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“场”是不是物质?如果是、有质量吗?

 我爱你文摘 2021-10-21

问:“场”是不是物质?如果是、有质量吗?(如图)

直接回答:是物质,有能量、但不一定有“静质量”(例如光子)。

“场”是不是物质?如果是、有质量吗?

“场”是物质吗、有质量吗

⑴在高中物理,我们只需要知道“场”是区别于“实物(粒子)”的另一种物质存在形式;教材上也明确地写了电场和磁场的物质性。

“场”是不是物质?如果是、有质量吗?

电磁相互作用就是通过场来传递的

⑵当然静电场和恒稳磁场本质上都是“电磁场”统一体的分量。比如,高二的同学就知道,静止的电荷产生静电场,运动的电荷(电流)可以产生磁场,变化的磁场又可以激发涡旋电场……如果你再追问一句“那我换个参考系,运动和静止不就转化了吗?”——是的,麦克斯韦的电磁理论、洛伦兹变换、迈克尔逊-莫雷实验、爱因斯坦早期的狭义相对论,研究的就是这类事。

【插一句:从我自己的教学经历中,如果一个同学能够自己向老师提问出这个问题的(就是转换参考系、电场和磁场不就会转换了吗?),这家伙不是竞赛级别的种子选手、就是自己平时阅读了很多物理科普书——因为一般的同学很难意识到这个矛盾的存在!!】

“场”是不是物质?如果是、有质量吗?

电磁和磁场的参考系是什么?

⑶至于“场”的质量?这个高中物理显然解决不了,高中物理最多学习到“光子(电磁场的场量子)”的质量、能量、动量就足够了,见下图:

“场”是不是物质?如果是、有质量吗?

光子的三量:质量、能量、动量

⑷如果还能再了解一点“波粒二象性”,知道场和粒子可以相互转化(比如正负电子对的产生和湮灭),那你的物理素养已经超过大部分高中同学了!

⑸“场论”是一门专门的物理学分支,在高中物理经典力学/电磁学的框架下讨论“场论”,就好比用小学代数研究大学物理、顶多能了解一些相关概念……

“场”是不是物质?如果是、有质量吗?

量子场论都快100年了

⑹如果你觉得有趣、还想要继续追问,那就抓紧学完高中物理、进入后续深造吧,毕竟高中物理只是学了一些科学常识……好吧

“场”是不是物质?如果是、有质量吗?

你以为的高中物理

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