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[电磁] 电场
An electric field pushes a flame away from a burner in a recent Harvard experiment.
在哈佛的一项近期实验中,一个电场把火焰从燃烧器上推开。
This is the electric field.
这是电场。
Let me focus today on the electric field.
今天先讲讲电场。
A gravitational field or an electric field, you can't.
在重力场或者电场里面,就做不到了。
And that electric field can be used to power up things.
并且这个电场能被用来供能。
|electrical field;[电磁]电场
电场(Electric Field)是描述电荷在空间中产生力作用的物理量,其定义为单位正电荷在电场中某一点所受的静电力。电场方向与正电荷受力方向一致,与负电荷受力方向相反。
定义与数学表达
电场强度$mathbf{E}$的公式为:
$$ mathbf{E} = frac{mathbf{F}}{q} $$
其中$mathbf{F}$是试探电荷$q$受到的力。对于点电荷产生的电场,公式可进一步表示为:
$$ mathbf{E} = frac{1}{4pivarepsilon_0} cdot frac{Q}{r} hat{mathbf{r}} $$
其中$Q$是源电荷,$r$是距离,$varepsilon_0$为真空介电常数(来源:经典电磁学教材《Introduction to Electrodynamics》。
方向与叠加原理
电场方向由场源电荷性质决定:正电荷向外发散,负电荷向内汇聚。多个电荷产生的总电场遵循矢量叠加原理,即各电荷单独产生的电场矢量和(来源:麻省理工学院公开课《Electricity and Magnetism》。
应用实例
电场在工程中的应用广泛,例如:
电场是电磁学理论的核心概念之一,其数学描述和物理意义为后续研究磁场、电磁波等奠定了基础。
电场(Electric Field)是物理学中描述电荷周围空间中存在的特殊力场的概念,以下是详细解释:
电场是电荷或时变磁场在周围空间产生的一种物理场,它对其他带电粒子施加力的作用。例如,一个静止的正电荷会在周围空间形成电场,当另一个电荷进入该区域时,会受到电场力的作用。
电场强度公式:
$$
vec{E} = frac{vec{F}}{q}
$$
其中,$vec{E}$为电场强度,$vec{F}$是试探电荷$q$受到的力。单位是牛顿/库仑(N/C)或伏特/米(V/m)。
点电荷电场:
$$
vec{E} = k frac{Q}{r} hat{r}
$$
$k$为库仑常数($8.988 times 10 mathrm{N cdot m/C}$),$Q$是源电荷量,$r$是距离,$hat{r}$表示方向(正电荷向外,负电荷向内)。
电场是电磁相互作用的基本媒介,其研究为电路设计、电磁波通信等现代技术奠定了基础。理解电场需要结合矢量分析和微积分工具。
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