当我写下这篇文章的时候,我的内心十分痛苦......
因为只有写完推送,才能认真准备双十一╮(╯_╰)╭
谁把工作放在第一位?
好的
长话短说,问答开始了
(*`ェ´*)
磁场(或磁力)的本质是什么?
我觉得任何关于本质的问题似乎都涉及哲学......
囧rz
不幸的是,我是一名物理专业的学生,所以我只能尝试从物理角度回答这个问题。
这是您的问题...
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让我们跟随我的进化之旅。
可能很多人和我一样,小时候就对磁铁很好奇。
它能吸引东西吗?而且没有接触,但是能吸引铁块。
領先。
我们上初中的时候就知道,物体的运动状态发生改变的时候,一定受到了力的作用。
因此我们知道磁铁一定对铁块施加了力。
但我还是不明白为什么它不用接触就能产生如此强大的效果。
当我上高中的时候,我的物理老师告诉我们,磁铁周围确实存在磁场,而铁
这些块受到磁场力的作用,因此它们被吸引。
知道什么是磁场吗?(◐ˍ◑)
上大学的时候我们学到,电场和磁场的本质都叫
对于有磁场的事物来说,电场可以转换成磁场,磁场也可以转换成电场。
但我们仍然不知道电磁场是什么,它从何而来。(╯︵╰)
我在读研究生的时候学过量子场论,电磁场本身就是规范场。
当费米子场(比如电子)经历局域 U(1) 规范变换时,发现系统若要满足规范不变性,必须耦合电磁场,这是由带电粒子通过电磁场来实现的。但这也是
还不够,因为还有其他相互作用(规范场)可以与物质相互作用
那么电磁场与其他场的关系是怎样的呢?
统一场论的内容
其核心是人们希望用一个统一的场来描述自然界中的一切相互作用。
然后,在低能量(我们看到的世界)下,电磁相
与其他交互之间的交互。
当然,我们还可以继续问,为什么大自然会这样。
或许这也是物理学进步的一个动力。
希望这个问题能够被手里拿着手机的你们回答。(✪ω✪)
我有一个很基本的问题,现在的学生初二就开始学物理了,他们中的大多数人以后可能都不会从事跟物理相关的工作,那么他们花这么多时间学物理有什么意义呢?
平底锅
嗯,这是一个很现实的问题,我只能根据我观察到的世界来回答你=。=
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我先简单把这些人分一下类。
因为你问的是:花很多时间学习物理的学生,分类自然不包括不花时间学习物理的学生。
第一类是一群对世界抱有原始好奇心的人,他们渴望了解世界运转的秘密,追寻天地间的规律,这一类人注定是会掉进“物理学的坑”里的一类人。
第二类是想考好大学的理科生,因为物理是他们的必修课。(◐ˍ◑)
第三种,他们手上有第一种或者第二种类型的男偶像或者女偶像,我们也没办法,男偶像或者女偶像(或者女偶像)喜欢这样,我们要向他学习啊。╮(╯_╰)╭
第四类是物理老师很严厉的那类人,作业没做完就只能站角落了。(ーー゛)
最后说一下它有什么用处~~(这是你的问题~~)
第一类人————后来成为了物理学家,名垂青史。
第二种人————》考上了好大学,虽然不是从事物理专业的,但是以后的人生也是很成功的。
第三类人——》成功俘获男神(或女神)的芳心。
第四类人————受老师的影响,变成第一类或第二种人。
从这个角度来说,大家的未来都挺好的(*^__^*)
小编也希望大家能在评论里告诉我们自己属于哪一类~~
我们可以利用磁场漂浮在空中吗?
小白
:嘎嘎嘎嘎~嘎嘎嘎~
如果人们想要漂浮,他们可能只能在重力较弱的星球上才能做到。
为什么Fe变成Fe3O4的时候就带磁性了?
时间
这个问题本身就有点刁钻,有两点需要简单纠正一下:第一,磁性这个词语太过笼统,如果要作比较的话,必须具体到某个可测量的因素,比如磁导率,饱和磁化强度,剩磁强度,或者修正量,否则会没有明确的答案或者不同的人会给出完全相反的答案。其次,需要注意基本的逻辑,要讲化学式和物理性质之间的关系,特别是和物理状态紧密相关的,比如磁性,比如我们如果问C的硬度磁场的基本性质,就有点可笑了。同样的,要讲硬度,首先要了解C在具体的物理状态下,比如石墨,碳粉,或者金刚石,显然不同的物理状态有不同的性质,这里的Fe的物理状态可以是奥氏体,也可以是铁素体。 后者的磁导率比前者强几个数量级,而且还不用氧化成尖晶石磁铁矿(再次强调,不要只说化学式 Fe3O4)。顺便说一句,铁氧体在室温下的磁导率约为 10,000(@~1kHz),而尖晶石磁铁矿在相同条件下的磁导率只有 15 左右。究竟谁的“磁性”更强呢?
