点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:《张朝阳的物理课》科普“电磁势”
首页> 光明科普云> 科普资讯 > 正文

《张朝阳的物理课》科普“电磁势”

来源:光明网2022-09-06 16:59

  9月4日,《张朝阳的物理课》第八十二期开播,搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳坐镇搜狐视频直播间,向网友介绍将电磁场表示为电磁势的意义,并利用简易的解方程技巧以及散度定理求解出静电荷产生的静电势。

  张朝阳将电磁理论分为三层楼,第一楼是电势与磁矢势,第二楼是电磁场,是由第一层楼进行时空偏导得到,而第三楼的物理量则是第二楼的进行时空偏导得到。第二楼的电磁场是实际的可观测量,第三楼对应的是更具体综合的物理量。而第一楼的电磁势虽然目前没有物理意义,但一楼的物理量不仅数量少,而且它们还可以导出二楼与三楼的物理量,由它们来构建理论体系还具有很多优势,所以接下来需要研究麦克斯韦方程组在一楼的表达。

  上节课,张朝阳已经求解出静态的磁矢势关于电流密度的表达式,这节课求解电势关于电荷密度的表达式。张朝阳先解电荷集中在原点处的情况,这时电荷密度用狄拉克函数描述。在非原点处,电势就是简单的拉普拉斯方程,利用球坐标系解得电势与原点距离成反比。为了进一步求得比例系数,对方程两边同时进行球体积分,利用散度定理可以求得电势项的积分,利用狄拉克函数性质可以求得电荷密度的积分,最终计算得出比例系数。

  随后张朝阳开始考虑一般情况下的麦克斯韦方程组的求解。首先利用麦克斯韦方程组的两个方程定义出了一般情况下的电势和磁矢势,紧接着将麦克斯韦方程组中另外两个方程用电磁势表示出来,使用洛伦兹规范使得方程具有对称简洁易解的形式。之后开始求解原点处随时间变化的点电荷产生的电势,这样在非原点处方程化为波动方程。

  为了进一步求得波动函数,使用与静态情况类似的方法,对电势方程进行球体积分,但球体体积趋于零,于是电势的时间偏导项没有贡献,运用散度定理与狄拉克函数性质求得波动函数与电荷函数的关系。再利用叠加原理求得一般电势方程的解。由于磁矢势方程与电势方程形式相同,可类比电势的表达式得到磁矢势方程的解,最终电磁势用电荷电流密度表达出来,电磁场也可通过电磁势求得。

  截至目前,《张朝阳的物理课》已直播八十余期,内容丰富、覆盖广泛,理论公式由浅入深、繁简交融。从去年11月开启第一节物理直播课,他先是从经典物理学开始,科普了牛顿运动定律等;而后从经典物理的“两朵乌云”说起,向近现代物理过渡,探讨了黑体辐射理论中的维恩公式、普朗克公式等知识。

[ 责编:战钊 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 逐梦海天 青春滚烫——记海军山东舰起降保障中队

  • 创新潮涌链博会

独家策划

推荐阅读
从意大利实验室到西北农学院,从抗战时期到和平年代,周尧用70年时光让中国昆虫学从5%的定名权走向自主。
2025-07-18 09:06
记者从会上获悉,截至今年6月,我国每万人口高价值发明专利拥有量已达到15.3件,提前实现“十四五”规划预期的12件目标。
2025-07-18 09:04
而在此次观测中,天文学家发现,在HOPS-315及其周围的原始星盘中,不仅存在固态的结晶矿物,还存在气态的一氧化硅。
2025-07-18 09:04
旨在充分发挥计量支撑产业新质生产力发展的基础保障作用,推动“溯源链、创新链、产业链”融合发展,使计量成为促进产业新质生产力发展的催化器和引擎。
2025-07-18 09:04
该所作物耐逆性调控与改良创新团队日前联合国内外研究机构,构建了首个水稻的多器官单细胞多组学图谱,
2025-07-18 04:30
太阳是地球气候系统的主要能量来源,其活动通过总辐射、紫外辐射、高能粒子沉降等多种形式影响地球大气。近年来,我国夏季降水雨带呈现出持续北移的趋势。
2025-07-18 04:30
人机语言交互的“温度”,其核心在于能否实现情感共鸣、文化适配与价值传递。语言不仅是信息符号,更是心灵沟通的桥梁。为冰冷的代码注入人文温度,需在技术突破与设计理念上双轨并进。
2025-07-17 04:30
近日,中国科学院海洋研究所万世明团队,基于海洋沉积物中的黑碳记录,重建了过去30万年以来东亚北部的古火演化历史,结合欧洲、东亚、东南亚及澳大利亚区域的记录以及考古遗址大数据,发现现代人类大规模用火始于约5万年前。
2025-07-17 04:30
在飞行器大家庭中,有一类特别的成员——翼伞。它们没有刚硬的机翼,却凭着一片巨大柔软的“翅膀”,借助风力优雅地翱翔于天际;它们结构看似简单,却蕴含着空气动力学的精妙智慧。翼伞是融合古老降落伞原理与现代智能科技的独特柔性无人飞行器,包含翼、控制系统、负载,如果加上推力系统,就可化身为伞翼无人机。
2025-07-17 04:30
近年来,移动电源行业呈现出较为迅速的发展趋势。与此同时,移动电源安全事故频发,严重威胁消费者生命财产安全。通过制定强制性国家标准,
2025-07-17 03:55
由该院枸杞科学研究所联合中国林业科学院林业研究所编制的《枸杞属植物新品种特异性、一致性、稳定性测试指南》获得国际植物新品种保护联盟通过。
2025-07-17 04:00
武汉华大生命科学研究院联合南方科技大学等单位,在单细胞水平上成功解密了拟南芥叶片衰老的过程。
2025-07-16 10:44
不只是产量最大,“深海一号”大气田还是我国迄今为止自主开发建设的作业水深最深、地层温压最高、勘探开发难度最大的深水气田。
2025-07-16 10:42
我国正研制《卓越工程师培养认证标准》,该标准是保障卓越工程师培养从“样板间”走向宏大队伍的基础。
2025-07-16 10:39
七月下半月和八月上半月是我国主汛期的最重要阶段,应急管理部指导各地加强灾害风险隐患信息报送队伍建设,开展广泛培训,目前总人数已达115万人。
2025-07-16 10:25
为强化未成年人网络保护,营造良好网络环境,近日,中央网信办印发通知,在全国范围内部署开展为期2个月的“清朗·2025年暑期未成年人网络环境整治”专项行动。
2025-07-16 10:23
新时代新征程,以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业,实现新型工业化是关键任务。
2025-07-15 04:10
现阶段,人工智能赋能新型工业化已取得明显成效,但仍存在人工智能关键硬件与开源软件储备不足、人工智能在重点行业领域应用率偏低、人工智能领域人才短缺且结构不合理、缺乏适应人工智能发展的标准体系和法律法规等问题。
2025-07-15 04:10
2025年可谓人形机器人的“破圈”之年。从蛇年春晚舞台的机器人扭秧歌,到北京亦庄的机器人马拉松,再到浙江杭州的机器人格斗赛……人形机器人正从“实验室”迈向各类“应用场”。
2025-07-15 02:55
科考船在狂风巨浪中剧烈摇摆,寻找渺小的目标如同大海捞针。回收沉睡海底半年的海底地震仪,是这次出海科研任务中最艰难的一环。“快看!在那儿!”随着一声疾呼划破沉寂,
2025-07-15 02:55
加载更多