第51章 一颗鬆动的螺丝（8 / 11）
公式变成描述场在空间中震盪传播的实体语言。
推导异常顺利。
不过，当课程推进到电磁波的能量传播时，他那支笔又悬停在半空。
视频里出现几个重要物理量。
坡印廷矢量，能流密度，电磁场能量密度。
这些表达式，江临能隨手写出来。
电场能量密度，磁场能量密度，真空中的电磁波携带能量和动量，在空间中传播。
他还清楚一个反常识的物理学论断。
很多工程情况下，能量传输绝对不是像水流一样，沿著导线內部老老实实从电源流向负载。
那种粗糙的水管模型，根本无法解释高频电磁学现象。
真正携带能量的，是导线周围那看不见摸不著的空间电磁场。
第四次废土里，他甚至写过一句自己当时很满意的话。
【正午的太阳光跨越一亿五千万公里落到太阳能板面上，那庞大的能量是在真空的电磁场中无声传播的；光子激发电荷，电荷在半导体pn结的耗尽层里被分离；最终，那些电流才沿著粗糙铜线路，涓涓流入蓄电池，点亮这片废土的黑夜。】
从经典物理角度看，这句话到现在仍然没错。
可是今天，当江临再次面对屏幕上这些能量公式时，他突然发现，內心深处对这种描述產生了某种强烈不满足。
手机屏幕上，教授正在推导电磁场能量守恆定律，也就是坡印廷定理。
教授从麦克斯韦方程组出发，拿代表电场的方程点乘电场，拿代表磁场的方程点乘磁场，经过繁琐但严密的矢量代数整理，最终得出一个优美的局域能量守恆方程。
这个方程揭示了局域空间內电磁场能量密度的变化，加上流出该区域的能流散度，对应电磁场对区域內带电粒子所做的功。
这是完美的能量守恆表达。
江临跟著教授，一步不差推到最后。
然后，笔尖停在最后那几个字上。
【场能量密度。】
他会算，会用，也知道这些公式在工程计算里非常好用。
但他脑子里，疯狂地想问一个甚至有些钻牛角尖的问题。
这股能量，到底以什么物理形式，储存在那片看似空无一物的真空里？
江临知道问这种问题有风险。
在没有实验数据支撑时，物理学追问很容易脚底打滑，摔进空泛的古代哲学诡辩里。
所以，他强行把这个大问题拆成几个具体对照组。
【案例一：弹簧势能。能量储存在被拉伸的弹簧里，因为弹簧发生宏观几何形变，本质是金属晶格內部原子间相互作用势变化。载体具体。】
【案例二：电容器储能。可以从外部电源充电做功算出，也可以写成对两极板间空间电场能量密度的积分。】 ↑返回顶部↑
推导异常顺利。
不过，当课程推进到电磁波的能量传播时，他那支笔又悬停在半空。
视频里出现几个重要物理量。
坡印廷矢量，能流密度，电磁场能量密度。
这些表达式，江临能隨手写出来。
电场能量密度，磁场能量密度，真空中的电磁波携带能量和动量，在空间中传播。
他还清楚一个反常识的物理学论断。
很多工程情况下，能量传输绝对不是像水流一样，沿著导线內部老老实实从电源流向负载。
那种粗糙的水管模型，根本无法解释高频电磁学现象。
真正携带能量的，是导线周围那看不见摸不著的空间电磁场。
第四次废土里，他甚至写过一句自己当时很满意的话。
【正午的太阳光跨越一亿五千万公里落到太阳能板面上，那庞大的能量是在真空的电磁场中无声传播的；光子激发电荷，电荷在半导体pn结的耗尽层里被分离；最终，那些电流才沿著粗糙铜线路，涓涓流入蓄电池，点亮这片废土的黑夜。】
从经典物理角度看，这句话到现在仍然没错。
可是今天，当江临再次面对屏幕上这些能量公式时，他突然发现，內心深处对这种描述產生了某种强烈不满足。
手机屏幕上，教授正在推导电磁场能量守恆定律，也就是坡印廷定理。
教授从麦克斯韦方程组出发，拿代表电场的方程点乘电场，拿代表磁场的方程点乘磁场，经过繁琐但严密的矢量代数整理，最终得出一个优美的局域能量守恆方程。
这个方程揭示了局域空间內电磁场能量密度的变化，加上流出该区域的能流散度，对应电磁场对区域內带电粒子所做的功。
这是完美的能量守恆表达。
江临跟著教授，一步不差推到最后。
然后，笔尖停在最后那几个字上。
【场能量密度。】
他会算，会用，也知道这些公式在工程计算里非常好用。
但他脑子里，疯狂地想问一个甚至有些钻牛角尖的问题。
这股能量，到底以什么物理形式，储存在那片看似空无一物的真空里？
江临知道问这种问题有风险。
在没有实验数据支撑时，物理学追问很容易脚底打滑，摔进空泛的古代哲学诡辩里。
所以，他强行把这个大问题拆成几个具体对照组。
【案例一：弹簧势能。能量储存在被拉伸的弹簧里，因为弹簧发生宏观几何形变，本质是金属晶格內部原子间相互作用势变化。载体具体。】
【案例二：电容器储能。可以从外部电源充电做功算出，也可以写成对两极板间空间电场能量密度的积分。】 ↑返回顶部↑