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  課程顧問-小管家 2023-04-22 12:55:53

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  英國(guó)劍橋大學(xué)對(duì)于電磁學(xué)的研究在世界上數(shù)一數(shù)二，他們不僅有眾多杰出的教授，更有一些關(guān)于知識(shí)概念巧妙的總結(jié)。
  

  今天讓我們來看一下英國(guó)劍橋大學(xué)如何理解電磁學(xué)的基礎(chǔ)概念吧。

  

  英國(guó)劍橋大學(xué)認(rèn)為宇宙中有四種力量在起作用。

  在最大的尺度上——行星、恒星或星系——引力占主導(dǎo)地位。在極微小的距離上，這兩種核力量占主導(dǎo)地位。對(duì)于介于兩者之間的一切，起支配作用的是電磁力。

  在原子尺度上，電磁(誠然與一些基本的量子效應(yīng)結(jié)合在一起)支配著原子和分子之間的相互作用。正是這種力量構(gòu)成了元素周期表的基礎(chǔ)，它催生了所有的化學(xué)，并由此衍生出許多生物學(xué)。它是把原子結(jié)合成固體和液體的力。正是這種力使得不同的材料呈現(xiàn)出各種不可思議的特性。

  在宏觀尺度上，電磁表現(xiàn)為我們所熟悉的現(xiàn)象，這就是力的名稱。

  在電力方面，這意味著從在你頭上摩擦一個(gè)氣球并把它貼在墻上，到你可以把任何電器插到墻上，并且非常自信它會(huì)工作。就磁性而言，這意味著從貼在冰箱門上的購物清單到日本懸浮在鐵軌上的火車。通過發(fā)電機(jī)和馬達(dá)的發(fā)明來駕馭這些能量已經(jīng)改變了地球和我們的生活。似乎這還不夠，還有更多的電磁力因?yàn)樗?，毫不夸張地說，是你所見過的一切的原因。它是產(chǎn)生光本身的力量。值得注意的是，電磁力的完整描述包含在四個(gè)簡(jiǎn)單而優(yōu)雅的方程中。這些就是眾所周知的麥克斯韋方程。

  在物理學(xué)中，實(shí)際上在任何其他學(xué)科中，很少有地方能有如此豐富多樣的現(xiàn)象從如此之少的地方產(chǎn)生。本課程的目的是介紹麥克斯韋方程，并從中提取其中的一些故事。然而，這門課還有一個(gè)貫穿始終的主題。電磁力是所有其他力的藍(lán)圖。在麥克斯韋方程中隱藏著各種各樣的數(shù)學(xué)對(duì)稱性和結(jié)構(gòu)，

  這些結(jié)構(gòu)自然會(huì)在其他情況下重復(fù)。理解方程的數(shù)學(xué)之美可以讓我們看到一些隱藏在物理定律之下的原理，為將來研究其他力打下基礎(chǔ)。

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