理解麦克斯韦第一方程,为什么磁场散度总是零?( 二 )


理解麦克斯韦第一方程,为什么磁场散度总是零?
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现在考虑一下水龙头末端周围的褐红色的圆和橙色的圆 。流入褐色圆的水同时也流出了 , 因此净流量是零;同理橙色圆的净流量也是零 。你可能会问 , 如果散度总是零 , 那还有什么意义呢?
实际上 , 在其他情况下 , 散度并不总是零 , 首先考虑一个非常简单的情况:一个灯泡 , 在灯泡周围有一个类似的假想球 , 你可以知道 , 从电灯泡发出的光直接移出球体 , 这里围绕球体发出的光的散度是正的!但是否也存在负散度?存在的 , 一个真空吸尘器! 考虑在吸尘器周围有一个假想的球体 , 它把灰尘颗粒拉到自己身上 , 因此 , 当我们计算吸尘器周围的灰尘的整体散度时 , 结果是负的!这就是负散度 。
现在我们对 "B "和 "倒三角三角形 "有了一个模糊的概念 , 我们可以开始理解麦克斯韦的第一个方程式了 。该方程说 , 无论位置或选择的磁性物质是什么 , 磁场的散度或净流总是零 。让我们回顾一下用浴缸做的实验 , 并把冰箱磁铁中的场线找回来 , 以获得更好的视角 。
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考虑一下磁铁右侧的橙红色圆 , 你会发现流入的磁场也会流出来 , 但这对每一个点来说都是成立的吗?让我们来看看条形磁铁磁极附近的圆圈 , 它起初看起来是一个“源” 。
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虽然这看起来像是一个 "源" , 但它并不是 , 实际上并没有从南极流向北极的磁场线 。因此 , 如果我们按照实际的磁场线 , 如上图所示 , 考虑到整体空间 , 你会看到净流量的总和仍然为零 , 对于磁铁周围的所有点 。如果你仔细观察 , 会注意到 , 在比较它们各自的磁场散度时 , 浴缸和磁铁是多么相似 。因此 , 这个方程表明 , 无论磁铁在哪里 , 空间中任何一点的磁场净流量都是零 。
这有一些非常严重的影响 。这意味着 , 不存在磁单极 。或者换句话说 , 一块磁铁总是有一个北极和一个南极 。
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许多研究都发现了磁单极存在的证据 , 但迄今为止 , 没有一个被证实 。但是 , 如果有一天发现了磁单极 , 这将意味着麦克斯韦方程是错误的 , 我们对电磁学的理解也是错误的 。这将开启物理学领域的一个新时代!
来源:老胡说科学