偶尔翻开中学物理课本重读后我困惑了

oliven

偶尔翻开中学物理课本第三册关于电磁波一节，其中有一段话这样写道：......电磁波可以脱离电荷、电流而单独存在，

并且不需要别的物质来做媒质就能在空间传播，电磁波也具有能量。这样看来，电磁场跟由原子、分子组成的物

质（通常叫做实物）一样，都是不依赖于我们感觉的客观存在。电磁场是物质的一种特殊形态。......

现在再读这段话，感觉疑惑颇多：

1.能否举出几例-------不依赖电荷或电子抑或不依赖实体而存在的电场？

2.课本中说，电磁波（或变化的电磁场）的传播是可以在真空中进行的，那真空真的就什么也没有吗？如何证明真空什么也没有？

3.倘若这些不能得到科学的合理解释，是不是意味着物理的基础还有待进一步探索研究？

aann888

物理课本要科普些，起码让大家都能理解，不能太抽象，不能脱离实际

地球上物质状态好象有超固态、固态、液态、气态、等离子态、场六种己知状态形式存在。密度依次减小，绝对真空是不存在的。我是学化学的，不知是否有误。
质能转化，质量就是能量。

libiecao

好像地球的东西是由金，木，水，火，土五大物质构成的吧？

newzz

1、楼主混淆了静电场和电磁场了吧，静电场依赖电荷存在，运动的电场磁场可以互变，电磁波就是运动着的电磁场
2、真空是指没有实体粒子的理想状态，里面可以有各种场存在
3、很多东西已经有合理解释了的，只是我们可能不知道而已

oliven

引用第4楼newzz于2012-06-12 21:07发表的 :
1、楼主混淆了静电场和电磁场了吧，静电场依赖电荷存在，运动的电场磁场可以互变，电磁波就是运动着的电磁场
2、真空是指没有实体粒子的理想状态，里面可以有各种场存在
3、很多东西已经有合理解释了的，只是我们可能不知道而已

运动的电磁场脱离物质后如何传播？也就是说电磁场传播的机理是什么？

比较疑惑，按照我的理解应该需要借助电路存在，但电路肯定需要有实物的。

newzz

引用第5楼oliven于2012-06-12 22:36发表的 :


运动的电磁场脱离物质后如何传播？也就是说电磁场传播的机理是什么？

比较疑惑，按照我的理解应该需要借助电路存在，但电路肯定需要有实物的。

电磁波产生后 就是电场和磁场的振荡跟运动 一个电场/磁场的振荡产生前面一个磁场/电场 以光速传播 电磁波有波粒二象性 也可以理解为光子的运动
再深就涉及什么麦克斯韦方程了 我也不太懂了

实物的角度理解就是光子的运动，光子是静止质量很小（测不出，一般当0看）的一种粒子；能量的角度看就是一种波的运动即电磁波。总之都是一回事。

starrynight

实验性的学科很多理论都建立在理想状态下的，不必在生活中去寻找完全符合的实例，一般也找不到。
另外，教材因为涉及到学生知识范围，因此有时候不是绝对的严谨，比如在学习负数前，2-3是不对的，但是学了负数，这就是一道正常的题目；学习复数前，负数开平方是错的，学了复数，这也是可以计算的；学极限前，0/0无意义，学了极限，我们知道它可能等于任何一个数字。所以看教材很多时候要看已经学了什么，现在能接受什么，而不是追究是否是绝对正确。

muntzer

1.能否举出几例-------不依赖电荷或电子抑或不依赖实体而存在的电场？

楼上已经举了，电磁波。电磁波的发生，也是需要电荷的，但一旦发出之后，你把“源”给灭了，电磁波仍然会一往无前传播开来。它是依靠电磁感应的规律不断生成并向前传播的。

好象我们关闭了手电筒之后，之前从灯泡里射出的光其实仍然在向前传播，用“光子”说来理解这个现象比较容易。但是，光子，其实也是电磁波。

2.课本中说，电磁波（或变化的电磁场）的传播是可以在真空中进行的，那真空真的就什么也没有吗？如何证明真空什么也没有？

这个涉及真空的定义。其实，绝对的真空，即“什么也没有”的真空，是不存在的。平时所说的真空，都是相对的。譬如，中学物理学过托里拆里实验，装有水银的玻璃管倒置在水银槽中后，由于水银下沉，会在管的上部产生“真空”。这里说的真空，其实，不仅还存在着各种物理场及其相应的“粒子”，甚至也还有肉眼观察不到的水银蒸汽存在。所以，它有个专门的名称，叫“托利拆里真空”。

证明这种相对真空的存在，在实验上办法很多，譬如可以称其重量，或用声、光、电、化学、放射性等很多手段，去检测“真空”中是否存在某种物质，得出否定结果即可。

电磁波可以在真空中传播，这种理念是近现代才有的。早先，人们不相信这一点，所以，硬生生地假设空间中其实是充满了以太这种物质的，看不见摸不着，但客观存在。后来，人们都同意，其实，根本不需要这个假设，也就是说，所谓“以太”，无非就是真空而已。

有意思的是，计算机网络界，继承了物理学已经抛弃的“以太”这个名词。用它来描绘无所不在的计算机网络，倒确实很形象啊。

3.倘若这些不能得到科学的合理解释，是不是意味着物理的基础还有待进一步探索研究？

物理的基础，确实还有待进一步研究。不过，用目前的手段，想获得新的真理，真的是越来越难了。至少，不可能象爱因斯坦那样，一边作着小职员，一边进行理论分析来获得科学真理。

oliven

引用第9楼muntzer于2012-06-16 12:49发表的 :
1.能否举出几例-------不依赖电荷或电子抑或不依赖实体而存在的电场？

楼上已经举了，电磁波。电磁波的发生，也是需要电荷的，但一旦发出之后，你把“源”给灭了，电磁波仍然会一往无前传播开来。它是依靠电磁感应的规律不断生成并向前传播的。

好象我们关闭了手电筒之后，之前从灯泡里射出的光其实仍然在向前传播，用“光子”说来理解这个现象比较容易。但是，光子，其实也是电磁波。
.......

