电磁场理论教学中可能存在的一个问题.doc

电磁场理论教学中可能存在的一个问题.doc电磁场理论教学中可能存在的一个问题
变化的电场能够在周围的空间产生磁场是麦克斯韦电磁场理论的第二个要点,也是麦克斯韦对电磁场理论的最主要的贡献。这样,不但传导电流(由电荷运动引起)能够在周围空间产生磁场,而且变化的电场(或“位移电流”)也能够在周围空间产生磁场。也就是说,产生磁场的途径有两种:电流(传导电流)或者变化的电场(或叫做“位移电流”)。甲种本的这个例子所讲的运动电荷要产生磁潮,可以从两个层次来
理解。
一是把运动电荷要产生磁潮理解为电荷运动形成电流(传导电流),这个电流要产生磁场,这是中学生所能理解的层次。按照这种理解,这个电场是由传导电流产生的,而不是由“位移电流”产生的,即不是由变化的电场产生的。甲种本的论断是错误的。
二是从较高的层次来理解“运动电荷要产生磁潮”这句话。电荷的运动是任意的,由于既有速度v,又有加速度a,这个电荷产生的电场和磁场是非常复杂的,要用电动力学的方法才能处理,中学生一般不可能理解到这一层次,而且这时在运动电荷产生的磁场中,既有由变化的电场产生的,也有由传导电流产生的,到底哪一部分主要,要视电荷的运动情况及观测点的位置而定。在电荷附近(近场区)磁场主要由传导电流产生,所以不能简单地认为“这个磁场是由变化的电场产生的
”。
综上分析,甲种本用一个运动电荷产生磁场为例来说明电磁场理论的第二个要点是欠妥的,其结论“这个磁场是由变化的电场产生的”也是不对的。
值得指出的是,麦克斯韦电磁场理论的第二个要点包含着深刻而新颖的思想,在相当长的一段时间内难以为物理学家们所接受,直到25年之后,赫兹用实验证实了电磁波的存在,从而证明麦克斯韦电磁场理论的正确性,这个理论才得到人们的普遍承认。可见,“变化的电场