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相对论2:英雄与危机

相对论2:英雄与危机

作者: 心理咨询师张浩 | 来源:发表于2018-11-19 23:22 被阅读0次

    世界本来岁月静好,因为一些人,弄了些东西出来,人们就意识到这个世界有点不太对,犹如一扇大门正在缓缓被打开,从此进入奇幻世界......

    麦克斯韦发现电动力学定律将被判定为19世纪最重要的事件。

    一:电磁学

    在生活中观测物体的运动是力学,欣赏周围事物带来的色彩是光学,家里使用着的电器是电磁学。

    电,是电荷之间的相互作用,电子带负电,离子带正电,彼此相吸相斥。

    磁,磁来源于电,是电荷的运动产生磁,一段导体中有电流,周围就会有磁场。(还记得中学物理中的右手螺旋定制吗)

    右手螺旋定制:右手螺旋定则:(即安培定则)用右手握螺线管,让四指弯向与螺线管的电流方向相同,大拇指所指的那一端就是通电螺线管产生的磁场的N极。直线电流的磁场的话,大拇指指向电流方向,另外四指弯曲指的方向为磁感线的方向(磁场方向或是小磁针北极所指方向或是小磁针受力方向)。

    右手螺旋定制

    那么两个电荷之间是如何发生相互作用的呢?这里是不因为类似量子纠缠的“超距作用”,而是每个电荷的周围都存在着自己的场,称为电场,是场于场之间发生相互作用。类似的,磁力,也是以磁场的形式在周围空间存在。所以当电场与磁场重叠在一起的时候,就形成了电磁场。

    麦克斯韦通过一系列的数学公式推导得出了两条结论——变化的磁场能产生电场;变化的电场又能产生磁场。所以电和磁在某种程度上来说其实是一回事,因为即使没有电荷,磁场也能产生电场。麦克斯韦继续想下去,如果用线圈弄一个飘荡的电流,然后就产生了一个周期变化的磁场,这个磁场又能产生一个周期变化的电场,不断的产生下去,这个电磁场就能一直传播下去,也就是电磁波。

    还不止这样,麦克斯韦通过方程组计算出来电磁波的传播速度,发现电磁波的速度跟光速一样。麦克斯韦大胆的猜想,光,其实就是电磁波。后来人们证实,我们平时所见的可见光无非就是特定频率的电磁波而已。

    结合上一章的内容,匀速直线运动和静止是一回事,电和磁是一回事,电磁波和光也是一回事。

    英雄麦克斯韦说完了,那么来说一下危机。

    二:危机

    前面说到速度都是相对的,在没有参照系的情况下,匀速直线运动跟静止是一回事,那么麦克斯韦算出来的这个等于光速的电磁波传播速度,是相对于谁的呢?

    人们的直觉是,光速是相对于光源的,比如手电筒射出去的光。但是物理学家通过对宇宙中的“双星系统”——两个临近的恒星互相绕这对方旋转,谁也离不开谁——的研究,因为双星系统总有一个恒星离我们近,另一个离我们远,按照直觉两者的光速一个快一个慢,但是两个恒星的光速始终都是一样的。说明光速与光源无关。

    那么又是因为什么呢?物理学家设想,光是遍布宇宙空间的某种介质的波动,光速就是这种介质的波动速度。

    三:思考

    如果光是一种介质,布满全宇宙的介质,那么为什么宇宙之中,大多都是茫茫的一片漆黑呢?难道这种介质存在一光一黑的两种形态,等着光源发出光,介质之间按照光速传播出去,一个接着一个的说“快,该你发光了”。在量子世界中,是叠加态形式,按照这个设想,这个布满整个宇宙的介质,都是叠加态的,那这又算是怎么回事?


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