物理学中的“场”和“理想模型”

第 １ 卷 第 ４期 ８ ２１ ０ ０年 ｌ ２月
技
术
物
理
教
学
Ｖ０． ８ Ｎｏ ４ １１ ． Ｄｅ ． ０ ０ ｃ２ １
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物 理 学 中 的
“场 ” 和
戴 志 亮
“理 想 模 型 。 。
（ 吉林 省 梅 河 口市 一 中
器能间接被感知的东西 ，如引力场、电场、磁
分子 、原子 组成 的实物．
那么，它的电场是静电场 ；如果带电体相对于
的电场．
场等． 场有 时也称 为特 殊 的物质 ，以 区别 于 由 观察 者来 说是运 动 的 ，那 么 ，它 的 电场是运 动 场 与实物有 共 同的 性 质 ：一 是力 的性 质 ；
做功 ，转 变为 场的能 量．例 如一个 电中性 的物 负 电荷分开 成 为一个 电容器 时 ，外 力对 物体做
转变 为 电 场 的 能 量 贮 存 在 电容 器 中． 一 般 地
二
着不可分割的联系和相互作用．但场和实物粒 子也是有 区别 的． 实物 粒子 有一 定 的几 何形 状 和体积，彼此是分立 的；而场是连续分布 的，
的引力 场都很 微 弱 ，所 以相互 作 用 的 力很 小 ， 后 ，才认 识 到磁体 之 间相 互作用 是通 过磁 场发
种 唯心主义 的解释 ，认 为这些 物体 之 间并 没
有 什么 物质 ，即所谓 真空 ，它们 的作用 是一 种 “ 距 作 用 ” 现 在用 ‘ ’ 的观 点 ，就 可 以 超 ． 场 统 一解 释为 引力场 的相互 作用 ，也就是 物质 的 相 互作 用 了．
二是 具有 能量． 场具有 力 的性 质 ，是显 而易见
磁 体之 间的相互 作用是 很早 就发 现 的． 我
国古 书 中 就有 “ 铁 引 针 ” 的记 载． 周 秦 时 磁
的． 在地 面上或空 间里 的一 切物体 都受 到重力
作用 ，实际上就 是这些 物体 的引力 场和 地球 的
代的 “ 司南 ” 以及 后 来 制 作 的各 种 形 式 的 指
生 的 ，就 是是 ，甲 、乙两 带 电体 的相 互 作 用 ， 是 由于带 电体 甲 的电场对带 电体 乙施 以力 的作 用 ，同 时 ，带 电体 乙的 电场 也对带 电体 甲施 以 力 的作 用． 电荷 和它 的 电场是 不 可分割 的 ，电 荷之 间相 互作用 ，实 际上也 就是 电场 之间 的相 互作 用． 如果 带 电体 相 对 于观 察 者 来 说 是 静止 的 ，
一
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物 理学 中 “ ” 的概 念 场
桌子 、黑 板 、房 、树 木 ……都 是 由分 子 、 楚 了在任何 带 电体周 围都存 在着一 种特殊 的物
原 子 组 成 的 ，而 分 子 、原 子 又 是 由 电 子 、质 质 ，即 电场． 电荷 的相 互作用 是通 过 电场 而发
场． 因此这两 种相互 联 系的场形 成 了统一 的 电 磁场 ，就是说 ，电场和磁 场是统 一 的 电磁 场 的
１ ． ６
物 理 学 中 的 “场 ” 和 “理 想 模 型 ”
第 ４期
两个侧 面．场 的另 一重要 特征是 具有 能量 ，场 力可 以做 功． 例如在 地球 引力场 里 的物体受 到
子 、 中子等 基本粒 子组 成 的． 这些实 物都 是物 质． 物质是 客观存 在 的 ，能作 用于 我们 的感觉 器官 而 引起 感觉 的东 西． 在我 们周 围的物 质世 界里 ，除 了这 些 能 被 感 觉 的 实 物 以外 （ 成 组 实物 的分 子 、原 子 等 需 要 借 助 于 仪 器 才 能 感 知） ，近代物 理学 又发 现 物 质 的另 外 一 种基 本 形 式 ，叫做 场．场 也是 客观存 在 的 ，借助 于仪
一
制成 的． 但是 长期 以来 ，人们认 为磁 体之 间 的 相互 作 用 也 是 一 种 “ 距 作 用 ” 超 ，直 到 １ ９世 纪初 ，发现 了 电现 象 和 磁 现 象 之 间 的 联 系 之 生 的． 后来 又进一 步认识 到任何 电流周 围都存 在 着磁 场 ，放 在通 电导线 附近 的磁针 所 以会 发 生偏转 ，是 由于 电流 的 磁 场 对 磁 针 作 用 的结 果．磁 场对运 动 电荷或载 流导线 也会 施 以力 的 作 用 ；电场 与磁场 是密切 联系 的． 当 电荷 之 问 发生相 对 运 动 时 ，它 们 所 产 生 的 电 场 就 要 改 变 ，因而产 生 了磁 场．一 般地说 ，电荷 的相对 运 动是 有加速 度 的 ，即电场 随着 时 间的变 化率
电场具有力的性质 ，也可以用类似的方法 加 以说 明．人 类早就 发现 ，电荷是可 以发 生相
互 作 用 的． 同种 电荷 相互 排斥 ，异种 电荷相 互 吸 引．后来 ，人们 经过 长期 的实践 ，终 于弄清
．
是不恒定的，因而导致了它产生的磁场也是变 化 的． 这种 变化着 的磁场 将 引起 新 的变化 的 电
地球 的引力而 移动 时 ，引力 场对 物体做 功 ，这
说 ，物质 与运 动是不 可分 的 ，凡 是物 质都在 运 动 ，所 以一切物 质都具 有 能量．
场 和实物是 物Байду номын сангаас 的两 种形 式 ，它们 之 间有
就证 明了引力场具有能量．在电场中移动电荷 时 ，电场力对 电荷做 功 ，这 就说 明 电场具有 做 功的本领 ，也就是说 ，电场具有能量．也有相 反 的过程 ，就是 把其 它形式 的能量 ，通 过外力
南 针 ，都是利用 磁铁 与地 磁体之 间 的相互作 而
引力 场相互 作用 的结果 ．这 一种相 互作 用就是 重力 的来 源．一 般物 体 的引力场也 存在 着相互 作 用 ，这 就是万 有引 力． 当然 ，一般物 体周 围 它们 之 间的万 有引力 可 以忽略不计 ．在 没有发 现 场是一 种物 质之前 ，对 于地球 和太 阳等天体 之 间 的相互作 用是 怎样发 生 的 ，历史上 曾有 过