有些物理现象非常基本,中学课程一定会介绍,例如电磁现象。但电磁现象很多,依据某种主观判断,有些题材是比较难学、难教的东西,就留给大学老师去处理。学生进了大学之后,就会从相关课程学到这些认为是比较高阶的概念,如无必要,这些知识不知道也没关系。可惜的是,有些时候学生在没学到那些“不是每个人都必备的物理知识”的情况下,会不自觉地产生与真相相反的认知,而一辈子怀抱着错误的观念。
中学电磁学大抵是从静电现象讲起,再说明到所谓的库仑静电定律:两个带正电荷的物体会相互排斥,两个带负电的物体也是一样,但一个带正电的物体会与另一个带负电的物体相吸;这种静电力大小与两物体的电荷乘积绝对值成正比,如果带电物体的大小与两者之间的距离相比可以忽略,则静电力会与两者间距离的平方成反比。这种可以忽略其大小的物体称为点粒子,也就是没有半径可言的点状物体,带电荷的点粒子就是点电荷,电子就是一例。
接下来课本会引入电场的概念。以点电荷为例,我们可以把两点电荷 A 与 B 相斥的现象想像成点电荷 A 会在它周遭处处产生一个电场,离开 A 越远,电场强度就越小(与距离平方成反比),点电荷 B 进入附属于 A 的电场之后,会受到一静电力,其大小等于 B 的电荷乘上 B 所在位置的电场强度。所以我们创造出电场做为静电力的媒介,这么做可以避免把静电力看成“超距力”,对于尔后理论的发展有好处。在静电学之后,课本接着会介绍磁的现象,例如电流(运动的电荷)会产生磁场,然后这个磁场会影响其他在此磁场内运动的电荷等。
有了以上的知识,学生的认知便是电荷只会对其他电荷施力,即任何电荷所产生的电场与磁场只会影响其他电荷,不会反过来影响自己。但这是错误认知,因为电荷有时会对自己施力!什么时候?在电荷辐射出电磁波之时。
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