费曼物理学讲义(第二卷) 以用铁原子中的永恒电流来理解磁铁.在图1-7中,作用于磁铁上之力就是起因于式(1,1) 請勿用於盈利之目的 中的第二项 来自线麼》 究意这些电流是从哪里来的 接至正端 呢?一种可能是从电子环绕其原子 作用于导线 轨道的运动而来,实际上,这对于 铁来说却是不正确的,虽然对于某 些材料来说是正确的.一个电子 至货 除了在原子中环行之外,还有绕其 本身之轴的自旋—一有点象地球的 线上电流 自转一一正是由于自所产生的电 流才为铁提供了磁场.(我们说“有 点象地球的自转”,这是因为这一问 图1-8图16中的磁铁可乐一个通电流的线圈来代替, 题在量子力学中竞是那么奥妙,以 有一相似的力作用于导线上 致一些经典概念并不能真正恰当地 描述这些事物.)在大多数物质中,有些电子这样自旋:有些那样自旋,所以磁性互相抵消 可是在铁里一于某一我们将在以后加以讨论的神秘原因—有许多电子却绕着排列整 齐的轴自旋着,这正是磁性的起源 由于磁场都是来自电流,我们便无需在 式(18)和(1.9)中引进任何额外的项来照顾 磁铁.我们只须取所有各种电流,包括自旋、 电子的回环电流,那么该定律便就对了.但 你应当注意,式(18)说明了并没有与出现在 式(16)右边的电荷相类似的磁荷”存在,从 来都未曾发现过, 面1 面S 式(19)右边的第一项是由麦克斯韦从图110绕曲线C的B环流可以由通过面 理论上发现的,而且于分重要,它说明一个 B1的电流给出,也可以由通过面S2的E的通 变化着的电场会产生磁场.事实上,若没有 量的变化率来给出 这一项,该方程便说不通因若无此项,在一非完整的国路咔便不会有电流但这祥的电流确 实存在正如我们在下述例子中将见到的.试设想有个由块平行板构成献答器它在 菲流向其中一极板而流出另一极板的电流充电,如图1-10所示的那种情形.若我仍围绕 者其中一条导线画一条曲线C,并用一个被该导线所贯穿的面来盖满这条线,如图中所示 的1面.按照式(19),绕行着C的B环流是由导线中的电流(乘以所贡献的.可是若 我份用另一个看来象个碗、并通过电容器两板间、始终保持在导线外面的个不同的凸画 来盖满,那又将怎样呢?肯定不会有任何电流通过这一个面的.然而,仅仅改变一下想象中 的表面位置,总绝不会改变一个实际的磁场的吧!B的环流必然要和以前一样.是的,对于 S和S2两个面,式(19)右边的第一项并结合着那第二项,确实会给出相同的结果.对于 S2来说,B的环流乃是由电容器两板间E的通量的变率给出的.可以计算证螟,正在变化 着的E与电流间的那种关系恰好就是使式(19)能够保持正确所必需的形式。麦克斯韦看 到了这个必要性因而成为第一个写出该完整方程式的人請 勿 用 於 盈 利 之 目 的