请问涡旋场是什么东西?▲●○★☆尽量简单得说,小弟我才高1

Question

请问涡旋场是什么东西?▲●○★☆
尽量简单得说,小弟我才高1

Answer 1

提出涡旋场的概念是在电磁学中提出的,两电荷间的受力可以很简单由库仑定律得出,同样在电磁学中,也有类似的公式,如果以点电荷来类比电磁学,那么就有一个磁荷的概念,可以简单的将一个磁铁的正负极类比为两个有一定距离的正负点电荷!不要以为这是错误的,因为还没有一个实验来否定磁荷的存在,但是从量子力学的结论来看,是导不出磁荷的存在的.电磁力的公式有三个平行的类似于库仑定律一样的公式,他们是：类似于库仑定律的磁荷共识,毕奥-萨法尔-拉普拉斯公式,安培公式.(μ0 Idl×r)/4π=B是毕奥-萨法尔公式,而安培公式是直接计算力的大小,具体的式子很复杂,是根据安培所做的四个示零实验而得出的,当时他还是十分坚信牛顿的三定律,不敢相信关于反作用力的第三定律会在电磁学领域中失效,所以做完实验后根据实验数据东拼西凑成了一个公式,搂主可以做一个验证了,关于运动的两个点电荷的受力分析,将其想象成两个电流元利用毕奥-萨法尔定律计算它们是不满足牛顿第三定律的.
学过电学,如果再深究的话就是学习麦克斯韦方程组其四个方程,两个电学方程,两个磁学方程,电学中的高斯定理就是麦柯斯韦电学方程中的第一个,高斯定理是积分形式,而麦克斯韦方程组全部是由微分形式给出的!说到这里你可能要问,对一个矢量是如何进行计分和微分的呢?这就是高等数学和数学物理方法所要讲的内容了!其实,矢量的微分更多地是从积分推出和导出的.对于矢量的积分可能不是很陌生吧!dW=F∙ds是功的计算公式,取微元后求和就是他的积分W=∫F∙ds就是矢量的一种积分,我们称之为曲线的第二类曲线积分.若是依照定义写成W=∫s∙(∇∙F)的形式,其中∇∙F就相当于是F的微分了（尽管不严格的等,但是在科学中类比是十分重要的一种技能）,我们称之为F的散度,我们从这些名称就可以知道曲线不光有第二类积分,可能还有第一类或者第三类积分呢（恭喜你十分正确）,而曲线有积分,曲面有没有几分?有的画有几种类型呢?而仅第二类曲线积分与散度有关,那么第一类曲线积分与什么度有关呢?或者散度到低于有没有关呢?矢量的微分除了散度还有没有别的呢?（有,而且它就是旋度.）这些问题提得都很好,也都有肯定的答案,具体的有公式.（例如Stokes公式,高斯公式等等,前者是联系旋度与第二类曲面积分的,而高斯公式是联系曲面积分与曲线积分）这种旋度的计算正如其名一样是描述一个场的涡旋程度的!
这个算符在处理复杂问题上是没有用的,所以我倾向的麦克斯韦方程组使用积分形式写出.相信搂主知道奥斯特的电与磁的转化试验后法拉第发现的电磁转换的秘密了,那就是磁场的变化可以引起电流的变化的命题了.∇×E=-∂B/∂t和∇∙H=j+∂D/∂t就集中体现了这一点,当然有可能就会说麦克斯韦没什么了不起的,只不过就将高斯、法拉第、毕奥等的成果归为己用加以综合而已!殊不知,麦克斯韦将两个重要的概念引入进来：位移电流和电位移（currential displacement and electric displacement）,分别对应于D和∂D/∂t项.但是无论如何,磁场的旋度始终为零,即结论就是磁场是非涡旋场.但若是均匀磁场的话,它的变化就要产生电场,这种电场也是涡旋的,麦克斯韦称之为涡旋电场.（在他之前没有人这么叫,要不是就因为不承认这会有电场,或者就是认为不是涡旋的）这一点你就尽量理解吧!毕竟不期望你认识麦克斯韦方程组的,但是列出来了,而且又是那么重要的结论,还是介绍给你让你认识认识,另外再给你剩下的两个方程吧：∇×B=0和∇∙D=ρ.
到此了吧,我还有一肚子话要对我的小学弟你说呢!虽然不认识但是你的提问和处境还是勾起我无数的回忆呢!如果想知道的更多的话我会告诉你的!例如,在此,我们就能联系到狭义相对论和闵可夫斯基空间,由于四个麦克斯韦方程组中的量都互相影响,从而可以解除电磁波的波动方程来(∂^2 E)/(∂t^2 )=1/(ϵ0 μ0 )∙(∂^2 E)/(∂r^2 ),再对比标准的一维波动方程(∂^2 E)/(∂t^2 )=c^2∙(∂^2 E)/(∂r^2 ),c^2中的c是波速.电磁波的速度是光速我们早已知道,而c^2=1/(ϵ0 μ0 )式中的ϵ0和μ0究竟是什么?由电磁学中的麦克斯韦方程方程组加上费马定理,我们就可以无中生有的架构起光学的所有框架（包括物理光学）来!知道爱因斯坦的关于狭义相对论的论文题目是什么么?是《论运动物体的电动力学》,他提出狭义相对论的灵感就是从这样一个经典问题开始的：两个相对运动着点电荷,以其中一个点电荷为参考系,分别计算另一个运动电荷的库仑力和安培力,然后再在另一个参考系里分别计算同一个运动电荷的库仑力和安培力.事实上他是完全不知道洛仑兹也导了同样的变换,但是洛仑兹败就败在他的僵化教条的思想上,他明明知道这样的一个变换就意味着光速不变的结论而明显与任何当时的知识看,这一结论是荒谬的.洛仑兹为了解释就说这个“……变换完全是一个数学技巧,没有任何的物理意义.”而爱因斯坦就是在完全不知道洛仑兹是谁的情况下独立算出洛仑兹变换并作了两个著名的假设：一是光速不变；二是伽利略相对性原理.与此相对应的是广义相对论的两个假设：一是引力质量等于惯性质量,二也是伽利略相对性原理.可见伽利略相对性原理的重要性!其实,这个相对性原理已经超出原理的范畴,成了一代代物理学家的一个信仰了!它就象征着物理学内最重要的另一个信仰：物理世界是由一个个守恒定律构建的!甚至更有甚者将守恒律提到了一个最高的高度:物理中的一个物理量是与一种守恒律相联系的（居里定律,这个居里可不是那个两次获得诺贝尔奖的女科学家,他是拉普拉斯的一个学生,他通过数学上的证明得出的这个结论）.在现代物理中除了守恒律重要,再就是等效原理了!不要以为什么高能物理,粒子物理,宇宙学等等是现代物理的内容,它只不过是为它俩各服务而已!真正的前沿科技可不是那么神秘呀!推荐你读一下《环球科学》（其实应该叫科学美国人的中文版,这样也许你就明白了!）,即使高中生也能看懂当今的最前沿的科技哦!