當我寫下這篇文章的時候,我的內心十分痛苦......
因為只有寫完推送,才能認真準備雙十一╮(╯_╰)╭
誰把工作放在第一位?
好的
長話短說,問答開始了
(*`ェ′*)
磁場(或磁力)的本質是什么?
我覺得任何關于本質的問題似乎都涉及哲學......
囧rz
不幸的是,我是一名物理專業的學生,??所以我只能嘗試從物理角度回答這個問題。
這是您的問題...
——————————————我是一條華麗的分割線——————————————
讓我們跟隨我的進化之旅。
可能很多人和我一樣,小時候就對磁鐵很好奇。
它能吸引東西嗎?而且沒有接觸,但是能吸引鐵塊。
領先。
我們上初中的時候就知道,物體的運動狀態發生改變的時候,一定受到了力的作用。
因此我們知道磁鐵一定對鐵塊施加了力。
但我還是不明白為什么它不用接觸就能產生如此強大的效果。
當我上高中的時候,我的物理老師告訴我們,磁鐵周圍確實存在磁場,而鐵
這些塊受到磁場力的作用,因此它們被吸引。
知道什么是磁場嗎?(???)
上大學的時候我們學到,電場和磁場的本質都叫
對于有磁場的事物來說,電場可以轉換成磁場,磁場也可以轉換成電場。
但我們仍然不知道電磁場是什么,它從何而來。(╯︵╰)
我在讀研究生的時候學過量子場論,電磁場本身就是規范場。
當費米子場(比如電子)經歷局域 U(1) 規范變換時,發現系統若要滿足規范不變性,必須耦合電磁場,這是由帶電粒子通過電磁場來實現的。但這也是
還不夠,因為還有其他相互作用(規范場)可以與物質相互作用
那么電磁場與其他場的關系是怎樣的呢?
統一場論的內容
其核心是人們希望用一個統一的場來描述自然界中的一切相互作用。
然后,在低能量(我們看到的世界)下,電磁相
與其他交互之間的交互。
當然,我們還可以繼續問,為什么大自然會這樣。
或許這也是物理學進步的一個動力。
希望這個問題能夠被手里拿著手機的你們回答。(?ω?)
我有一個很基本的問題,現在的學生初二就開始學物理了,他們中的大多數人以后可能都不會從事跟物理相關的工作,那么他們花這么多時間學物理有什么意義呢?
平底鍋
嗯,這是一個很現實的問題,我只能根據我觀察到的世界來回答你=。=
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我先簡單把這些人分一下類。
因為你問的是:花很多時間學習物理的學生,分類自然不包括不花時間學習物理的學生。
第一類是一群對世界抱有原始好奇心的人,他們渴望了解世界運轉的秘密,追尋天地間的規律,這一類人注定是會掉進“物理學的坑”里的一類人。
第二類是想考好大學的理科生,因為物理是他們的必修課。(???)
第三種,他們手上有第一種或者第二種類型的男偶像或者女偶像,我們也沒辦法,男偶像或者女偶像(或者女偶像)喜歡這樣,我們要向他學習啊。╮(╯_╰)╭
第四類是物理老師很嚴厲的那類人,作業沒做完就只能站角落了。(ーー゛)
最后說一下它有什么用處~~(這是你的問題~~)
第一類人————后來成為了物理學家,名垂青史。
第二種人————》考上了好大學,雖然不是從事物理專業的,但是以后的人生也是很成功的。
第三類人——》成功俘獲男神(或女神)的芳心。
第四類人————受老師的影響,變成第一類或第二種人。
從這個角度來說,大家的未來都挺好的(*^__^*)
小編也希望大家能在評論里告訴我們自己屬于哪一類~~
我們可以利用磁場漂浮在空中嗎?
小白
:嘎嘎嘎嘎~嘎嘎嘎~
如果人們想要漂浮,他們可能只能在重力較弱的星球上才能做到。
為什么Fe變成Fe3O4的時候就帶磁性了?
時間
這個問題本身就有點刁鉆,有兩點需要簡單糾正一下:第一,磁性這個詞語太過籠統,如果要作比較的話,必須具體到某個可測量的因素,比如磁導率,飽和磁化強度,剩磁強度,或者修正量,否則會沒有明確的答案或者不同的人會給出完全相反的答案。其次,需要注意基本的邏輯,要講化學式和物理性質之間的關系,特別是和物理狀態緊密相關的,比如磁性,比如我們如果問C的硬度磁場的基本性質,就有點可笑了。同樣的,要講硬度,首先要了解C在具體的物理狀態下,比如石墨,碳粉,或者金剛石,顯然不同的物理狀態有不同的性質,這里的Fe的物理狀態可以是奧氏體,也可以是鐵素體。 后者的磁導率比前者強幾個數量級,而且還不用氧化成尖晶石磁鐵礦(再次強調,不要只說化學式 Fe3O4)。順便說一句,鐵氧體在室溫下的磁導率約為 10,000(@~1kHz),而尖晶石磁鐵礦在相同條件下的磁導率只有 15 左右。究竟誰的“磁性”更強呢?
