引力场中的g和v

类比是人类认识事物的一种基本思维方法。它既不同于从一般推导到个别的演绎法,又不同于从个别推导到一般的归纳法,它是属于从特殊到特殊,从个别到个别的推理,在物理教学中占有极其重要的地位。本文通过对静电力和引力的类比,引入描述引力场的育关物理量以及高斯定理。 比较库仑定律和万有引力定律的数学表达式,发现它们具有惊人的相似之处:它们都服从平方反比定律,库仑定律中的q和万有引力定律中的m相当,库仑定律中的1/4πε和万有引力定律中的G相当,但它们也有各自的特殊性:万有引力总是引力,库仑力却可以是引力,也可以是斥力;还有库仑力存在于两带电体之间,而万有引力存在于任何两物体之间,我们可以将有关静电场的知识结构、研究方法移植于引力场中,如用场强研究力的性质,用势的概念研究场能的变化,用力线形象地描绘场,用高斯定理简便地计算空间各点的场强等。 类似于静电场,任何物体在其周围的空间激发了一个“引力场”,并对处在其中的任何物体有力的作用,     

利用引力场的高斯定理推算地球内部压强

利用静电场与万有引力场规律的相似性,建立引力场高斯定理的概念,来类比得到静态万有引力场的高斯定理表达式,并将地球近似看成是质量分布具有球对称性的天体,根据布伦地球密度分布模型,运用Mathematica拟合推算出地球内部的压强,为地球的内部压强的研究提供了一种全新的思路和方法,对误差产生的来源也做了相关分析和探讨.     

利用"万有引力场的高斯定理"计算 地球表面某处的重力加速度

通过量子理论推导及类比电场来建立引力场高斯定理的概念,并根据布伦地球密度分布模型及受力情况分析得出地球表面某处的重力加速度计算公式,为重力加速度的理论计算提供了一种全新的思路和方法,对误差可能产生的来源也做了相关分析和探讨。     

运动电荷的电/磁场高斯定理的直接验证

尽管麦氏方程组的张量协变形式已然揭示了高斯定理的相对论协变性,但在大学物理的教学中仍然缺乏对运动电荷的高斯定理的切身体会与直接验证.本文首先运用电磁场张量变换的方法推导出运动电荷的电场与磁场强度,再运用积分及矢量运算的若干技巧,直接而简单地验证了高斯定理对于运动电荷的电场与磁场仍然满足,从而直接验证了电场与磁场的高斯定...     

利用高斯定理求空心球体引力场

针对现阶段 A P物理教学中引力有关定律推导问题, 采取与以往建立微分式不同的方法, 即利用高斯 定律来求解空心引力场值: 地球谐振子模型和空心球壳, 为广大教师提供一个新的授课思路     

电力平方反比定律偏离平方反比对高斯定理的影响

本文在电力平方反比定律偏离平方反比的情况下推导了点电荷电场中通过球面 S 的电通量的表达式,与高斯定理相比,讨论了偏离平方反比带来的影响,并在宏观、微观(原子核线度)范围内计算了偏离系数。在任意曲面 S 的情况对偏离系数进行了估算.计算结果表明,在近代实验所确定的指数偏差下,偏离平方反比对高斯定理的影响很小。     

磁约束问题中守恒量的讨论

用高斯定理、涡旋电场做功、动量定理3种方法推导了磁约束问题中满足的守恒量——磁矩守恒,3种推导方案都要求磁场随空间变化缓慢,故磁约束中的磁矩守恒是一个近似守恒量.     

用高斯定理推导共线电荷系的电场线方程

本文通过取电场线管和两个断面组成的高斯面,用高斯定理推导出了共线点电荷系的电场线方程,该方程能推广到一般的共线电荷系.用计算机软件画出了几种典型的共线电荷系的电场线.     

读“等效的磁荷观点”有感

文章在假想的“磁荷世界”中修改了麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式.由磁的库仑定律出发,并根据磁荷与电荷产生的电磁场的等效性,得到真空中静磁场的高斯定理和环路定理.仿照“电荷世界”中的电流定义了磁流强度,又根据磁场的相对论变换,由毕奥—萨伐尔定律和法拉第电磁感应定律得到稳恒电场D的高斯定理和环路定理.     

关于均匀带电球面上电场强度的求解

由于均匀带电球面上的电场强度无法用高斯定理求出,现行大部分大学物理基础教材在讨论均匀带电球面产生的场强分布时,只用高斯定理求出了该带电系统内外空间电场的分布,并没有给出球面上场强的计算方法,只是指出在球面上场强值不连续.文章利用叠加原理和电容器能量的变化两种方法分别导出了均匀带电球面上任一点的场强值,验证了均匀带电球面的场强是不连续的,两种方法思路截然不同,但得到的结果完全相同,该结果使得高斯定理求出的均匀带电球面在空间电场分布的结论更加完整.     

