彭中桃 論文第二稿

《彭中桃 論文第二稿》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、密級(jí)公開本科生畢業(yè)（學(xué)位）論文關(guān)于電磁學(xué)理論對(duì)稱性的研究彭中桃(2009061119)指導(dǎo)教師姓名：劉曉春職稱：講師單位：物理與電子科學(xué)系專業(yè)名稱：物理學(xué)論文提交日期：論文答辯日期：學(xué)位授予單位：黔南民族師范學(xué)院論文評(píng)閱人:20年月日關(guān)于電磁學(xué)理論對(duì)稱性的研究彭中桃（黔南民族師范學(xué)院物理系與電子科學(xué)系2009061119）摘要：在電磁學(xué)理論中，多處存在著的對(duì)稱性，同時(shí)，對(duì)稱性是物理學(xué)中一個(gè)重要的概念，更是現(xiàn)代物理理論重要組成部分。利用對(duì)稱性原理進(jìn)行分析教學(xué)是一種極為有效的方法，本文主要對(duì)電磁學(xué)理論中存在的對(duì)稱性理論進(jìn)行研究，并闡述對(duì)稱性原理在電磁學(xué)中的應(yīng)用，以及對(duì)

2、稱性原理解題的一般思路和方法，從而有助于今后的教學(xué)工作。關(guān)鍵詞：對(duì)稱性原理；電磁學(xué)；電場(chǎng)；磁場(chǎng)；場(chǎng)強(qiáng)ResearchonelectromagnetictheorysymmetryPengZhong-tao(DepartmentofPhysicsandElectronicScience,QiannanNormalCollegeforNationalities)(2009061119)Abstract:Symmetryinelectromagnetictheory,manyexist,atthesametime,thesymmetryisanimportantconc

3、eptinphysics,itisanimportantpartofthemodernphysicaltheory.Theuseoftheprincipleofsymmetryanalysisofteachingisaveryeffectivemethod,thesymmetryofthetheoryofelectromagnetictheory,andexplainstheapplicationoftheprincipleofsymmetryinelectromagnetism,aswellastheprincipleofsymmetrysolvinggener

4、alideasandmethods,thuscontributingtothefutureoftheteachingwork.Keywords:Theprincipleofsymmetry;Electromagnetics;Electricfield;Magneticfield;Fieldstrength引言：人們對(duì)對(duì)稱性的認(rèn)識(shí)可追溯到遠(yuǎn)古時(shí)期，最早注意到的應(yīng)當(dāng)是自然界中普遍存在的現(xiàn)象——空間對(duì)稱。比如：當(dāng)物體或一個(gè)系統(tǒng)各部分之間比例適當(dāng)、平衡、協(xié)調(diào)一致時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一種簡(jiǎn)單性和美感。所以，對(duì)稱性最初應(yīng)用于打造石器和制作裝飾物。隨著人類文明的發(fā)展，對(duì)稱性廣泛進(jìn)入建筑

5、、雕塑、文學(xué)、音樂等各個(gè)領(lǐng)域。在古希臘時(shí)期，對(duì)稱性終于走進(jìn)了科學(xué)領(lǐng)域，隨著經(jīng)典物理學(xué)的建立，深化了人們對(duì)于對(duì)稱性的認(rèn)識(shí)。到1918年德國(guó)數(shù)學(xué)家艾米·諾特（A·E·Noether）提出著名的諾特定理：作用量的每一種對(duì)稱性都對(duì)應(yīng)一個(gè)守恒定律，有一個(gè)守恒量。從而將對(duì)稱和守恒性這兩個(gè)概念緊密聯(lián)系在一起，而且，諾特定理告訴我們，一個(gè)沒有對(duì)稱性的世界，物理定理也變動(dòng)不定。從而使物理學(xué)家意識(shí)到，物理定律的對(duì)稱性也意味著物理定律在各種變換條件下的不變性，所以物理學(xué)中的對(duì)稱性觀念可以概括為：如果某一現(xiàn)象或系統(tǒng)在某一變換下不改變，則說該現(xiàn)象或系統(tǒng)具有該變換所對(duì)應(yīng)的對(duì)稱性?；蛘哒f它們存

6、在對(duì)立性、相似性甚至是相同性。電磁學(xué)理論中，宏觀來說，電和磁其實(shí)就是一個(gè)對(duì)稱的概念，電荷周圍即產(chǎn)生電場(chǎng)，磁體周圍即產(chǎn)生磁場(chǎng)；電能生磁，磁也能生電；帶電物體在電場(chǎng)中要受到電場(chǎng)力的作用，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)要受到磁場(chǎng)力（包括對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的洛侖茲力和磁場(chǎng)對(duì)電流作用的安培力8）等等。深入來探究，諸如高斯定理、靜電場(chǎng)與靜磁場(chǎng)、安培環(huán)路定理、以及偉大的麥克斯韋方程組都有著強(qiáng)烈的對(duì)稱性，下面我們一一進(jìn)行深入研究。1利用高斯定理求解電場(chǎng)通過任意閉合曲面的E通量與該曲面所包含的凈電荷成正比，這就是高斯定理。公式：我們知道，高斯定理主要運(yùn)用在求解電場(chǎng)分布的問題上，下面我們來分析幾個(gè)具有對(duì)稱性性

7、質(zhì)的例子。由高斯定理求電場(chǎng)強(qiáng)度的思路：電荷分布的對(duì)稱性電場(chǎng)分布的對(duì)稱性適當(dāng)?shù)倪x取高斯面（，）將從積分號(hào)內(nèi)提出，化積分方程為代數(shù)方程求1.1例：無限長(zhǎng)均勻帶電直線的電場(chǎng)（）求解問題。利用對(duì)稱性原理，作圖進(jìn)行明了化，設(shè)空間任意一點(diǎn)到直線的垂直距離為r，利用直線為軸對(duì)稱線，那么空間任意一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都可簡(jiǎn)易的表示出來。解：=，=，+，+，===，例：無限大均勻帶電平面的電場(chǎng)（），解：8=，=，+，+=0++==，上面兩題，充分的利用了電荷分布具有一定的對(duì)稱性以至于場(chǎng)強(qiáng)E具有軸對(duì)稱以及面對(duì)稱等空間對(duì)稱的條件，從而能精確地表示出各種條件下空間各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。由此可見，利用對(duì)稱性解題

8、既能簡(jiǎn)化問