郭硕鸿《电动力学》中一道值得商榷的例题 投稿:沈氀氁

2011年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会论文集269郭硕鸿《电动力学》中一道值得商榷的例题曾定方(北京工业大学数理学院,北京100124)摘要我们这篇小通讯中对郭硕鸿先生(电动力学)教科书中一道例题的结论提出了不同的看法.即/a-'∞的磁性物…

一、 第一章练习题答案 (一) 单选题1.② 2. ③ 3. ③ 4. ① 5. ③ 6. ④ 7. ③ 8. ① 9. ①10. ② 11. ② 12. ② 13. ① 14. ③ 15. ④ 16. ② 17. ① 18. ① 19. ③ 20.…

第四章 电磁波的传播 要求掌握§1—§5,其中重点是§1和§2。基本要求、重点如下。 1.会导出真空中电磁波的波动方程,介质的色散2.时谐电磁波(单色波)及其满足的方程: GGGG−iωt时谐电磁波的一般形式: E(x,t)=E(x)e GG22⎧∇…

2011年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会论文集269

郭硕鸿《电动力学》中一道值得商榷的例题

曾定方

(北京工业大学数理学院,北京100124)

摘要我们这篇小通讯中对郭硕鸿先生(电动力学)教科书中一道例题的结论提

出了不同的看法.即/a-'∞的磁性物质表面不一定为等碰势面.

关键词鞋导宰;磁标势;等势面

郭硕鸿先生的《电动力学》”1已经影响了差不多两代中国物理学教育及研究工作者.笔者自身就是读着这本教材成长起来的,现在又开始中以它为教材,教育新一代学生在教学中笔者觉得该书第三章第二节例题一的结论是值得商榷的该题内容及解答为

倒I证明Ⅳ斗。的磁性物质表面为等磁势面(笔者说明,按教材上下文环境,此处的势指磁标量势)

解以风,B:及日I,吼分别代表磁性物质,真空中的磁感应强度及相应的磁场强度.由磁场边值关系

且。一且.=0-巩一II。=0

以及

Bt=/toHt,Bl=pHI(1)L21

可得

“乩。=卢马.,H,,=q,

其中m,t分别代表法向和切向分量,两式相除得(3)

旦:鱼生_oHL、pHh(4)

因此,在该磁性物质外面,皿的切向量相对于法向分量可以忽略,即与表面垂直。因而表面为等磁势面

紧接着求解过程,原书提供的该厢选择背景为:本题的结果对于磁极的设计是很重要的一般软铁磁材料的Ⅳ都很大,因而这些材料制成的磁极,当用电流磁化时,其表面近似为等势面由磁极表面

,≤.■j≥。=i二i

二=.’’=一’

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*i∞☆口定自Ⅲ±年月+1975.9姓别:g{m日究±B稚:讲师±要研R^自s咖gn时yaMM曲。q∞g&口

2702011年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会论文集

图1一块被磁化的软磁铁,上图示意的是分子电流,下图示意的是等效面电流.理想情况下,磁铁内部磁感应强度B以及磁化强度M法向分量均为零,因而磁场强度H的法向分量也为零.

‰=常数的边界条件可以解出磁极之间的磁场.适当选择磁极表面的形状可以获得具有不同形式的磁场.

我们认为值得商榷的是,仅仅由材料∥一00的事实,不足以说明(4)式的右边一定似为零.原因是当材料的∥一00时,如果凰近似为零,则我们就推不出硒q,《∥q。,亦即i/'gOr/It一0的结论.图l给出一个软磁铁的例子,理想情况下,材料内部的所有分子都被磁..tar

∥爿I—

化,因而内部的磁感应强度B,磁化强度M,因而磁场强度日=三一M均只有切向分量不

为零,而法向分量为零.在这种情况下,即便该软磁材料的∥--->oO,我们也不能得出业寸0的结论...U

gill。

根据原书提供的选题背景,我们看不出在软铁磁材料内部,磁场强度日的法向分量一定不为零的证据.因为,即便这种材料的表面不是等磁势面,原则上我们也可以通过改变磁极表面的形状而获得不同形式的磁场。由于笔者不是磁性材料方面的专家,对这道例题的设计背景没有很深入的了解,所以在此提出疑问,诚挚地希望得到有关专家或者郭硕鸿先生本人的解答.

我们查阅了J.D.Jacksonl21以及北京大学虞富春、郑春开先生的《电动力学》(3J,复旦大学蔡圣善,朱耘,徐建军先生的《经典电动力学》【4】教材,都没有看到相似的例题或者习题.由于笔者步入教育殿堂,对于大学物理教材与教学中的此类问题见识少.而对于这篇小通讯本身讨论的问题,如果已经有前辈教育专家提出过,还请审稿人莫吝指教,向笔者提供相应的参考文献,笔者将万分感激.

参考文献

【11郭硕鸿.电动力学【hl】.北京:高等教育出版杜,1997

【2】J.D.Jackson.ClassicalElectrodyrmmica.n耐Edition,JohnWilley&Sons,Inc

【3】虞富春・郑春开.电动力学【M】.北京:高等教育出版社.2002【4】蔡圣善,朱耘.徐建军.电动力学【M】.北京:高等教育出版社,2002

2011年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会论文集269郭硕鸿《电动力学》中一道值得商榷的例题曾定方(北京工业大学数理学院,北京100124)摘要我们这篇小通讯中对郭硕鸿先生(电动力学)教科书中一道例题的结论提出了不同的看法.即/a-'∞的磁性物…

2011年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会论文集269郭硕鸿《电动力学》中一道值得商榷的例题曾定方(北京工业大学数理学院,北京100124)摘要我们这篇小通讯中对郭硕鸿先生(电动力学)教科书中一道例题的结论提出了不同的看法.即/a-'∞的磁性物…

2011年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会论文集269郭硕鸿《电动力学》中一道值得商榷的例题曾定方(北京工业大学数理学院,北京100124)摘要我们这篇小通讯中对郭硕鸿先生(电动力学)教科书中一道例题的结论提出了不同的看法.即/a-'∞的磁性物…

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