Earnshaw是什麼意思,Earnshaw的意思翻譯、用法、同義詞、例句
常用詞典
恩肖(人名)
例句
Chapter 8: (VIII) the Disintegration of the earnshaws.
第八章:恩肖家庭的瓦解。
She was a real beauty, with the Earnshaws' dark eyes and the Lintons' fair skin.
她是一個不折不扣的小美人,長着歐肖家的黑眼睛,林頓家的白皮膚。
The master will inform you, ' I answered; 'but you are acquainted with the Earnshaws' violent dispositions, and Mrs Linton caps them all.
“主人會告訴你,”我回答,“可你是熟悉恩蕭家的暴躁脾氣的,而林惇夫人更是超群出衆。
專業解析
Earnshaw 定理是電磁學和經典力學中的一個基本原理,由英國數學家塞缪爾·恩肖(Samuel Earnshaw)于 1839 年首次提出并證明。該定理闡述了在靜電場或靜磁場中,僅依靠這些靜态場本身,無法使一組點電荷或磁偶極子保持穩定的靜态平衡狀态。
核心含義:
- 點電荷的穩定性缺失: 該定理最直接的表述是,在由固定電荷或磁體産生的靜電場或靜磁場中,不可能存在一個點(位置),使得一個單獨的點電荷或點磁偶極子能在該點處保持穩定的平衡。任何微小的擾動都會導緻它偏離該位置,無法自行恢複。
- 拉普拉斯方程的推論: Earnshaw 定理本質上是拉普拉斯方程(描述無源區域靜電勢或靜磁勢的方程)的一個推論。該方程要求電勢或磁勢在空間中沒有局部極大值或極小值(在自由空間或均勻介質中)。穩定平衡要求測試粒子在平衡點處的勢能具有局部極小值(對于正電荷或北極)或局部極大值(對于負電荷或南極)。由于拉普拉斯方程禁止勢函數存在這樣的局部極值,因此穩定的平衡點不可能存在。
- 數學表達: 對于靜電場,作用于測試電荷 $q$ 上的力 $vec{F}$ 由其位置 $vec{r}$ 處的電場 $vec{E}$ 決定:$vec{F} = q vec{E}(vec{r})$。穩定平衡要求該位置的勢能 $U = q phi(vec{r})$(其中 $phi$ 是電勢)具有極小值。這意味着電勢 $phi$ 必須在該點有極小值(對 $q > 0$)或極大值(對 $q < 0$)。在無電荷區域,電勢滿足拉普拉斯方程 $
abla phi = 0$。拉普拉斯方程的一個關鍵性質是,其解(調和函數)在定義域的内部不能有嚴格的局部極大值或極小值(極值原理)。因此,$phi$ 不可能在自由空間的一點同時具有極小值和極大值(取決于 $q$ 的符號),從而排除了穩定平衡的可能性。靜磁場的情況類似,用磁标勢 $phi_m$ 分析(在無電流區域 $
abla phi_m = 0$),結論相同。
意義與應用:
- 解釋懸浮難題: Earnshaw 定理解釋了為什麼僅使用永磁體的靜磁場無法實現磁懸浮(例如,試圖用一塊磁鐵懸浮另一塊磁鐵)。靜态的吸引力和排斥力無法在所有方向上同時提供恢複力以達到穩定平衡。
- 實現懸浮的途徑: 要克服 Earnshaw 定理的限制,實現穩定的磁懸浮或靜電懸浮,必須引入非靜态的、時變的或主動控制的機制,或者利用材料的抗磁性等特殊性質:
- 動态穩定: 通過快速旋轉或振動(如萊文貝格懸浮)。
- 反饋控制: 使用傳感器和電磁鐵實時調整磁場以穩定物體(如磁懸浮列車)。
- 抗磁性: 抗磁性材料(如石墨、铋)在所有磁場中都會被微弱地排斥。這種排斥力不依賴于場的方向變化,因此可以用于實現穩定懸浮(如著名的“漂浮青蛙”實驗)。超導體因其完美的抗磁性(邁斯納效應)也能實現穩定懸浮。
- 順磁性 + 時變場: 結合順磁性和快速振蕩磁場(如保羅離子阱的原理)。
- 機械約束: 引入物理導軌或約束來限制運動自由度(如某些磁懸浮展示裝置)。
- 基礎物理重要性: 該定理深刻揭示了經典電磁場的基本性質,是理解電磁系統中平衡與穩定性的基石。它強調了在靜态場框架下實現特定類型穩定性的根本限制。
Earnshaw 定理的核心在于指出,僅由靜電場或靜磁場本身,無法為孤立的點電荷或磁偶極子提供穩定的平衡位置,這是由勢場所滿足的拉普拉斯方程的數學性質決定的。該定理解釋了單純使用永磁體難以實現穩定懸浮的原因,并指明了實現穩定懸浮必須依賴動态控制、特殊材料(抗磁性、超導體)或其他輔助機制。
參考來源:
- HyperPhysics, Georgia State University: Earnshaw's Theorem (電磁學基礎概念解釋)
- Wikipedia: Earnshaw's theorem (定理的詳細闡述、推導和曆史)
- Feynman Lectures on Physics, Vol. II: Chapter 6 (經典教材中對電磁場與勢能平衡的深入讨論)
- IEEE Magnetics Society: Educational Resources on Magnetism (提供磁學應用背景,包括懸浮技術如何規避Earnshaw定理)
網絡擴展資料
"Earnshaw"是一個英語姓氏,其含義和用法可歸納為以下三方面:
一、姓氏來源與文學背景
作為姓氏,Earnshaw最早可能源自英國約克郡地區。該姓氏因艾米莉·勃朗特的小說《呼嘯山莊》(Wuthering Heights)而廣為人知,書中主要家族之一被命名為Earnshaw(中文譯作「歐肖家族」),代表人物包括Mr. Earnshaw(歐肖先生)及其子女。
二、讀音解析
讀音為/ˈɜːrnʃɔː/,重音在第一個音節,其中:
- "Earn"部分發音類似漢語「厄恩」/ɜːrn/
- "shaw"發音為/ʃɔː/,類似「肖」。
三、其他含義補充
在極少數語境下,可能指日本某手表品牌(如提及),但該信息源自低權威性來源且未在其他文獻中廣泛出現,建議謹慎參考。
建議:若需要深入探究該姓氏的語源學意義,可查閱英國姓氏詞典或《呼嘯山莊》相關文學研究資料。
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