如果光圍繞我們或地球運行,會發生什么情況?
光速的數值約為3*10^8m/s,根據狹義相對論,自然界中物體運動或者能量傳播的速度不可能超過光速。
如果光繞著地球轉,地球就如同黑洞一般,任何信息都無法傳遞。當然,生活在如此巨大的地球上:表面引力將極其巨大,潮汐力強大,人體將四分五裂……在《三體》中,人類制定了“黑場計劃”:通過降低光速磁場的基本性質,讓光繞著地球轉,將地球附近的空間變成黑洞來求得安全。按照經典力學的粗略估計,光速只有大約 2000 光年,速度最高可達 8km/s,在北京或上海打電話,需要 3 分鐘才能收到一條信息,目前民用飛機的速度大約是 300m/s,物理教科書上一些非常奇幻的高速運動相對論效應,人眼還是很難觀察到的。
天宮二號伴星是不是一直圍繞著天宮轉?向心力是什么力提供的?
如果有兩顆衛星A、B,它們的周期是相同的,那么每經過一個周期,它們都會回到同一個位置,相對位置又會回到原來的狀態。如果A和B之間的距離不大,我們可以計算出軌道近似為一個小橢圓,如果A在這個橢圓內,我們可以說B在繞著A旋轉,其實反過來,A也可以繞著B公轉。
如果一定要以A為參考系進行受力分析的話,A是非慣性系,所以B所受的力應該是地球引力加上慣性力,這個力就是使B繞著A旋轉的向心力。
伴星則是這樣的:它并不是因為兩顆衛星之間的相互吸引而繞天宮運行(這種力極其微弱),而是伴隨天宮在繞地球運行的軌道上,只不過伴隨的方式是周期性的軌道運行。
詳情見圖片:
編輯,我繼續剛才的問題,如果有兩個電子并排運動,運動速度為v,如果有一個慣性坐標系,也以速度v運動,那么在這個坐標系中,相對靜止的兩個電子之間應該存在排斥力。如果是在靜止坐標系中,電子運動產生的磁場是吸引力(相當于同向電流)。那么是吸引力還是排斥力呢?
首先,在一個隨電子一起運動的參考系中,兩個電子相互排斥肯定是正確的。這是庫侖定律的直接結果,已經被實驗非常精確地驗證過了。那么我們再仔細看看這個問題在“靜止系統”(即電子運動系統)中是如何運作的呢?首先,這位同學把運動的電子等同于電流,這是正確的。公式j=ρv說明只要有電荷運動,那么他就說電流產生的磁場是吸引的,這也是正確的。這看上去似乎是矛盾的。但是,兩個運動的電子之間的相互作用不僅僅是磁場的吸引力,還應該考慮它們作為電子產生電場力,而電場力遠大于磁場力為排斥力(磁場力/電場力~(v/c)^2),所以兩者的合力也是排斥力。這和在隨電子一起運動的參考系中得到的結果一致。 然而,如果我們分別計算這兩個參考系中兩個電子之間的作用力,就會發現它們并不相等。這是因為該力并非相對論不變的。另外,在一般的電流元素間相互作用力描述中,并不考慮電場,因為導體(以金屬為例)中電子與金屬陽離子產生的電場力剛好相互抵消,只剩下較弱的磁場作用。
導體在靜電場中達到靜電平衡狀態,導體內部的場強為0。這是感應電荷產生的電場和外界電場疊加的結果。在強電場中,會不會出現感應電荷量不夠大,導體達不到靜電平衡狀態的情況呢?
這種情況不會發生。利用經典電動力學,我們可以計算出,在外電場作用下,導電球體的表面電荷密度和電場強度成正比,這樣,我們就可以計算出極限電場,也就是導電球體中所有自由電荷向一端移動時的電場強度。這個電場強度和導體球的半徑成正比,對于半徑10nm的銅導體球來說,這個強度大概是10^13,而原子內部的電場只有10^11個數量級,也就是說原子這時候將不復存在,所以如此極端的電場會把導體瓦解。另外,人類是無法達到這么大的電場的,閃電中的電場強度只有10^4量級,X射線管中的電場也只有10^4量級,雖然可以達到10^6量級,但這比我們計算出來的電場強度要小得多。 總結一下,我們能制造的電場強度不會大到讓導體無法達到靜電平衡,就算達到了,足夠大的電場也會在那之前把導體“撕裂”。
特別感謝物理研究所
陸老師
清華大學物理系四字班
張曉勇、秦浩然、徐繼思、王振元
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廣義相對論與狹義相對論的根本區別 | No.31
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