必修三中學(xué)習(xí)(說(shuō)成了解更準(zhǔn)確)過(guò)的內(nèi)容,稍微比原來(lái)詳細(xì)的重復(fù)了一下。
一.電磁場(chǎng)
兩句核心:1.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng);2.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)。
如何在高中階段定性解釋這兩句話呢?
1.關(guān)于電場(chǎng)、磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)
電場(chǎng)、磁場(chǎng)的本質(zhì)都是源于電荷。
電荷無(wú)論運(yùn)動(dòng)和靜止(參考系問(wèn)題,暴雷后引發(fā)的物理學(xué)大地震,產(chǎn)生了相對(duì)論)都可以產(chǎn)生電場(chǎng),靜止時(shí)產(chǎn)生的是靜電場(chǎng),是有源場(chǎng);運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的是渦旋電場(chǎng),是無(wú)源場(chǎng)。
磁場(chǎng)的本源就是電荷的運(yùn)動(dòng)。磁鐵的磁場(chǎng)應(yīng)用安培分子環(huán)流假說(shuō)也歸到了電荷的運(yùn)動(dòng)上。
這就比較有意思了,電磁場(chǎng)本來(lái)就是電荷的一體兩面。但最初總是以一種短視的目光來(lái)研究的,見(jiàn)此不見(jiàn)彼。相當(dāng)于一枚硬幣的兩面,選擇性的只看見(jiàn)一面,看不到兩面之間的統(tǒng)一性。只有當(dāng)這個(gè)硬幣不斷反復(fù)翻轉(zhuǎn)時(shí),才能發(fā)現(xiàn)它兩面之間的統(tǒng)一性。
對(duì)電磁場(chǎng)一體性的認(rèn)識(shí),只是變化一種認(rèn)知方法。
1.電流磁效應(yīng):電流產(chǎn)生磁場(chǎng)。電流源于電荷的定向移動(dòng)。電荷運(yùn)動(dòng),靜電場(chǎng)就要發(fā)生變化,因此產(chǎn)生磁場(chǎng)。就是變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。
2.感生電流:磁場(chǎng)變化時(shí),處于其中的閉合電路(無(wú)電源)中會(huì)有電流,能產(chǎn)生電流,必然是有力使自由電荷發(fā)生了定向移動(dòng)。麥克斯韋的強(qiáng)認(rèn)知就體現(xiàn)在這里。靜電場(chǎng)只能對(duì)電荷有力的作用,靜止電荷只能受電場(chǎng)力的作用,磁場(chǎng)只能對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。
電流磁效應(yīng)的本質(zhì)是變化的電場(chǎng)產(chǎn)生了磁場(chǎng)。
感生電流的本質(zhì)是變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)。
對(duì)舊有知識(shí)進(jìn)行高思維量的歸納總結(jié),就是推陳出新。
上節(jié)所學(xué)的LC振蕩電路就是人為的提供了一個(gè)可周期性變化的電磁場(chǎng)。
二.電磁波
從電磁場(chǎng)到電磁波,對(duì)電場(chǎng)或磁場(chǎng)的變化有了要求,不能隨便亂變,要周期性的變化。
這幅圖現(xiàn)在無(wú)法解釋?zhuān)荒芎?jiǎn)單粗暴的理解為一個(gè)量的變化率大小決定另一個(gè)量的大小,方程組高中階段無(wú)法求解,記住得了。
神一般的預(yù)言家,預(yù)言電磁波的存在,預(yù)言光是一種電磁波。數(shù)學(xué)的魅力,自然的規(guī)律隱藏在數(shù)學(xué)中。
赫茲的實(shí)驗(yàn):
感應(yīng)圈放電:為啥用這個(gè)裝置呢?為了產(chǎn)生高頻的振蕩電流。電磁波要想被實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到,低頻電流是既不中看更不中用的。
感應(yīng)圈有點(diǎn)類(lèi)似于汽車(chē)的點(diǎn)火裝置,現(xiàn)在家用燃?xì)庠畹碾娀鹧b置也就是個(gè)感應(yīng)圓,通過(guò)直流電的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)變壓,高壓擊穿空氣引起放電電火,可實(shí)現(xiàn)高頻的目的,也是實(shí)驗(yàn)成功的原因。
快速發(fā)展的電磁理論:赫茲當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn),電磁波只能傳播幾米遠(yuǎn)。今日,無(wú)線電應(yīng)用十分廣泛,全部基于麥克斯韋的電磁波理論。
本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)實(shí)際是一種重復(fù),可以說(shuō)無(wú)任何實(shí)質(zhì)性的需要掌握的內(nèi)容,死記硬背的居多,包括老師在內(nèi),中學(xué)階段,高數(shù)普遍荒廢,對(duì)麥克斯韋方程組可能也僅限于了解,無(wú)法做到理解。
若要能從數(shù)學(xué)角度對(duì)當(dāng)時(shí)所知道的電、磁場(chǎng)理論進(jìn)行概括,或許就可對(duì)麥克斯韋方程組理解得更好一點(diǎn)。電磁波、相對(duì)論這一部分內(nèi)容,沒(méi)有強(qiáng)有力的高數(shù)知識(shí)支撐,無(wú)法做到真正理解。
聯(lián)系客服