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文檔簡介

1、從場論角度理解引力場的特性作者:朱學林來源:教育教學論壇2013年第30期朱學林(廣東松山職業技術學院,廣東韶關512126)摘要:本文將引力場的梯度、散度和旋度與靜電場相應的三量進行了對比,從場論的角度 對引力場的屬性加以描述,加深了對引力場特征的認識。關鍵詞:場論;引力場;特性中圖分類號:GO314文獻標志碼:A文章編號:1674-9324(2013)30-0176-03一、前言對于物體的重量人們非常熟悉,對于其產生的原因通常沒有深究,物體與物體之間的萬有 引力及引力場的屬性,人們的認識至今也不夠完美、不夠徹底,特別是對引力場的理解不如對 電磁場的清楚,因為萬有引力的特殊性,幾乎都從牛頓萬

2、有引力定律這一實驗定律出發去解釋 物理現象,對于物體周圍的引力場特性的認識很少,本文從場論的視角去觀查萬有引力場的特 性,通過類比的方法認識引力場的梯度、散度和旋度,說明計算結果所具有的物理意義。二、引力場的描述根據今天人們對萬有引力和庫侖力的已有知識,比如萬有引力定律,庫侖力定律,都是與 兩者距離的平方成反比的,數學形式高度一致,從而可以采用類比的方法引入引力線來描述引 力場,即在引力場中假想存在一類曲線,它們來自無限遠,終止于質點上,在空間中任意一點 不相交,不會形成閉合曲線,并且這些曲線上每一點的切線方向與該點引力場強度的方向一致。 有了引力線的假定后,就可以用它來定義描述場的其他要素:

3、引力場場強EPg:其大小等于單 位質量的物體在該點所受到的引力是矢徑方向的單位矢量,方向指向施加引力的另一場源物體。 用引力線的數密度來描述,在Eg的垂直方向上取一面積元,穿過這一面積元的引力線有條,那 么比值AN/AS就是該點引力線的數密度,即垂直通過某點單位截面上的引力線的條數叫做該 點引力線的數密度,也就是引力場場強。Krd!18 rB引力通量e:垂直穿過引力場中某一面積上的引力線的總條數。三、引力場的旋度靜電場和萬有引力場都是矢量場,旋度是矢量場的一種最大空間變化率,是描述矢量場旋 性質的矢量,反映矢量場的微分性質,對于靜電場和萬有引力場只從源方面去研究還是不足以 表述其內在性質,僅用

4、旋量這種場積分來表述某一閉合曲線上旋的性質并不能反映場中每一點 旋的變化特性。聒細堆方向6的捉轉回対I illi LhJ 1氏的方Krd!18 rB引力通量e:垂直穿過引力場中某一面積上的引力線的總條數。三、引力場的旋度靜電場和萬有引力場都是矢量場,旋度是矢量場的一種最大空間變化率,是描述矢量場旋 性質的矢量,反映矢量場的微分性質,對于靜電場和萬有引力場只從源方面去研究還是不足以 表述其內在性質,僅用旋量這種場積分來表述某一閉合曲線上旋的性質并不能反映場中每一點 旋的變化特性。聒細堆方向6的捉轉回対I illi LhJ 1氏的方ipj陛化嗥導” :慮瑋旳旋執冊的亞空虛-怎今:問 也加+.標眾中

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