毕奥—萨伐尔定律的重要性

本文比较系统的总结了毕－萨定律的内容和 重要性，并着重指出静磁场方程──高斯定理和环路 定理与毕－萨定律的关系．     

玻耳兹曼分布定律对固相表面短程引力场的应用

把玻耳兹曼分布定律应用于固相表现短程引力场并结合平均的概念给出了范德瓦耳斯方程,讨论了固相表现短程引力场对固－气相间压力的影响。     

共顶点同轴圆锥形及圆盘形传输线的电参数计算公式

 用安培环路定理、高斯定理推导了共顶点同轴圆锥形及圆盘形两种重要的理想传输线电参数的计算公式，给出了电场、电感、电容及阻抗的解析表达式或数值求解方法；用实例验证了推导的公式和介绍的方法；应用验证后的公式或方法对一个设计进行了估算，得到了合理的结果。     

各向同性弹性薄膜模拟二维引力场的研究

从理论分析、数值模拟和实验验证三个方面,研究了各向同性薄膜受外力压迫时产生的形变,发现该形变对运动在薄膜表面的物体的影响可以等效为一个二维空间的引力场.进一步,本文研究了质点在该二维空间引力场下的运动,阐述了该引力场与三维空间引力场的异同.     

第三宇宙速度一种错误计算方法的剖析

运用能量方法计算第三宇宙速度是一个比较简易的方法.然而,一种常见的错误计算方法,它似乎“有理”,而且,这类的错误也会出现于其它一些类似的问题中,有一定的普遍性.本文拟对此种错误观点进行剖析.一　　常用的正确计算方法 三种宇宙速度是在研究飞船的宇宙航行时引入的.在地球表面附近将飞船送入太空,使它能环绕地球飞行所需要的最小发射速率称为第一宇宙速度;使它能脱离地球引力场而飞行的最小发射速率称为第二宇宙速度;使它不仅能越出地球引力场,而且还能越出太阳引力场而飞行的最小发射速率则称为第三宇宙速度.计算时都作了很大的理想…     

高斯定理与高斯定律

 在目前国内高校所采用的工科大学物理教材中,程守洙、江之永的《普通物理学》(高等教育出版社出版,以下简称教材1)与张三慧的《大学物理学》(清华大学出版社出版,以下简称教材2)使用得较为普遍,涉及的学生人数众多。但两种教材在静电学规律的提法上却有所不同,教材1称为“高斯定理”,而教材2则为“高斯定律”。部分同学虽意识到两种提法不同,但并没有做进一步的思考,认为这只是名称上的不同而已,并无其他深意。其实这两种不同的提法隐含了教材作者对静电场高斯定理(定律)与库仑定律关系的两种不同认识。本文讨论仅限于静电场与静止电荷。     

静态球对称黑洞热力学与爱因斯坦场方程

建立在广义相对论基础上的黑洞理论与热力学定律之间有着深刻的内在联系.具体考虑球对称黑洞,研究表明通过史瓦西黑洞和Reissner-Nordstrom黑洞在其视界附近的爱因斯坦场方程可以直接得到对应的黑洞热力学第一定律.这揭示了爱因斯坦引力场方程与黑洞热力学的关系,表明了在广义相对论理论框架下黑洞热力学规律的必然性.     

高量级光衰减时对线偏振片组衰光系数的研究

利用琼斯矢量法推导实际偏振片的琼斯矩阵和两片偏振片组的透射光强表达式和衰光系数表达式.通过计算说明,在高量级光衰减时用马吕斯定律计算偏振片的衰光率存在一定误差.因此,该衰光系数表达式可作为马吕斯定律实际运用时的修正式.依据该理论推导得出两偏振片组的最大衰光率为2ε2,并得到三偏振片组的关于θ2的透射光强表达式.该式以及相应实验表明在θ1,θ2=90°,135°和90°,315°时最大衰光率可达到2ε4.     

关于泊肃叶定律的适用范围和定律的修正的讨论

通过对比两种不同的泊肃叶定律的推导方法, 澄清了关于泊肃叶定律众说不一的适用范围问题. 指明 将泊肃叶公式中计算流量时的压强视为广义压强, 则泊肃叶定律既适用于水平直圆管的流量计算, 也适用于非水平 直圆管的流量计算. 并指出关于泊肃叶定律的修正中存在的问题     

关于"太阳在银河系中所受引力与到银心距离r的关系"的讨论

讨论了银道面内的引力场强分布和太阳在银河系中所受引力与到银心距离r的关系，指出引力场强g并不是与r的平方成反比，这是由于银河系的大小和形状不能忽略造成的．强调了万有引力定律的适用条件．