那么下面我们就要来讨论讨论适用范围和精度 库伦定律它适用范围有多大?
适用范围有多大,我们说 在原子核尺度
很很微微观领域里也有电磁相互作用 那么一直到地球物理的尺度
应该说这个在实验范围都还能达到的范围,应该说准确的
是准确的,那么天体物理,空间物理
大概没问题,那么为什么说大概没问题呢?因为它实验数据不够多
你现在只好说如果将来实验数据
证明没有问题那么也可以说没有问题,在地球物理以下的
我们实验都可以涉及到,对不对?这是大概没问题。所以你看这个尺度有多大
所以说原子核尺度一直到天体物理的尺度应该说都存在
着电磁相互作用,所以我们这个电磁学的规律覆盖的范围是相当的宽
尺度大概是在10的负13次方厘米 到是10的9次方厘米范围都是适用的
那么精度,精度指什么呢?
就指跟距离平方是不是真的反比
精确到什么程度,那么简而言之就是我们前面那个δ
是多少?当然这δ应该是要多小有多小最好
那么现在测量的结果是什么呢? 1971年的时候,Coulomb时代
1971年,这两个是两个不同的时代 Coulomb时代是我们知道是0.02,就是在10的-2次方范围
里边,这是在很漏气呀,测量不准确呀,那么得到这个结果
那么Coulomb时代也就是那个时代 也是这个结果,那么71年的时候有人把
Coulomb、Maxwell的这个实验示零实验给他做了非常非常大的装置,我看过那
照片很很大很复杂,总而言之要把他所有的误差给去掉
那么最多呢做到了10的-16次方,非常了不起
因为他要扣除掉仪器的一些不确定度,做实验你们慢慢就知道了,实验
测到的东西里边,真的是原理上的差别还是仪器
误差造成的,你要把这些东西都要扣除掉最终得到一个
结果是多少,所以在那时候得到是10的-16次方,那什么意义呢?就是
r的-2加减零点零…多少
所以说应该说这是非常微小,微乎其微 微乎其微,那么你们就说至于的吗?
那么10的-8次方也就可以了 还弄到-16,还现在还在那希望再弄到
更小,为什么这么重视这个问题,这个是有原因的
因为Coulomb定律它准确不准确
直接影响到电磁学的基础,也就是说Maxwell理论
我们以后可以知道高斯定理怎么出来的,就是和距离的平方
比,才能出来高斯定理 才能出来高斯定理,所以呢它是一个非常基础的
规律,而它涉及到-13次方厘米一直到
地球物理,空间物理这么大的范围都适用,那么这样一个规律准不准确
当然很重要,它的基础性是显而易见
显而易见,这些电其中大部分主要部分是库伦力 所以这个当真,当然是大家要把它凿的非常的实
准确度要非常的高,否则的一切解释都是白费的,一切研究没有前提
对不对?那么另外呢 它也说明了静电场的性质是有源无旋场
这个有源无旋场就来自于高斯定理
来自于高斯定理,所以我们说这个场的性质
完全跟距离的平方是不是距离平方 成反比是相关的,所以我们说如果δ
不等于零,这个后果是很严重的 后果是很严重的。那么我们可以看到这时候
最直接的是高斯定理不成立,高斯定理不成立 那么它会动摇电磁理论的基础
另外呢 还有一件很重要的事情,就是电力平方反比律
是不是严格反比跟光子的静子质量是不是为零有密切关系
光子的静子质量是零还是一个非零 很有限的很小的非零值,这个是有本质区别的
有本区别,所以呢这件事情它会 如果是一个有限的非零值,哪怕是很小很小
那么它会引起什么呢?我们现有的理论都是以光子静子质量为前提
假如它不为零,那么它会有什么后果呢? 电动力学的规范不变性被破坏了
这个以后学了电都知道,那么电核呢不守恒了 光子偏中它也要发生变化
另外呢黑体辐射公式也要修改,还有呢
真空失散,会出现真空失散 从而破坏光速不变
所以这件事情当然是至关重要的,如果 它是一个有限的非零值,我们所有的理论都要重做
对不对?都要重做,所以大家很紧张,对于前一段
说有超光速大家也很紧张,对吧,所以说这个事情因为
我现在所有的理论都是建筑在这个基础上,你把我的基础动摇了,那我
们不是都白干了吗,对不对?所以说 目前最好的结果光子静子质量是在δ
是10的-16次方,就是δ那么它达到是 1.6乘10的-47次方克
那就光子的静子质量,这个是 是-47次方克,不是千克啊是克
那么应该说是相当相当的小,但是还没有人敢说它是零
还没有人敢说它零 我们这样就把库伦定律整个考察完了,你们会说
老师你花那么多时间来给我们讲这个为什么?我们不可能每个定律都这么讲,每个定律都有来源
都会有这样类似的问题,那么你在学习的时候你适当注意一下可以使自己对
这些问题的认识可以加深一步,而不是去死记硬背
库伦定律,把一个公式记住了,实际它本身这个定律是
非常丰富的,也有很多内涵,也有外延
对吧,所以呢这个里面我们学习物理嘛,在这方面还是应该有一定的科学素养
那么这里同时我也觉得 创新思维是很难用课堂教学或者学看书本就能够做到的
创新思维本身创新的能力都是锻炼出来的
是在平时学习当中不断的积累的结果 那么这个是我们前辈创新的成果
对不对?我们前辈创新的一个案例。在我们物理学里有很多很多
非常那个成功的案例,也有失败的案例,那么这些
案例本身是可以给人予启迪,当然我们的课时有限不可能
每一个都去把它搞得很清楚,但是解刨几个麻雀对于大家
的学习提高自己科学素养,物理的品味
还是有好处的,所以在这里花点时间也值得
也值得,同时大家从这里也能品到学物理的味道
这个学物理不是几个公式简单做几道题
他有很多这个物理思想在里面,为什么它要这样做,对不对?