大学电磁学教课书的上述观点是明显错误的。这是上世纪以来数学代替物理的明显例子。

我们人类的知识是十分有限的。我们还是老老实实地承认:关于电场是什么?为什么电势能可以转化为q’的动能,目前谁也不知道。

上面这些话,是我在2018年元旦,关于电场的联想。




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