1.我觉得你恰恰忽略了我要弄明白的，按你的说法，电磁波的发生，也是需要电荷的，但一旦发出之后，你把“源”给灭了，电磁波仍然会一往无前传播开来。关键是你所说的无法实证，也就是无法实证电磁波不依赖于实体而存在，你能将你上面说的这句话（红色）设计一个实验出来加以验证吗，如果不能，那还是等于没说。

2.电磁波可以在真空中传播，请问这里你所指的真空是什么，或者你给出此处所要求的真空的严格的定义，如果你一方面认为电磁场可以在真空中传播，又不能说明会或给出这个“真空”的定义或条件，你又不承认你此处的真空不是什么也没有，这不符合物理作为自然科学的严格性要求！！！

3.其实也许很多真理（相对真理）就在眼前，关键人们不愿意放弃已有思维框框，不去质疑和不断检视我们的“想当然”，而恰恰是这些“想当然”，蒙蔽了我们的慧眼进一步去认识真理，怀疑和批判恰恰就是科学精神的核心！

以上回复愿与大家共勉，欢迎专家拍砖、争论。

挑战权威

黑格尔真空才是完全无物的真空。现在，所谓的真空是有能量存的。

hpudqx

引用第10楼oliven于2012-07-20 07:20发表的 :

电磁波的发生，也是需要电荷的，但一旦发出之后，你把“源”给灭了，电磁波仍然会一往无前传播开来.......

电磁波的传播是需要时间的。在电磁波传播的过程中，“源”消失了，电磁波仍然存在，这是合理的。如果“源”消失，波也消失，才会很诡异。
试着举两个例子：
1.　卫星电话的延迟：对方讲完话，立即关掉电话，你仍然能接收到刚才的那句话。
2.　人类通过各种手段观察到的外星球，其实是n年前的影像，可能有些星球已经消失了。

oliven

引用第12楼hpudqx于2012-07-20 09:19发表的 :


电磁波的传播是需要时间的。在电磁波传播的过程中，“源”消失了，电磁波仍然存在，这是合理的。如果“源”消失，波也消失，才会很诡异。
试着举两个例子：
1.　卫星电话的延迟：对方讲完话，立即关掉电话，你仍然能接收到刚才的那句话。
.......

问题是有人说电磁波传播不需要介质，请问你举的1、2这两例子有没有借助介质？如果没有借助介质-------你怎么证明这种传播是不借助介质的？

hpudqx

引用第13楼oliven于2012-07-20 09:41发表的 :
问题是有人说电磁波传播不需要介质，请问你举的1、2这两例子有没有借助介质？如果没有借助介质-------你怎么证明这种传播是不借助介质的？

我只是回答你的第一个疑问：“源”消失，电磁波是否仍然存在？

至于第二个疑问：电磁波的传播是否依赖某种介质？我只能说，就现在的科学发现，不需要任何介质。但是，任何科学都是有局限性的。完全有可能将来的科学家得到相反的结论。

证明“没有”是很难的，证明“有”只需要举出例子就行。比如：以前大家都认为天鹅是白的。当有人发现了第一只黑天鹅，这个论断再也不成立了。

oops1

嘿嘿，这些都是在3维空间中存在，再上去就物质、能量的概念就不一样了。
物理的基础一直在进一步探索研究。。。。。。

物理书上的描述是妥当适当的，8楼是正解

物理书上的描述是妥当适当的，8楼是正解。楼主的疑问也是当前物理在研究的，能从物理上讲清楚机制的人恐怕你的财富也不够给他（可以得诺奖了），目前权威公布的只能从数学上解释如超维。总之：1.电场可以离开电荷由磁场产生但不能离开实物即离开了源电路后是场物质（场物质可看成也是微小的颗粒）如打水花的水分子2.太空天空有场物质但真空没有3.8楼是正解

oliven

当代著名的哲学家施太格缪勒（Wolfgang Stegmuller）在《当代哲学主流》一书中有一段名言。

他写道: “未来世代的人们有一天会问:二十世纪的失误是什么呢?对这个问题他们会回答说:在二

十世纪,一方面唯物主义哲学(它把物质说成是唯一真正的实在)不仅在世界上许多国家成为现行官

方世界观的组成部分,而且即使在西方哲学中,譬如在所谓身心讨论的范围内, 也常常处于支配地

位。 但是另一方面,恰恰是这个物质概念始终是使这个世纪的科学感到最困难、最难解决和最难

理解的概念。”这就是说,一方面以“唯物主义”为标记的哲学广为流行, 而另一方面“物质”究

竟是什么? 却又说不清。施太格缪勒正是在这里看到了“二十世纪的失误”。你可能会问, 究竟

什么是物质? 它为什么是科学感到最困难、最难解决和最难理解的概念?

                        朱清时-----物理学步入禅境：缘起性空