Re: Lorentz force and J. Henry

看板Physics作者skyrmion (meron)時間18年前 (2007/07/02 01:53)推噓3(3推 0噓 9→)

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對於 IceDennis 版友所提的一些典故，我第一眼真的很不敢相信。所以我就去查了一下... 都是有來源的. 我把我找到的資料放在下面. 也感謝 IceDennis 分享這些知識:) ※ 引述《IceDennis (Table for two ?)》之銘言： : microball的說法不能算錯,因為Maxwell在1865年的 : << a dynamical theory of electromagnetic field >>中所包含的電磁基本方程 : 也有包含Lorentz力公式的方程(但是不是寫成Lorentz力公式的型式) 我一直認為 Lorentz force 如字面上所示，是 Lorentz 的發現, 沒想到偉大的 Maxwell 真的就寫下來過了... 請參考以下 wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Lorentz_force 在 The significance of the Lorentz force 那一節，有一個 link 到 Maxwell 在 1861 年的一篇 paper: "On physical lines of force", 其中方程(77)就是把每個分量寫出了的 Lorentz force. (Maxwell 在 eq.(77) 還加了一個時變的力,與 lorentz force 無關). 至於為甚麼後來都稱之為 Lorentz force，請其他知道的版友解答吧 :) : 另外你最上面的第二個問題,我不大喜歡說哪個定律"導致"哪個物理現象或名詞存在 : (我不是哲學專家,也不大能說你這樣問是錯的,不過 : 我寧願說: "哪個物理定律或基本方程式可以"解釋"/建立模型 : 關於哪個物理現象/名詞") : 關於電磁波 : 我所知道的是在Maxwell修改原先的Amperer環場積定律公式後(成為Ampere-Maxwell) : (主要就是位移電流那一項,這部分每一本"有頭有臉的電磁書"應該都會講) : 四條Maxwell方程大工告成,接下來就可以導出電磁波的方程式這邊我有些後見之明:) 最簡單的 oscillation 現象就是簡諧振子。運動方程如下: dx/dt = p, dp/dt = －x (in some normalized unit)。當你把一對 canonical conjugate 的 pair (x,p) 如上給 couple 起來時, 就會有振動現象。另舉一例就是在磁性系統計算 magnon 的振動時， (sx,sy) 也形成一對 canonical pair (這裡 sz~1-(sx^2+sy^2)/2.)。以 Hamiltonian 的角度來講，periodic oscillation 多少代表你的 H 是二次的 (quadratic)，也就是 H = x^2/2 + p^2/2. 至於 dynamics 的部分, 在量子的場合是由 commutator [x,p]=i*h 所決定，在古典則是 Poisson 括號 {x,p}=1。這樣的組合都會給出上述的 coupled 方程，因而產生振動。 (and of course, eq. of motion: dA/dt={A,H} or = [A,H]/(i*h).) 在電磁波 (也是一種 oscillation) 的 case，除了這裡我們處理的是一個 field 之外，第一, 基本上這個理論也是 quadratic: H = ∫(E^2 + B^2)/2。其次某個角度講，(E,B) 也構成一組 canonical pair。 (細節可參考, e.g. J.J.Sakurai, Advanced QM, 或很多其他類似參考書) OK, 以這個類比來講，對應到 dx/dt = p & dp/dt = －x 的是甚麼呢 ? 我想是 Farady 定律跟 Maxwell 修正過後的安培定律 (dD/dt term)。這兩個定律多少是解釋電磁波現象的主因。 : 實驗目前物理史記載是Hertz最後作出關鍵性的那個實驗 : (目前似乎也有最新的更新資訊,表示Joseph Henry可能更早弄出,只是他發表的晚 : 另外就是Faraday電磁感應,也有Henry更早一點點發現的記載) 所以我就 google 囉，查到如下網頁: http://www.madehow.com/inventorbios/75/Joseph-Henry.html 其中比較重要的一段是: In 1842 Henry anticipated a discovery that has been credited to Heinrich Rudolph Hertz. Henry discovered that he could magnetize needles in a basement with an electric spark from two floors above, correctly ascribing it to electromagnetic wave propagation. In another experiment, he magnetized a needle by utilizing a lightning flash eight miles away. 假如這些描述是真的，那就太可惜了...(當然是對 Henry 而言)。另外，Hertz 的實驗，驗證了光波也是一種電磁波，似乎給光到底是粒子還是波動給了一個最後的答案。光子的假設一直到 Einstein 的光電效應理論以及 Compton scattering 的實驗才由復活起來。有趣的是，光電效應最早是誰發現的呢 ? 也是 Hertz :) (歷史有時候也是很有趣的) -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 68.33.84.8 ※ 編輯: skyrmion 來自: 68.33.84.8 (07/02 02:04)

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