原创 海天雨虹 《科学前沿 思考未来 》 2024年07月30日 18:00 山东
电磁感应实验,法拉第做了几十个类似实验,认识到感应现象的暂态性,提出只有在变化时,静止导线中电流才能在另一根静止导线中感应出电流;而导线中的稳恒电流不可能在另一根静止导线中感应出电流的
1831年底,法拉第向英国皇家学会报告了他这些实验的情况,将可以产生感应电流的情形归结为五类:⑴变化着的电流;⑵变化着的磁场;⑶运动的稳恒电流;⑷运动的磁铁;⑸在磁场中运动的导体,指出感应电流与原电流的变化有关,而与原电流本身无关。并将上述现象定名为“电磁感应”。
在电磁实验中,实验室里,磁场是实实在在存在的,既有地球磁场存在,更有磁铁磁场存在,地球磁场与磁铁磁场叠加形成地球磁场与磁铁磁场的叠加动稳态磁场。
当磁铁静止不动时,磁铁与地球之间没有可观的相对运动,因而,地球磁场与磁铁磁场叠加形成的那个动平衡态磁场没有变化(磁铁与实验室所有物质,含检测磁场变化的仪器设备、导体(线圈)等等之间都保持相对静止),仪器设备检测不到周围磁场的变化波动,实验室基底磁场不变,没有明显的磁场变化出现。
此时,导体(线圈)本身作为一个磁体,没有感受到磁场的变化,导体线圈与磁铁之间形成的叠加磁场也没有变化。所以,导体(线圈)内部没有磁场波动,也就没有显示导体(线圈)内部磁场波动变化的现象发生。没有电流变化。
当磁铁相对实验室物体导体(线圈)运动时,磁铁与地球之间也产生了相对运动,所以,地球磁场与磁铁磁场的叠加磁场发生波动变化,地球磁场在实验室中发生与磁铁运动相应的波动变化,因而,势必引起实验中导体(线圈)外部、内部磁场的波动变化。
这种波动变化达到一定程度时,检测仪器上就会出现与这种波动变化对应的现象,并被记录显示出来,称之为导体(线圈)中的磁感应电流。
同样地,当磁铁不动时,导体(线圈)运动,这个时候,导体(线圈)与地球-实验室-磁铁形成的动平衡磁场分布被导体(线圈)运动所打破,导体(线圈)外部磁场发生波动变化,被实验室磁场检测仪器呈现出来,同时,导体线圈)内部的磁场动平衡状态也被打破,形成定向的磁场波动变化信号,被称之导体(线圈)中的电流,被实验室电流设备呈现出来。
显然,如果磁铁与导体(线圈)同时运动,实验室磁场要发生波动,磁铁内部磁场要发生波动,导体(线圈)内部磁场也要发生波动,达到一定程度时,导体(线圈)中会有因磁场波动变化引起的电流显示出来。
由此可知,导线(线圈)中感应电流是导体(线圈)所在时空中的电磁场与其环境中的电磁场相互作用动态平衡状态被打破时,导体(线圈)内部物质磁场对外部磁场波动变化的应急反映,是企图抵抗外部磁场波动变化、寻求与外部波动变化磁场达成新的动稳态的共同磁场所采取的行动的外部显现。
而且,实验室中任何一个物体的磁场波动变化,都会引起实验室所有物质磁场的波动变化,从而引起整个实验室磁场的波动变化,引起整个地球磁场的波动变化(尽管这个变化微乎其微,可以忽略不计)。
物质体系统内部物质体之间具有物质体系统结构能,这种结构能是维系物质体系统结构的能量,该能量是阻止物质体系统结构变化的能量,电磁感应的本质是磁体阻止磁场变化的反映。
对于导体(线圈)中的“电流”,“《新理论物理学》架构”理论认为,导体(线圈)中的电流“所流动的不是正电子或负电子,而是由正电子与负电子组合组成的最小组合物质基本粒子光子,电流就是光子流”,光也是光子流,是光子束流。电磁场的波动产生电磁波。
“《新理论物理学》架构”理论中引入一个能量新概念“物质体的结构能”,就是这个物质体中全体组分最小基本粒子正电子、负电子,依靠电场力从无穷远处聚合在一起,形成物质体(体系)所做的功。
物质体系统处于动平衡稳定状态时,物质体系统中的物质体与物质体之间的关系为有序结构体。
当物质体系统结构发生变化时,物质体系统的动平衡稳定状态被打破时,物质体系统内的物质体之间的相互关系由有序状态向无序状态变化。
物质体系统通过系统结构能阻止系统从有序到无序的变化,释放出部分带有能量的物质,是一个能量释放过程。
释放出来的结构能通常转化为物质中部分物质的运动性结构能,从而构建新物质体系统。
新物质体构建是一个物质体系统内物质体由无序向有序重新构建的过程,是一个吸收能量的过程,物质体的自由度减少,新物质体系统的结构能增加,但是,在没有外物质体加入的情况下,新物质体系统的结构能少于原物质体系统的结构能。
原来系统中的部分物质体本身已经发生了变化,在此基础上,新系统中的物质体通过相互作用、相互影响,达到新的动平衡稳定状态,形成新物质体系统的系统结构能。