物理学中的场是什么?
谢大刀吧主的水彩小铺朋友邀答!
您问物理学中的场是什么?一见提问,就联想到了磁场,人与人之间的磁场可能就是物以类聚,人以群分,这里面的场,就是气味相投了,由此可见,场是一个抽象概念,说无,它又确实在那里,说有,看不见,摸不到,不知是个什么玩意。我觉得物理学上场这东西,如同人们的思想一般,时刻形成人们的意识,你说它是动态的,它存在于人们脑海,你说它是静态的,它变化无常,没有定式。
本想查典引论再谈及一番,一见您在悟空问答上,答得这么全面这么细致这么好,真不敢再班门弄斧了,谈下去也只是借花献佛了,还是有自知之明打住为好。谢您邀答!
场是一个比较抽象的概念,如果定义的话,我们可暂时把它定义为:物理量在时空(时间和空间)中的分布。
如果物理量是标量,这个场就是标量场。温度场就是一个标量场,我们可以设想一个屋子,屋子里有个壁炉,然后屋子里各个不同地方温度是不一样的,我们可以设想一个“温度(位置)”的函数,这就是温度场。
乍一看定义温度场并没有什么意思,但考虑到热传导方程这一偏微分方程,我们就理解为什么温度场是个很有用的物理概念了。
紧接着科学家又研究了电场和磁场,并仿照热传导方程写出了电场和磁场应当满足的偏微分方程,这就是麦克斯韦方程组,电场和磁场都是向量,这使得求解电磁场的问题变得很复杂。
如此复杂的数学对象(电磁场)却是一个根本没学过数学的实验物理学家——法拉第——发明的。
法拉第的力线:把磁铁放在透明塑料板下面,然后在塑料板上撒上一层磁屑,轻轻拍打塑料板,板上的磁屑会逐渐排成如图的样子,这就是法拉第的力线,力线的密度正比于场的强度,力线的切线方向对应场的方向。在量子力学被发现后,我们也可以针对场进行量子化,这样就得到了量子场论,在量子场论中,量子力学基态对应真空,而在此基础上的量子激发对应粒子。