场 (物理)

场 (物理)

主条目:經典場論

經典場論仍然適用于非量子尺度的空間,依舊在科學研究中處於主流。材料的彈性、流體力學以及麥克斯韋方程都是與此理論相關的例子。最簡單的場是力場。歷史上,場之一概念第一次被認可是法拉第用力線描述電場。隨後重力場的概念也用相似的方式提出。

牛頓重力場

编辑

在牛頓體系中,質量是重力場的起源

用來描述兩個有質量的物體的吸引力的經典場論源于牛頓万有引力定律。

電磁場

编辑

主条目:电磁学

迈克尔·法拉第在他研究磁学时最先意识到场作为一个物理量的重要性。他发现电场和磁场并非唯一能支配粒子运动的力场,但它们也具有独立的物理实在性,因为它们可以携带能量。

这些想法最终使詹姆斯·克拉克·麦克斯韦通过电磁场的方程组建立了物理学中第一个统一的场论。这一方程组的现代形式被称为麦克斯韦方程组。

静电场

编辑

主条目:静电学

一个带电荷q的检验粒子在静电场中会受到一个大小只与q有关的力F的作用。我们可以这样描述电场E:F=qE。通过这一关系和库仑定律,我们可以得到,点电荷周围的电场为:

E

=

1

4

π

ϵ

0

q

r

2

r

^

.

{\displaystyle \mathbf {E} ={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {q}{r^{2}}}{\hat {\mathbf {r} }}.}

静电场是保守场,因此可以用一个标量势函数V(r)来描述:

E

(

r

)

=

V

(

r

)

.

{\displaystyle \mathbf {E} (\mathbf {r} )=-\nabla V(\mathbf {r} ).}

静磁场

编辑

主条目:静磁学

电动力学

编辑

主条目:电动力学

广义相对论所描述的引力场

编辑

主条目:广义相对论

相关推荐