文档介绍：用手推桌子,手和桌子直接接触;马拉车,绳子和车直接接触,在这些例子中,力都是存在于直接接触的物体之间的,这种力的作用叫做接触作用或近距作用。然而,电荷之间的相互作用力,磁极之间的相互作用力以及万有引力等几种力,却可以发生在不接触的物体之间。19世纪以前,不少物理学家认为这些力是一种既不需要媒介也不需经历时间,而是超越空间与时间直接发生的作用力,并被称为“超距作用”。
那么相隔一定距离的电荷或磁体之间的相互作用是怎样发生的?这是一个曾经是人感到困惑、引起猜想、且有过长期争论的科学问题。在这个问题上,牛顿虽不赞成超距作用,但没有提出自己的观点,并声称“不做假说”。与牛顿不同,法拉第在电磁作用问题上明确了自己的见解。他在实验中发现,电作用和磁作用跟电荷之间或磁体之间的介质有关。在不同的介质之间进行同样的实验,作用效果不同。这引起法拉第对电磁作用本质的深思。他认为,电力和磁力不可能是超越空间并与介质无关的超距作用,并提出:电荷或磁体在空间产生电场或磁场,正是通过“场”才把电作用或磁作用传递到电荷或别的磁体。
法拉第不仅提出了场的概念,而且直观地描绘了场的清晰图像。他用电力线(即电场线)和磁力线(磁感线)形象地描述电场和磁场。力线密的地方场就强,力线疏的地方场就弱;力线上每一点的切线方向表示场的方向。把抽象的场及其特性形象具体的表现出来。法拉第用这幅图像说明了诸多电磁现象。
对于电磁理论而言,法拉第的场的概念还处于萌芽状态。他不精通数学,他提出的仅是一种不涉及精确的数学工具的描述方法。二三十年后,麦克斯韦把法拉第关于电磁场的朴素而简单的图像,转换成精致而定量的描述,进而预言了电磁波的存在,并把光现象与电磁现象统一起来。于是场的概念取得了成功,并日益得到发展。
近代物理学的理论和实验证实并发展了法拉第的观点。电场和磁场已被证明是客观存在的物质,它和我们所熟悉的由原子、分子组成的物质(一般称为实物)在特征上虽然有所不同,但它是物质存在的另一种形式。
认识到场的存在,是人类认识史上的一大飞跃。人们正是在关于电磁场的研究中开发出许许多多重要的应用技术和产品,才有了无线电、电视、远距离通信、互联网等等迎来了信息时代。
电场线
上海市新中高级中学朱惠顺
思考题:
1.“场”的概念是由谁提出的?科学依据是什么?
、磁场的属性是什么?
?如何描述?
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复习回顾:用磁感线描绘磁场
迈克尔· 法拉第(Michael Faraday,1791-1867),英国著名物理学家、化学家。在化学、电化学、电磁学等领域都做出过杰出贡献。
一旦科学插上幻想的翅膀,它就能赢得胜利。
迈克尔·法拉第
引入“场”的概念,是法拉第的最富有独创性的思想,是艾萨克·牛顿以来最重要的发现。
阿尔伯特·爱因斯坦
复习回顾:用磁感线描绘磁场
思考题
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(1)能否仍然用铁屑、玻璃板来模拟?
(2)怎样建立电场?
(3)怎样选择模拟电场线的材料?
(4)是否可以将毛屑撒在玻璃板上放入电场中模拟?
实验模拟电场线的方案
在培养皿中倒入蓖麻油,将剪好的毛屑均匀撒在蓖麻油中,加上电场,毛屑就将按着电场强度的方向排列起来。