关于引力定律和库伦定律相似性的讨论.doc
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1、关于引力定律和库伦定律相似性的讨论灵遁者要讨论题目中的问题,先来了解磁性,电性等知识。我们诸多的疑问中,其中最想知道的一个就是物体为什么具有磁性?电磁理论,发展的非常完善了。可是当我问物体为什么具有磁性,你怎么回答?其实这个问题,并不简单。对于很多现象的本质问题,都不好回答。但我们的前辈们很聪明,他们通过不断的研究,提出假说,来解释物体为什么具有磁性。尤其是麦克斯韦,被誉为是电磁学理论的集大成者!各位,首先一定要清楚,任何电磁方面的问题,离不开电荷。电荷概念是一切电磁学现象的基础。所以这个概念的重要性,就不言而喻了。在电磁学里,电荷是物质的一种物理性质。称带有电荷的物质为“带电物质”。两个带电
2、物质之间会互相施加作用力于对方,也会感受到对方施加的作用力,所涉及的作用力遵守库仑定律。电荷是许多次原子粒子所拥有的一种基本守恒性质。称带有电荷的粒子为“带电粒子”。电荷决定了带电粒子在电磁方面的物理行为。静止的带电粒子会产生电场,移动中的带电粒子会产生电磁场,带电粒子也会被电磁场所影响。一个带电粒子与电磁场之间的相互作用称为电磁力或电磁相互作用。这是四种基本相互作用中的一种。那什么是次原粒子?次原子粒子指结构比原子更小的粒子。其中包括原子的组成部分如电子、质子和中子(质子和中子本身又是由夸克所组成的粒子)和放射和散射所造成的粒子如光子、中微子和渺子,以及许多其它奇特的粒子。总的来说,次原子粒
3、子可能是电子、中子、质子、介子、夸克、胶子、光子等等。也就是说,这些粒子都带有电荷,电荷是一种性质。电荷不是粒子。构成物质的基本单元是原子,原子由电子和原子核构成,核又由质子和中子构成 ,电子带负电 ,质子带正电,是正、负电荷的基本单元,中子不带电。所谓物体不带电就是电子数与质子数相等,物体带电则是这种平衡的破坏。在自然界中不存在脱离物质而单独存在的电荷。在一个孤立系统中,不管发生了什么变化,电子、质子的总数不变,只是组合方式或所在位置有所变化,因而电荷必定守恒。而且每种粒子都具有确定的电荷。实验表明,已发现的各种粒子的电荷都是质子电荷e的整数倍,这个规律称为电荷量子化。所以各位,看似上面的这
4、几百字的介绍不多,其实内涵已经很深了。就像我说的,想到电磁学现象,要想到电荷。想到了电荷之后,再去思考电和磁的相互依存关系。所以再介绍一下电和磁的定义。1、电场:电场存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质。电荷间的作用总是通过电场进行的。只要电荷存在,它周围就存在电场,电场是客观存在的,它具有力和能的特性。2、磁场:磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质,磁场不是由原子或分子组成的,但磁场是客观存在的。磁场具有波粒的辐射特性。磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的,所以两磁体不用接触就能发生作用。电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。由于磁体
5、的磁性来源于电流,电流是电荷的运动,因而概括地说,磁场是由运动电荷或电场的变化而产生的。3、电磁场:在电磁学里,电磁场是一种由带电物体产生的一种物理场。处于电磁场的带电物体会感受到电磁场的作用力。电磁场与带电物体 (电荷或电流)之间的相互作用可以用麦克斯韦方程和洛伦兹力定律来描述。电磁场是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体的总称。随时间变化的电场产生磁场,随时间变化的磁场产生电场,两者互为因果,形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起,也可由强弱变化的电流引起,不论原因如何,电磁场总是以光速向四周传播,形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒介,具有能量和动量,是物质的一种存在形式。电磁场的
6、性质、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。4、电磁波:电磁波,是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场,具有波粒二象性。电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动。电磁波在真空中速率固定,速度为光速。见麦克斯韦方程组。所以物体为何具有磁性,其实可以转化为物体为什么带电?而物体为什么带电,其实上面说的很清楚了。电场存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质。任何物体都是由粒子构成,而任何粒子都携带电荷。所以理论上而言,任何物体都带电。任何物体周围都存在电场。只是说有的粒子或物体,所携带正负电荷相等的时候,显示电中性
7、,也就是不会显示出电场。场是一种能量状态的存在方式。磁场的存在是依靠磁能,电场则依靠电能。看看上面的定义,就知道了,电场是具有通常物质所具有的力和能量等客观属性。所以电场,磁场,电磁场都是物质场。只是说这种物质场比较特殊,不是我们常见的分子,原子所构成的。因为没有一个教课书中,这样教我们的。说场是由什么粒子构成的。但电场和磁场是一种客观存在,是一种物质场,能量场。处于电场和磁场中的带电物体,就是通过场来互相作用的。而且电场和磁场就好像一个硬币两个面,即有电场必有磁场,有磁场必有电场。运动电荷产生磁场,这一点已毫无疑问。即有电场一定有磁场。综上所述,有电场必然有磁场,有磁场必然有电场,二者相互依
8、存,不可分割。两者的相同点:电场和磁场均为矢量场,即都具有大小和方向。两者的不同点:电场为有源场,即散度不为零,磁场为无源场,散度为零。电场有源性的推理:存在点电荷,即单极电场(正电场和负电场)。磁场无源性的推论:不存在磁荷,即没有单极磁子。有一个很显著的问题,困扰着物理学家。我也曾多次思考此问题,一直没有思路。今天试着大胆给出一个答案。大家都知道引力定律和库伦定律,惊人的相似。我曾多次在我的科普书籍中表述,这绝非偶然,一定有深层内涵和联系。通过查找和阅读一些资料,我发现不仅它们在公式形式上相似,理论内容也相似。所以我不得不将这些想法罗列出来,告诉大家,这也是我,为什么写这些字的原因。牛顿引力
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