回复:作者聪明过头,担心过头了,也属于刘武清先生式人物。 浅析物理教科书中的伪科学(一)
马龙
由高等教育出版社于2001年1月出版的面向21世纪课程教材,同时也是普通高等教育“九五”国家级重点教材<电磁学>一书中,其第二章“静电场与导体”中的第一节“静电场中的导体”写道:
由上所述,导体在静电场中达到静电平衡时应满足的条件是:所有场源包括导体上的电荷共同产生的电场的合场强在导体内部处处为零。(P65)
教科书中那些作为重点强调的论述应该不违反最基本的事实,但上述“所有场源包括导体上的电荷共同产生的电场的合场强在导体内部处处为零” 的论述显然与事实不符。众所周知,导体中相邻的原子之间相互存在着电磁场作用,金属晶格之间的电场强度不可能处处为零,怎么可能“合场强在导体内部处处为零”。事实上,处于静电平衡状态的带电导体内部的电场强度并不是处处为零,而是不受导体表层上所带电荷的影响,导体内部原子的电结构并没有消失。
你可以辩解说物理教材中存在这种笔误是由于学科划分而引起的不十分严谨的论述,谁不知道金属晶格之间的电场强度不可能处处为零,我在这教的是<电磁学>,可以不用考虑其它学科中相关的理论论述,因为考试是分科进行的。 【【【对,这是一个宏观电场与微观电场之间关系的问题,历史上由Lorentz阐明。】】】】
作为大学的物理教科书,上述辩解也许能够成立,毕竟学生在学习其它学科中相关的理论论述时会得到一个全面、正确的解释,但现在的问题是连中学的物理教材上也是如此省略地说道:“处于静电平衡状态的导体内部的电场强度处处为零。”如果一个学生没有机会学习其它学科中相关的理论,那么,它完全有可能认为处于静电平衡状态的导体内部的电场强度绝对的处处为零。 【【【没有这么严重。如果按照reyadian的教法,则是因噎废食。即使对于一个没有机会进一步深造的人,认为“处于静电平衡状态的导体内部的电场强度绝对的处处为零”为什么就不可以??难道我们舍本逐末,花很大篇幅去讲原子内部的电场,质子中子内部电场,夸克内部电场??这非但没有必要,而且属于舍本逐末;在实际操作中也更加是办不到的。按照reyadian的说法,整本高中物理,大学普通物理,页页有问题,句句有问题。难道我们还得为那些没有机会进一步深造的中学生跨空心思讲解牛顿力学如何失效,要用相对论代替?按照reyadian的说法,我们的物理教学,甚至所有学科学科,主要是化学教育,一步也难以开展下去。而且,reyadian以“伪科学”来批判之,我觉得大为不妥,也没有必要。】】】】】】
作为有着多年教学经验的各位老师、各位教授,不可能不知道金属晶格之间的电场强度在任何情况下也不是处处为零,为何不能够将这么简单的问题解释的稍微全面一点呢?是不是一定要用上述文字描述导体在静电场中达到静电平衡时应满足的条件呢?难道中华民族的文字语言中就提炼不出更准确的词汇了吗?例如,导体在静电场中达到静电平衡时应满足的条件是:所有场源包括导体表面上所带的多余电荷共同产生的电场的合场强在导体内部处处为零。再例如:处于静电平衡状态的导体内部不受外部电场的影响等等。
顺便指出:如果导体的颗粒度很小,比如是处于纳米级的颗粒度,则上述结论将有可能不再成立,因为带电导体处于静电平衡状态时其内部没有净电荷存在,是其拥有的自由电子的电量远大于的感应电荷的电量,如果感应电荷的电量大于导体内部拥有的自由电子的电量,则所有场源包括导体表面上所带的多余电荷共同产生的电场的合场强在导体内部将不再为零。由此可见,真理的标准是相对的。
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