淺談電磁場(chǎng)理論教學(xué)論文
麥克斯韋用場(chǎng)的觀(guān)點(diǎn)分析了電磁現象，認為變化的電場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)．這是電磁場(chǎng)理論的第二個(gè)要點(diǎn)．一個(gè)靜止的電荷，它產(chǎn)生的是靜電場(chǎng)，即空間各點(diǎn)的電場(chǎng)強度不隨時(shí)間而改變．這個(gè)電荷一旦運動(dòng)起來(lái)，電場(chǎng)就發(fā)生變化．另一方面，運動(dòng)電荷要產(chǎn)生磁場(chǎng)，用場(chǎng)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)分析這個(gè)問(wèn)題，就可以說(shuō)：這個(gè)磁場(chǎng)是由變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的．”筆者認為，這里用運動(dòng)電荷產(chǎn)生磁場(chǎng)為例來(lái)說(shuō)明電磁場(chǎng)理論的第二個(gè)要點(diǎn)是欠妥的．比甲種本早一年出版的乙種本（１９８４年第１版）以及主要由它修訂而成的現行課本（必修）中沒(méi)有這個(gè)例子，但是這個(gè)例子在現在的高中物理教學(xué)中仍然存在著(zhù)不良的影響．最近，筆者帶學(xué)生在中學(xué)教育實(shí)習時(shí)發(fā)現了甲種本的這個(gè)例子，接著(zhù)對廣州市的中學(xué)物理教學(xué)做了調查，發(fā)現目前仍有一些中學(xué)在教學(xué)中喜歡使用甲種本的這個(gè)例子．所以，有必要對這個(gè)例子做進(jìn)一步的分析．
變化的電場(chǎng)能夠在周?chē)?空間產(chǎn)生磁場(chǎng)是麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的第二個(gè)要點(diǎn)，也是麥克斯韋對電磁場(chǎng)理論的最主要的貢獻．這樣，不但傳導電流（由電荷運動(dòng)引起）能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)，而且變化的電場(chǎng)（或“位移電流”）也能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)．也就是說(shuō)，產(chǎn)生磁場(chǎng)的途徑有兩種：電流（傳導電流）或者變化的電場(chǎng)（或叫做“位移電流”）．甲種本的這個(gè)例子所講的“運動(dòng)電荷要產(chǎn)生磁潮，可以從兩個(gè)層次來(lái)理解．
一、把“運動(dòng)電荷要產(chǎn)生磁潮理解為電荷運動(dòng)形成電流（傳導電流），這個(gè)電流要產(chǎn)生磁場(chǎng)，這是中學(xué)生所能理解的層次．按照這種理解，這個(gè)電場(chǎng)是由傳導電流產(chǎn)生的，而不是由“位移電流”產(chǎn)生的，即不是由變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的．甲種本的論斷是錯誤的．
二、從較高的層次來(lái)理解“運動(dòng)電荷要產(chǎn)生磁潮這句話(huà)．電荷的運動(dòng)是任意的，由于既有速度ｖ，又有加速度ａ，這個(gè)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)和磁場(chǎng)是非常復雜的，要用電動(dòng)力學(xué)的方法才能處理，一般中學(xué)生不可能理解到這一層次，而且這時(shí)在運動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，既有由變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的，也有由傳導電流產(chǎn)生的，到底哪一部分主要，要視電荷的運動(dòng)情況及觀(guān)測點(diǎn)的位置而定．在電荷附近（近場(chǎng)區）磁場(chǎng)主要由傳導電流產(chǎn)生，所以不能簡(jiǎn)單地認為“這個(gè)磁場(chǎng)是由變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的”．
綜上分析，甲種本用一個(gè)運動(dòng)電荷產(chǎn)生磁場(chǎng)為例來(lái)說(shuō)明電磁場(chǎng)理論的第二個(gè)要點(diǎn)是欠妥的，其結論“這個(gè)磁場(chǎng)是由變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的”是不對的．
值得指出的是，麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的第二個(gè)要點(diǎn)包含著(zhù)深刻而新穎的思想，在相當長(cháng)的一段時(shí)間內難以為物理學(xué)家們所接受，直到２５年之后，赫茲用實(shí)驗證實(shí)了電磁波的存在，從而證明麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的正確性，這個(gè)理論才得到人們的普遍承認．可見(jiàn)，“變化的電場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)”這一假說(shuō)并非能用一個(gè)例子來(lái)加以形象說(shuō)明的．在高中階段講麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的第二個(gè)要點(diǎn)時(shí)，可以像必修本或乙種本那樣，簡(jiǎn)要地給出麥克斯韋的假說(shuō)，而不要企圖找什么形象的例子來(lái)說(shuō)明．倒是有必要向學(xué)生強調：電流和變化的電場(chǎng)是產(chǎn)生磁場(chǎng)的兩種途徑．最近筆者帶學(xué)生到中學(xué)教育實(shí)習時(shí)，就有一些中學(xué)生問(wèn)實(shí)習老師（筆者帶的實(shí)習生）：“當穩恒電流通過(guò)直導線(xiàn)時(shí)，周?chē)臻g的磁場(chǎng)是穩定的，而電場(chǎng)卻不隨時(shí)間做均勻變化，這不是與老師講的電磁場(chǎng)理論的第二個(gè)要點(diǎn)相矛盾嗎？”這說(shuō)明學(xué)生誤以為要產(chǎn)生磁場(chǎng)就必須有變化的電場(chǎng)，并不明白電流和變化的電場(chǎng)均可以產(chǎn)生磁場(chǎng)．或者說(shuō)，學(xué)生學(xué)習了變化的電場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)，卻忘記了電流是產(chǎn)生磁場(chǎng)的基本途徑．
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