费曼物理学讲义《第二卷) 勿葫的质子,为什么它们不会互相推开呢?事实是,原子核中除了电力之外还有一种称为核 用力的非电力,它比电力还要大,因而尽管有电的排斥力存在,仍然能够把那些质子维持在 於起然而核力是短程力—各按子间的力削弱得比1/y2还要急剧,这就产生了一个重要后 果:如果核中所含质子数过多,核就会太大便不能永远维持在一起.铀就是这么一个例子 利它含有92个质子核力主要作用于每个质子或中子)及其最近邻质子,而电力则作用在较 之大的距离上,使每个质子与核中所有其他质子之间都具有排斥力在一个核中质子的数目越 多这电的排斥力就越强直到如同在钟的情况下,平衡已经那么膽弱,由于排斥性电力的缘 的 故使得核几乎就要飞散了.这么一个核,如果稍为“轻轻敲”一下(就象可以通过送进一个慢 中子而做到的那样),就会破裂成各带有正电荷的两片,而这些裂片由于电排斥力而互相飞 开.这样释放出来的能量就是原子弹的能量.这种能量通常称为核”能但实际上却是当 电力足以克服吸引性核力时所释放出来的“电”能 最后我们还可能会问是什么东西把带负电的电子保持在一起呢?因为它没有核力) 如果电子全都是由一种物质构成的,那它的每一部分理应排斥其他各部芬,但又为什么不会 飞散呢?不过,电子是否还含有“各部分”?也许,我们应该说电子只是一个点,而电力只是 在不同点电荷之间起作用,以致电子不会作用于其本身.或许是这样吧,电子由什么东西 拴住,我们只能说到这里.这个问题曾经对于试图建立一套完整的电磁理论产生过不少困 难,而且至今也没有人作出满意的解答.我们将在以后某些章节中对这一课题作些讨论,为 我们本身助兴 正如我们已经见到的那样,应该指望电力与量子力学效应相结合来确定整材料的细 致结构,从而确定它们的特性,有的材料硬,有的材料软.有的是电的“导体”—一因为它们 中的电子能够自由行动;其他则是“绝缘体”——因为其中电子被牢固地束缚在各个原子之 中,这些性质是如何得来的?我们将在以后加以讨论,那是一个十分复杂的课题.因而现 在仅就一些简单情况下的电力进行考察,也就是说,现在者手处理电方面一也包括磁方 面(那实际上是同一课题的一部分)——的规律 我们曾经说过,电力正如引力一样,与电荷间距离的平方成反比而减弱的.这一关系叫 做库仑定律.但当电荷运动时,这一定律就不完全准确——电力也是以一种复杂的方式依 赖于电荷的运动.运动电荷之间的力,有冬含我们称之为磁力.事实上,它是属于电效应 的一个方面,这也是为什么要把这一课题叫作“电磁学”的缘故 存在着这么一个重要的普遍原理,因而有可能以相对简单的方式来处理电磁力.从实 验方面得知,作用于某一特定电荷上之力——不管其他电荷的数量和运动方式如何——只 取决于该特定电荷的位置、速度以及所带的电荷量.我们可把作用于一个以速度物运动着 的电荷q上的力F写成 F=q(E+U×B) (11) 式中,E和B分别叫儆在电荷所处的位置上的电场和磁场.重要的是字宙中一切发源于 电荷的力都可以仅给出这两个矢量而加以综合.它们的值将取决于这一电荷放在何处,并 且可能随时间而改变.此外,如果我们用另一个电荷来代替该电荷,则作用于这一新电荷上 之力恰好与其电荷量成正比,只要世界上所有其他电荷都不改变其位置和运动就行了.(当 然,在实际情况中,每一电荷总会对于邻近的所有其他电荷都产生力,从而可能引起这些电 荷运动,所以在某些情况下,如果我们用另一个电荷来代替该特定电荷的话,那些场是有請 勿 用 於 盈 利 之 目 的