什麼是場,物理和數學上如何定義場

2023-04-26 21:20:01 字數 2845 閱讀 5346

1樓:奈樹枝毓戊

簡單地說,物理學中所說的「場」就是具有某種物理作用的空間。在這個空間裡可以測量到反映物理作用的物理量。每一種場都有對應的物理特性或物質屬性。

例如電磁場對應於電磁特性。電磁場是由具有電磁性的物體產生的,並且只對具有電磁性的物體產生作用。光也是一種場。

它也是發光體產生的。只對受光體產生作用。乙個沒有電磁性的物體是不會產生電磁場的,也不會接受到電磁場的作用。

電磁場與物體的質量沒有直接關係。質量場與物體的質量具有直接關係。但質量場不是由質量產生的。

質量場是具有質量性質的空間。質量場的作用物件是質量。質量場與質量一樣,是物質的基本屬性。

所以,質量場所表現的不是物體的物理特性,而是物質的基本屬性。也就是說,物質是由兩個基本屬性構成的,乙個是質量,另乙個是質量場。質量反映的是物質作為實體的一面,質量場反映的是物質作為空間的一面。

質量和質量場這兩個基本屬性一起構成了物質,並且是導致所有物理特性產生的原因。引力場的概念來自牛頓的萬有引力定律。然而,「引力」是對重力的錯誤理解產生出來的概念。

因為物體之間根本不存在牛頓所想像的那種「相互吸引的力」,所以,自然界中也就不存在實際上的引力場。「引力場」是人們在不了解引力本質和成因的情況下所製造出來的乙個抽象理論概念。現實世界中真正導致重力產生的場是質量場,而不是引力場。

2樓:華雪旗琬

場在數學上是指乙個向量到另乙個向量或數的對映。

物理上場指物體在空間中的分布情況。場是用空間位置函式來表徵的。

場的乙個重要屬性是它佔有乙個空間,它把物理狀態作為空間和時間的函式來描述。而且,在此空間區域中,除了有限個點或某些表面外,場函式是處處連續的。若物理狀態與時間無關,則為靜態場,反之,則為動態場或時變場。

場的性質:場的物理性質可以用一些定義在全空間的量描述,例如電磁場的性質可以用電場強度和磁場強度或用乙個三維向量勢a(x,t)和乙個標量勢(x,t)描述。這些場量是空間座標和時間的函式,它們隨時間的變化描述場的運動。

場主要分成兩類:

向量場。向量場。

向量場)是由乙個向量對應另乙個向量的函式。

建立座標系(x,y,z)。空間中每一點(x0,y0,z0)都可以用由原點指向該點的向量表示。因此,如果空間在所有點對應乙個唯一的向量(a,b,c),那麼時空中存在向量場:

標量場。標量場是由乙個向量對應乙個標量的函式。如溫度場、密度場、濃度場等。

場的概念和物理意義

3樓:新科技

現代物理學研究發現,場除了可以對物體、分析、電子等實物作用外,還具有諸如質量、能量和動量等物理性質。場是物質的一種形態逐漸成為共識。

那麼如何認識場是物質的一種形態這呢?

場的形式可以是多樣的,比如引力場,電磁場等,實物也可以是分子、原子、電子等。場同樣可以具有質量、能量和動量。

這比如電磁場以電磁波形式傳播時,會給實物以壓力。我們可以想一下,如果光線射到物體表面,被完全吸收(絕對黑體),光速變為零,光的動量改變則可以表示成p=mc。

又從電磁理論可知,光壓力p的大小為p=w/c。這裡w為單位時間射到完全吸收表面上的光通量的能量。則等式為: ,即。

光壓事實可以告訴我們,電磁場和實物一樣,具有確定的質量m,動量mc和能力mc^2。

當然,大家可能想到愛因斯坦著名的的e=mc^2公式。後來的相對論證明了這個公式對能力和質量的任何形態都是正確的,這就是能量和質量相互聯絡的普遍定律。

任何實物之間的接觸都會產生機械作用,但不同的場接觸時並不產生機械作用。一切實物佔有空間,但是場可以相互存在在乙個空間之內,且彼此互相不影響。

場和實物之間還可以相互滲透,場可以改變實物的狀態,實物也可以影響場的分布。很多實物由於可以作變速運動,因此有靜止質量。光子由於只能等速c運動,所以沒有靜止質量存在。

實物比場來講,質量密度和能量密度都要大很多。場內的質量密度非常微小,只有發生核反應時場的質量才具有可以度量的大小。相比於質量,場的能量更容易被發現,因為能量比質量大c^2倍。

愛因斯坦在德國專利局工作時,發現很多「以太」方面的研究都以失敗告終。近代物理逐漸認識到場與其對實物的作用是分不開的,可以具有質量、能量和動量。場也有微粒性和波動性,場與基本粒子可以互相轉換。

因此,場是物質的一種形態。與物質的另一種形態(實物)同時存在,密切聯絡。

場可以用數學方法來定量描述。從靜態角度,函式、等值面/線都可以形象化地描述場的分布,但為了理解場的性質,動的觀點或變的觀點去研究場的空間變化也很重要。

空間微分和空間積分是描述場空間變化關係的兩個重要途徑。

空間微分變化,主要研究標量的梯度變化和二次微商變化,以及向量場的散度變化(標量空間微商)和旋度變化(向量空間微商)。

空間積分方面,對於向量場可以採用環流和通量來描述。

未完待續~)

請簡潔的說明下物理學中「場」的定義

4樓:匿名使用者

從數學上引申出來比較容易理解,z=f(x,y)是二元函式,在乙個固定點上,是乙個固定的數值。

而「場」也可以理解為乙個函式,但在固定點上不是「乙個固定數值」,而是"乙個固定向量"而已。

比如二維平面的電場:

e=f(x,y)=xi+yj,i和j是二維平面的基那它在點(1,1)處就是乙個向量i+j,也就是(1,1)啦,這個向量的方向給個物理名詞,就叫「電場方向」,這個向量的長度給個物理名詞,就叫「電場強度」

如何讓普通人理解物理學中「場」的本質?

5樓:水晶公主夢星雨

還有乙個 人類哲學家與外星人精神領袖的對話。

6樓:九江人才論壇

讓普通人理解場?在這之前最好讓專家先理解清楚了。我就是個普通人,但我可以肯定現階段的專家一定沒有徹底理解或證實場存在的本質。

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