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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 理论物理&天文 » 【前沿】一个磁场实验与能量守恒矛盾！请高人指教，指出问题！
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polaris345

铁虫 (初入文坛)

[交流] 【前沿】一个磁场实验与能量守恒矛盾！请高人指教，指出问题！

这个理论是对现代物理的挑战，不是不谦虚，因为询问很多电磁场方面的专家，未能提出错误，故请高人指点，欢迎反驳，谁指出问题所在，谁就是真正的高人。对保守场不了解的不要轻易下结论。

我看了有些回贴中有好些朋友相当专业，确实是专家，他们提出了很多实质性问题，我感觉我的帖子把问题没有说清楚，因此把帖子做一下修改：

实验测量和理论推理都证明半隔离磁场为非保守场。
这里说的半隔离是指用铁板将用磁铁极端的一部分挡住，另一部分不挡，这样就将磁场一部分隔离一层铁板，磁场会减弱，另一半磁场强度不变。具体状态见图2。

我们知道，对于静磁场是保守场，即在任意一个闭合回路中，场力做的总功都为零，在电动力学中很容易找见对于静磁场的一个公式∮BdL=0，如图1。
这里要说明很多人引用环路定理∮BdL=μ0I,来说明静磁场为非保守场，这是因为忽略了一个前提，这个公式前面一句话是“在恒定电流的磁场中”，这里有电流通过回路，如果电流为零，那么公式右边即为零。



下来分析半隔离场的保守性问题：（半隔离场上面已经说明了）
讨论一个被部分隔离的磁场，组成的混合场是否具有保守性。

如下图，从测量的数据看，隔离后的磁场形成的混合场，形成一个非保守场，因为从一周的各点磁场强度与距离的乘积，正功远远大于负功，从最后一个图中数据很明显的可以计算出来。也就是说，一个铁磁体沿着图中轨迹运动一周，受磁场力做的总功不为零。那么这就颠覆了能量守恒定律。

从理论上讲，一个静磁场，一半被隔离，而另一半不隔离，那么，隔离部分磁场变弱，而未被隔离部分磁场强度不变。如果用一个铁磁体，从隔离部分靠近磁场，从未隔离部分远离磁场，形成一个回路。在整个回路中，铁磁体受磁场力做功不为零。所以，两个部分形成的混合场就形成一个非保守场。



从以上实验和理论都证明磁场的半隔离场为非保守场，也就是说能量不守恒。

[ Last edited by polaris345 on 2010-3-12 at 22:38 ]
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1楼2010-02-14 22:55:42
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lzl8181

铁杆木虫 (著名写手)

单身浏览汉
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tongling921(金币+1):3x 2010-02-19 22:06
我记得静磁场是非保守场啊，有安培环路定律啊
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版权乜有，盗用不究！
2楼2010-02-19 14:55:47
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hejie10

木虫 (小有名气)
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tongling921(金币+1):3x 2010-03-12 23:52
磁场是运动电荷产生的，铁磁体在接近或远离时，其中的电荷会有一个由于宏观运动而产生的定向速度，结合楞次定律，洛伦兹力公式等，进过分析会发现存在其他形式的能量（使铁磁体定向运动要做功）和电磁能之间的转化。
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3楼2010-02-19 15:35:04
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polaris345

铁虫 (初入文坛)
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tongling921(金币+1):3x 2010-03-12 23:52
引用回帖:
Originally posted by lzl8181 at 2010-02-19 14:55:47:
我记得静磁场是非保守场啊，有安培环路定律啊

谢谢讨论，解释一下，非保守场就是说在一个闭合回路里做的总功不为零，静磁场也是一个稳定的场，那就说明能量不守恒了。
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4楼2010-02-19 22:29:19
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polaris345

铁虫 (初入文坛)
★
tongling921(金币+1):3x 2010-03-12 23:52
引用回帖:
Originally posted by hejie10 at 2010-02-19 15:35:04:
磁场是运动电荷产生的，铁磁体在接近或远离时，其中的电荷会有一个由于宏观运动而产生的定向速度，结合楞次定律，洛伦兹力公式等，进过分析会发现存在其他形式的能量（使铁磁体定向运动要做功）和电磁能之间的转化。

