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学者刘迎 发表于2010-1-21 22:00:55
查看评论:8 │ 浏览:1064   打印   推荐给朋友     

教学笔记
物理学中场的概念

场是什么?

用百度的词条中说,“场是一种特殊物质,看不见摸不着,但它确实存在”。但是如果讲给学生说,场论是研究我们还没搞清楚是什么的一种东西,应该不妥。看了一本新出的关于电磁理论的教材,把场定义为“带有某种物理量的空间”,觉得这样说有些问题,还不如搞数学的人阐述的清楚。一本工程数学教材这样定义场:“如果在全部空间或部分空间里的每一点,都对应着某个物理量的一个确定的值,就说在这个空间里确定了该物理量的一个场”。

我想用物理语言表述的更简单些:分布在一定空间的某种物理量称为场。例如

温度场:在空间每一点都有相应的温度值,温度场是标量场。

静电场:在空间每一点都有相应的电场强度,静电场是矢量场。

但我发现,如果这样定义场,温度场是指温度的空间分布,而不是某种物理量。但对于静电场是合适的,静电场是分布在一定空间的某种物理量。

虽然数学上对场的定义更严格些,但他包括了物理上两种不同概念上的场,“物理量的空间分布”和“分布在一定空间的某种物理量”。温度场是数学意义上的场。

目前的场论对这两种不同意义上的场都适用吗?

本文引用地址: http://www.stimes.cn/m/user_content.aspx?id=289345
* 本文仅代表博主个人观点,与科学网无关。
本文标签: 电磁场
相关文章: 我曾从一颗大树下走过——记尹可华教授
[转载]温暖我们的不仅仅是阳光 应该还有地球电磁场
§4.3 电磁场的算子理论
洛伦兹力与磁矢势的变化
库仑力与静电势的变化
库仑定律和高斯定理
关于电磁场泛函法的简单总结和归纳
电磁场的谱域法简单归纳和总结
关于微波的简单归纳和类比
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[8] 标题:
发表评论人:liliank [2010-2-5 12:34:30]   
单独的物理量本身不能构成场,单独的空间也不能称为场。场是两者共同构成的。
[7] 标题:
发表评论人:liliank [2010-2-5 11:10:29]   
数学上“空间” 是元素的集合。场是赋予这些元素上的函数,或者说是空间上的函数,函数可以是矢量函数也可以是标量函数,或者是旋量函数,分别对应着矢量场合标量场或者旋量场。场论就是研究这些函数的性质。
数学是研究物理的精工具,函数实际上就是物理量的数学表达。
物理上说,物理量与空间一起构成场。这里所说“空间”是物理上的具体空间,是数学的“空间”的抽象的来源。
数学是科学之王,上升到数学的高度才能更深入的认识“场”的概念。
“看不见摸不着”的场是我们认识场的原始印象,其实靠我们手和眼感知的东西还是有很大的局限的。起初我们可能注意到那些“看不见摸不着”东西,并曰之为“场”,如今其实不然,力我们可以感知,温度可以感知,也可以构成场。空气中有温度场,铁块中可以有温度场,所以用“看不见摸不着”来判断,则太原始了,也不再科学了。
[6] 标题:
发表评论人:warlong [2010-2-2 18:14:34]   
而市场,权场,名场,酒场。。。皆人物系统间交往作用网络之总和也。此皆色场,非所谓之空场。
[5] 标题:
发表评论人:warlong [2010-2-2 18:10:13]   
场即是空,非真空,费米子间玻色子遍历传播之所也。
[4] 标题:
发表评论人:tanjmin [2010-1-26 13:19:36]   
场的概念应是自然的,物理学中的是对自然现象的描述,在具体方法上采用了数学的方法;所以我认为二者没有区别,只不过有一些数学家在此基础上进行了抽象的纯数学的深入。
用何种方式或方法也只不过是人对自然的一孔之见,在天地之间比竟人太渺小了!
[3] 标题:
发表评论人:赵国求 [2010-1-22 12:59:48]   
"场"的概念是否应该从本质上区分"数学的"和"物质的"?比如你说的"温度"的分布函数,它虽然是"场",但那只是温度的空间分布,"场"是纯数学的;又比如某事物的概率分布,虽然这"概率"分布函数也是"场",但它本身也是纯数学的.但电磁场不同,它是物质自身的展现,"场"是物质的新形态,尽管它也描述在时空之中,但我们不能把电磁场看作纯数学的,否则它的许多物质属性就成了无本之源.纯数学场能呈现出能量/质量/动量属性么?你介绍的那本教材对场的新定义,我认为有否定本体之嫌,致少是在模糊概念上的区分.因为它指的"物理量的空间"好象不是把"空间"当物质表现形式理解的.
博主回复:所以说数学意义上的场和物理意义上的场是有区别的。温度场是数学意义上的。
[2] 标题:
发表评论人:[游客]cyaninelotus [2010-1-21 22:08:51] ip:61.178.176.*  
总是觉得这个概念太抽象,像是数学上的纯概念
博主回复:我一直也是把“场论”当作数学来认识的,并觉得大学理科学生的数学基础在“场论”和“概率”两个方面最弱。最近想从物理角度把场的概念梳理一下,当我看了一本新出电磁理论教材,把“场”定义为“带有某种物理量的空间”,感到当老师的更需要把有些基本问题搞清楚。
[1] 标题:
发表评论人:boxcar [2010-1-21 22:06:10]   
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