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高中物理核心内容的发展历程及分析

时间:2023-07-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:物理学科有着漫长而曲折的发展历程。“场”概念的建立,是物理学发展过程中的一个里程碑。因此,电荷与电荷之间是通过电场发生作用的。从学科本质上来讲,电磁学中最重要的概念就是“场”。随着人们对电与磁的深入理解,随着现代科技的飞速发展,电磁学已经在科技、社会及人类的生活中扮演着重要的角色。“场”的概念引入到电磁学中,开拓了许多新的研究领域和分支,推动了科学研究的进步。

高中物理核心内容的发展历程及分析

物理学科有着漫长而曲折的发展历程。相隔一定距离的电荷之间的相互作用是如何发生的,这是一个曾经使人无法理解,同时又引发各种猜想、争论的科学问题。在19世纪前期,不少物理学家认为电荷之间的相互作用不需要任何媒介,也不需要经历时间,就能由一个电荷传到另一个电荷,在当时,这种认识被称为“超距作用”。超距作用的观点不可避免地带来一些神秘色彩,也与人类的科学追求不符,是当时许多科学家难以接受的。然而人们又没有找到一种恰当的理论或观点来解释如电力这样非接触物体之间的作用力。直到19世纪30年代,“场”这个概念引入到物理学研究后,人们才摆脱了这一困境,对电磁学的发展和电磁学本质的认识有了质的飞跃。这一发展要归功于物理学家,他们不断努力在电磁学方面做出了巨大贡献。正如前面所提的,人类对于电磁现象的认识虽已取得一定进展,但电磁现象学说都是以“超距作用”观念为基础。在当时,持不同意见的只有法拉第,相关物理专家认为上述这些相互作用与中间媒质有关,是通过中间媒质的传递而进行的,他们主张“间递学说”,这就是“场”这一概念的雏形。其后,他们不仅用数学理论发展了法拉第的思想,还建立了完整的电磁场理论体系,并将电磁场理论综合在一组方程中,即电磁场的数学方程—电磁方程组。以简洁的数学结构,揭示了电场和磁场内在的完美对称。“场”概念的建立,是物理学发展过程中的一个里程碑。近代物理学的发展告诉我们:凡是有电荷的地方,四周就存在着电场,即任何电荷都在自己周围的空间激发电场;而电场的基本性质是,它对于处在其中的任何其他电荷都有作用力,即电场力。因此,电荷与电荷之间是通过电场发生作用的。

现在,科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,并证明电磁场可以脱离电荷和电流独立存在,它具有自己的运动规律,电磁场和实物(即由原子、分子等组成的物质)一样具有能量、动量等属性。一句话,电磁场是物质的一种重要存在形态。从学科本质上来讲,电磁学中最重要的概念就是“场”。从上面的分析可以知道,在整个物理学的发展历程中,电与磁都起着举足轻重的作用。随着人们对电与磁的深入理解,随着现代科技的飞速发展,电磁学已经在科技、社会及人类的生活中扮演着重要的角色。“场”的概念引入到电磁学中,开拓了许多新的研究领域和分支,推动了科学研究的进步。由此也可以判定电磁学以及“场”的概念在物理学中的重要地位。(www.xing528.com)

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