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真空磁导率及真空介电常数的物理意义
摘要主流认为:电磁波就是运动的电磁场,但是,电磁波与电磁场是两个完全不同的物理概念,二者几乎没有相同之处,而电磁波却与声波极其相似。如果承认以太气体的存在,那么,在电磁学中,真空磁导率μ表示真空中磁场与电流的相互作用强度,真空介电常数ε表示真空中电场与电荷相互作用的强度,
在电磁波中,真空磁导率μ代表以太气体的密度,真空介电常数ε代表以太气体的体积压缩系数。
关键词:电磁波,电磁场,麦克斯韦电磁理论,以太
场与波的区别
场,在物理上指的是具有一定物理属性的空间,例如,电场就是具库仑作用力的空间,引力场指的是具有引力作用的空间,场的强度一般定义为物体所受的力F与物体的量之比,例如,电场强度定义为E=F/q,其中q表示电量,引力场强度定义为g=F/m,其中m表示质量。
波,在任何理论中,指的都是介质中的波动,不存在没有介质的波,其描述的方法与场完全不同,描述场的物理量一般是场源的量(如质量、电量等),力,强度,势等,而描述波的物理量一般是波长、波速、频率、振幅等,波源决定波的频率和振幅,介质决定波的波速和波长。
总之,场指的是空间,其性质完全由场源决定,而波指的是介质中的波动,波的性质是由波源和介质共同决定的。
电磁波肯定是一种波,电磁波与电磁场是两种完全不同的物理概念,绝对不能把电磁波与电磁场混淆在一起,更不能把电磁波当作是运动的电磁场。
对麦克斯韦电磁理论的质疑
麦克斯韦电磁理论就是把电磁场与电磁波混淆在一起的理论,其核心是麦克斯韦方程组,但它的形成依靠的是两个假设:一个是位移电流假设,另一个是涡旋电场假设,然而,这两个假设都不成立。
位移电流并不存在
方程组中的第四个方程式,其中的?D/?t指的就是位移电流,这个方程式来源于安培环路定理?×H=J,但是,安培环路定理成立是有条件的:第一,必须是可忽略直径的导体,第二,这个导体必须是直的,第三,这个导体必须可视为无限长,第四,导体内通入的必须是直流电。这四个条件缺一不可,这个定理可以通过毕—萨定律推导出来。正是由于安培环路定理成立的其中一个条件是直流电,位移电流也就失去了存在的基础。
很多物理学教授都不承认位移电流可以激发磁场:最先否定位移电流激发磁场的人是Rosser,GvW.(Doesthedisplacementcurrentinemptyspaceproduceamagneticfield?[J].Am.j.phys,1976,44(12):1221-1223.),北京大学物理系的赵凯华教授在《位移电流不激发磁场简例》(《大学物理》2001年第6期)中,直接否定了变化的电场产生磁场,苏景顺,谢革英在《似稳条件下位移电流不激发磁场的证明及其例证》(河北建筑工程学院学报,2007,25(4):3)中,从理论上证明了变化的电场不能产生磁场。类似的文章还有很多,例如朱久运(关于位移电流激发的磁场,大学物理,1983,2(11):9-12)、李元勋(真空中的“位移电流”和传导电流以同样规律激发磁场吗?大学物理,1995,14(4):14~17)、江俊勤(充电圆平行板电容器的电磁场分布,大学物理,2016,35(2):6)等教授都是这个观点,上海交通大学自然科学基础研究组的杨本洛教授在论文《彻底删除虚幻和不当的位移电流概念》的摘要中写道:由Maxwell最初提出的“位移电流”假设,属于一个纯属多余、不当、虚妄的概念,这个因为缺失确定“物质内涵”而几乎必然蜕化为“伪科学概念”的主观猜测,必须从关于电磁场的理性描述中彻底删除出去。
涡旋电场也不存在
方程组中的第二个方程式中的E指的就是涡旋电场的强度。
变化的磁场中及其周围,确实存在一种非静电力(与静电力的性质完全不同),这一点是大家公认的,没有人提出异议,但是,这种非静电力是一种什么性质的力却是争议的焦点,力的名字并不重要(例如,可以称之为愣次力),但可以肯定它是一种非库仑力。既然是非库仑力,那么,引入涡旋电场这个概念就是不符合逻辑的。
在电磁感应定律中,ε=-dΦ/dt是没有争议的,或者说,磁通变化产生的是感生电动势,但是,?×E=-?B/?t是不正确的,或者说,磁通变化产生的并不是电场,电子所受到的力也不是库仑力。
电子感应加速器可以证明?×E=-?B/?t是正确的吗?不能!电子感应加速器只能证明电子在变化的磁场中会受到一种力,并不能证明这种力就是电场力。
涡旋电场这个概念是麦克斯韦为了解释带电粒子在变化磁场中的受力而引入的,但是,他引入的涡旋电场与我们所定义的电场具有本质的不同,或者说,涡旋电场根本就不是电场,或许称之为“法拉弟场”应该更合适。
方程组中的两个E具有不同的物理意义
方程组中的第一个方程式来源于库仑定律,式中的E指的是库仑场
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