如果光围绕我们或地球运行,会发生什么情况?
光速的数值约为3*10^8m/s,根据狭义相对论,自然界中物体运动或者能量传播的速度不可能超过光速。
如果光绕着地球转,地球就如同黑洞一般,任何信息都无法传递。当然,生活在如此巨大的地球上:表面引力将极其巨大,潮汐力强大,人体将四分五裂……在《三体》中,人类制定了“黑场计划”:通过降低光速磁场的基本性质,让光绕着地球转,将地球附近的空间变成黑洞来求得安全。按照经典力学的粗略估计,光速只有大约 2000 光年,速度最高可达 8km/s,在北京或上海打电话,需要 3 分钟才能收到一条信息,目前民用飞机的速度大约是 300m/s,物理教科书上一些非常奇幻的高速运动相对论效应,人眼还是很难观察到的。
天宫二号伴星是不是一直围绕着天宫转?向心力是什么力提供的?
如果有两颗卫星A、B,它们的周期是相同的,那么每经过一个周期,它们都会回到同一个位置,相对位置又会回到原来的状态。如果A和B之间的距离不大,我们可以计算出轨道近似为一个小椭圆,如果A在这个椭圆内,我们可以说B在绕着A旋转,其实反过来,A也可以绕着B公转。
如果一定要以A为参考系进行受力分析的话,A是非惯性系,所以B所受的力应该是地球引力加上惯性力,这个力就是使B绕着A旋转的向心力。
伴星则是这样的:它并不是因为两颗卫星之间的相互吸引而绕天宫运行(这种力极其微弱),而是伴随天宫在绕地球运行的轨道上,只不过伴随的方式是周期性的轨道运行。
详情见图片:
编辑,我继续刚才的问题,如果有两个电子并排运动,运动速度为v,如果有一个惯性坐标系,也以速度v运动,那么在这个坐标系中,相对静止的两个电子之间应该存在排斥力。如果是在静止坐标系中,电子运动产生的磁场是吸引力(相当于同向电流)。那么是吸引力还是排斥力呢?
首先,在一个随电子一起运动的参考系中,两个电子相互排斥肯定是正确的。这是库仑定律的直接结果,已经被实验非常精确地验证过了。那么我们再仔细看看这个问题在“静止系统”(即电子运动系统)中是如何运作的呢?首先,这位同学把运动的电子等同于电流,这是正确的。公式j=ρv说明只要有电荷运动,那么他就说电流产生的磁场是吸引的,这也是正确的。这看上去似乎是矛盾的。但是,两个运动的电子之间的相互作用不仅仅是磁场的吸引力,还应该考虑它们作为电子产生电场力,而电场力远大于磁场力为排斥力(磁场力/电场力~(v/c)^2),所以两者的合力也是排斥力。这和在随电子一起运动的参考系中得到的结果一致。 然而,如果我们分别计算这两个参考系中两个电子之间的作用力,就会发现它们并不相等。这是因为该力并非相对论不变的。另外,在一般的电流元素间相互作用力描述中,并不考虑电场,因为导体(以金属为例)中电子与金属阳离子产生的电场力刚好相互抵消,只剩下较弱的磁场作用。
导体在静电场中达到静电平衡状态,导体内部的场强为0。这是感应电荷产生的电场和外界电场叠加的结果。在强电场中,会不会出现感应电荷量不够大,导体达不到静电平衡状态的情况呢?
这种情况不会发生。利用经典电动力学,我们可以计算出,在外电场作用下,导电球体的表面电荷密度和电场强度成正比,这样,我们就可以计算出极限电场,也就是导电球体中所有自由电荷向一端移动时的电场强度。这个电场强度和导体球的半径成正比,对于半径10nm的铜导体球来说,这个强度大概是10^13,而原子内部的电场只有10^11个数量级,也就是说原子这时候将不复存在,所以如此极端的电场会把导体瓦解。另外,人类是无法达到这么大的电场的,闪电中的电场强度只有10^4量级,X射线管中的电场也只有10^4量级,虽然可以达到10^6量级,但这比我们计算出来的电场强度要小得多。 总结一下,我们能制造的电场强度不会大到让导体无法达到静电平衡,就算达到了,足够大的电场也会在那之前把导体“撕裂”。
特别感谢物理研究所
陆老师
清华大学物理系四字班
张晓勇、秦浩然、徐继思、王振元
同学们踊跃回答!
写下你的问题贝语网校,下周五同一时间~
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