[請益] 關於法拉第定律

看板Physics作者 (biimage)時間10年前 (2013/11/17 00:33), 編輯推噓0(0推 0噓 34→)
留言34則, 2人參與, 最新討論串1/2 (看更多)
最近發現一個觀念上的問題 １。考慮一個矩形線圈內部有一個範圍被磁場穿過，磁場會隨時間而變， 　　若沒有限制磁區和線圈的相對大小和位置，是否能在線圈上出現感應電動勢？ (例如磁區並非量子尺度的大小，但這個線圈範圍是磁區的10^n倍) ２。承１，若今天把線圈的其中一邊剪斷(缺口可小至Planck length)，而隨時改變的磁區 填滿線圈範圍，線圈上是否有感應電動勢？磁區範圍不變，但僅保留原線圈的其中一 邊，是否仍有感應電動勢？ 由於這是觀念上的問題，很難用實驗呈現，誠心請教各位的看法指點迷津。Orz -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 118.168.238.179
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雖然你標題打的是法拉第定律，但你這兩個問題實際上
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感覺都牽扯到量子化現象。比方說第一個問題，如果考
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慮線圈範圍比磁區大很多的情況，場的量子化現象出來
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的影響，這就已經不能把電磁場看作連續的，然後用巨
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觀的Maxwell equation來詮釋了吧。第二個則是要看你
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的電動勢有沒有大到可以跨越那個斷口的能障而已。
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如果夠大就會產生電流，然後磁場變化造成感應電動勢
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是場本身在時空中的變化跟你有沒有一個線圈，然後線
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圈長甚麼樣子是沒有關係的。
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抱歉我似乎沒有將我的疑惑說明清楚
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第一個問題，我是希望看一般古典尺度的磁區，與比例懸殊的
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線圈是否會有交互作用而有感應電動勢
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關於第二個問題，lucieie大大是認為，只要任何有交變的磁區
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就會在同樣的位置出現感應電動勢，不管是不是線圈，一根導體
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或是塑膠棒，甚至是真空，都會有感應電動勢？
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那麼這第二個疑惑的感應電動勢，應該只會出現在磁區邊緣吧？
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若是在磁區內，總是可以任意劃分路徑分割磁區
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補充第一個疑惑，若一個線圈被B(t)完全填滿穿過，的確會有
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感應電動勢，如今將線圈放大，磁區不變，當線圈邊緣離磁區
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很遠，是否還會有？
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我的意思就是如果尺度的差距如果還在古典的範圍內，
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根據法拉第定律當然還是能跟線圈上的電子產生交互作
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用，但是在更大的尺度下，我們就不得不考慮在電磁交
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互作用中扮演能量傳遞者角色的虛光子，在這個距離的
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尺度下，分布是離散而無法做一個連續的近似。雖然在
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一個比較大的時空範圍內應該還是會接近古典的Maxwell
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Equation的平均的結果，但這已經很難有效的去描述這
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樣的一個系統了。
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然後一個交變的磁場當然在空間中的任何一點都會產生
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電場吧？當然跟你空間裡有哪些東西是沒關係的不是嗎?
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感謝您的回應，只不過我很難想像一根導體棒如何在只受B(t)
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作用下而本身沒有移動而獲得電動勢，所以今天只要地球上有
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一個地方突然有跟磁鐵棒free fall，就會在全宇宙各個地方
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產生電動勢? 這真的令我難以接受
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