第1章电磁学 采用图1-6所示的那种装置,我们还可以对另一个电磁学定律进行演示,我们将挂线 請勿用於盈利之目的 两端从电池组上解开而接上一个会告诉我们何时有电流通过该导线的电流计.当我们在磁 於铁产生的磁场中,向旁推动导线时,便会观到电流,这样二个数应恰恰是式(13的另二 着线在一起还动.这个同来自磁铁的竖向的B一道产生了一个施于电子的沿导线方向 之力此力促使电子通过电流计而流动 然而,假设我们动的不是导线而是磁铁,从相对性来讲,可猜测到这不应当产生任何差 别,的确,我们在电流计中观察到一个相似电流、磁场怎么能产生作用于静止电荷上之力 呢?按照式(1.1)一定要有一个电场、一块动着的磁铁应该会造成电场.这到底怎样发生, 可以由式(17)定量地给予解答.这个方程描述了许多具有巨大实际价值的现象诸如那些 出现在发电机和变压器中的现象 我们的方程组最引人注目的一个结果是,式(1.7和(19)包含着关于越过广大距离的 电磁辐射效应的解释.解释大致如下:假设在某处比如由于线里电流突然接翘,这就使得磁 场增大;于是,根据式(17)就应有一个电场环流;当这电场建立起来以产生该环流时,根据 式(1.9)又有一磁环流将被引起;可是,这个磁场渐建立起来又将产生一个新的电场环 流……如此等等。就这禅,场在越过空间时,除了在它们的发源处以外,并不需要有电荷或 电流.这就是我们都能够互相看得到的关键所在!这一切都存在于电磁场的方程组中 §15场是什么? 现在就我们对这一课题的看法讲几点意见.你也许会说:“所有这一切关于通量和环流 的玩意太抽象了,但正是由于在空间每一点上有电场存在,才有这些“定律的.但实际发 生的情况究竟怎么?为什么你不能用比如有什么东西在电荷之间走动来加以解释呢?”噢 呀这可是由你的偏见所造成的.许多物理学家经常说在两者之间没有任何东西存在的那 种直接作用是不可思议的(人们怎么会对某一概念已经加以思议而又认为它是不可思议 的呢?)他们会说:“看!我们现在唯一知道的一种力就是一件东西对另一件东西的直接作 用.这不是一种无需由媒质来传递的力.”但当我们研究件东西紧靠者另一件东西的“直 接作用”时,真正发生的究竟是什么呢?我们发现,并不是一件东西紧靠着另一件而是彼此 稍为有点分开,并有电力在做小尺寸上作用著.这样,我们就发现,要用电力的图象来对所 谓直接接触作用作解释若事实已经弄消楚航肉的推挽力必须用电力来加以说明时,还试 图坚持说电力得看成象那种古老的、大家所熟悉的肌肉推挽力那肯定是不切合实际的!唯 一通情达理的问题是,什么才是看待电效应的最方便途径.有些人喜欢把这些效应表达成 电荷在一距离上的互作用,从而采用一个复杂定律.另外一些人则喜欢利用场线.他们无 时无刻不在画出场线,而感觉写出各个E和B则是太抽象了.然而,场线只不过是描写场 的一种草率办法,要用场蛾直接给出那些正确而又定量的定律米,那是很困难的.面且,场 线概念并不含有电动力学的最深刻原理,即是那迭加原理.即使我们已知道了一组电荷的 场线看来象个什么祥子,而另一组电荷的场线看来又是如何表现但当两组电荷网时并存时 场线的图样究竟会怎么样我们就得不到任何概念了,另一方面,从数学的观点看,迭加原 理则是很简单的—我们只须把两矢量相加起来.场线对于提供一个生动图象是有某种优 点的,可是也有一些缺点,直接相互作用的想法对于静止不动的电荷固然有极大优点但当請 勿 用 於 盈 利 之 目 的