谢谢讨论，磁场是由电荷产生的没错，我们现在先不说内在机理，只考虑宏观运动形式，如果一个铁块被磁铁吸引，远离和接近做功形式很简单，就像地球引力势能一样，但地球引力是保守场，而这里混合场是非保守场，所以能量不守恒。

[ Last edited by polaris345 on 2010-2-19 at 23:14 ]
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5楼2010-02-19 22:36:04
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supersolid226

铁杆木虫 (正式写手)
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tongling921(金币+1):3x 2010-03-12 23:52
（我不是高人，是路人，也是外行。但是你动不动就“挑战”，似乎不是很贴切。如果更改为“困惑”或者“矛盾”，就比较好了。作为中国人，遣词用语还是有比较多的讲究的）
不是很理解你所说的“半屏蔽”，你怎么实现的？（静电屏蔽是有的，可是磁场屏蔽没有“理想情况”，或者说，是难以实现的）
如果是数值模拟的话，如何让人可信啊？
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6楼2010-02-20 10:50:51
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Block

铁杆木虫 (正式写手)
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tongling921(金币+1):3x 2010-03-12 23:52
对于磁学方面我是门外汉，呵呵，不过我想，移动它的外力也是要做功的，正如在有摩擦力的表面上把物体移动一圈是一样的道理，一圈下来摩擦力做功不为零。摩擦力是非保守力。非保守力场下的机械能不守恒，但总能量还是守恒的。

静磁场本来就是非保守场，但与能量守恒律并不矛盾。
也没有什么理论说非保守场能量不守恒吧？
你说的非保守场能量不守恒有什么依据？
如果没有依据，就算你其它的分析都对，你的结论也没有立足之处，这才是关键问题。

保守场可以定义势能，而非保守场是不能定义势能的，所以对磁场没有定义势能。
非保守力所做的功会转化为某种形式的能量。
一个铁块，未磁化和磁化后的能量是不同的。磁场本身不就是一种能量形式吗？
在不同场强地点，铁块被磁化的强度是不一样的，转一圈回到起点时，磁化状态与开始时未必一致。不带磁性的东西能被磁化，也说明发生了能量的转化和转移。

[ Last edited by Block on 2010-2-20 at 21:38 ]
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7楼2010-02-20 16:00:57
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carol-cao

金虫 (小有名气)
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tongling921(金币+1):3x 2010-03-12 23:52
你的这个隔离比较难理解

“一个静磁场，一半被隔离，而另一半不隔离，那么，隔离部分磁场变弱，而未被隔离部分磁场强度不变。”

静磁场的磁感线都是闭合的曲线，按照你的这种隔离和分析，未隔离部分磁场不变，那隔离的地方就没有磁感线了，磁场应该为零吧。

另外我也记得静磁场是非保守场，静磁场的环路积分正比于通过环路的电流。如果环路中没有电流，可以定义磁标势。
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8楼2010-02-20 19:07:31
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polaris345

铁虫 (初入文坛)
引用回帖:
Originally posted by supersolid226 at 2010-02-20 10:50:51:
（我不是高人，是路人，也是外行。但是你动不动就“挑战”，似乎不是很贴切。如果更改为“困惑”或者“矛盾”，就比较好了。作为中国人，遣词用语还是有比较多的讲究的）
不是很理解你所说的“半屏蔽”，你怎么实 ...

谢谢回帖，我这样写只是为了让大家关注，没有别的，半屏蔽是指磁场极端被部分挡住，挡住部分磁场减弱，另一部分没有减弱。实验测量证明是正确的，不是数值模拟，是测量的，屏蔽只是大部分屏蔽，不是变为零，而是减弱。

[ Last edited by polaris345 on 2010-2-20 at 22:21 ]
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9楼2010-02-20 22:19:26
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polaris345

铁虫 (初入文坛)
引用回帖:
Originally posted by Block at 2010-02-20 16:00:57:
对于磁学方面我是门外汉，呵呵，不过我想，移动它的外力也是要做功的，正如在有摩擦力的表面上把物体移动一圈是一样的道理，一圈下来摩擦力做功不为零。摩擦力是非保守力。非保守力场下的机械能不守恒，但总能量还 ...

静磁场是保守场，这是真的，可以查资料，我说的是场，对于场而言，非保守就是说在闭合回路上一周受场力做功不为零，而这时永磁体不会引起任何变化，场强也不会变。
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10楼2010-02-20 22:24:54
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