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Maxwell's equations, Doppler effect, 物理(二)

 2 years ago
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Maxwell’s equations

Name Differential form Integral form
Gauss’s law ∇⋅D=ρ ∮SD⋅dA=∫Vρ⋅dV
Gauss’ law for magnetism ∇⋅B=0 ∮SB⋅dA=0
Faraday’s law of induction ∇×E=−∂B∂t ∮CE⋅dl−∮CB×v⋅dl=−ddt∫SB⋅dA
Ampère’s law ∇×H=J+∂D∂t ∮CH⋅dl=∫SJ⋅dA+∫S∂D∂t⋅dA
Symbol Meaning
E electric field
H magnetic field
D electric displacement field
B Magnetic field density
ρ electric charge
J current density
v velocity
∇⋅ divergence operator
∇× curl operator

除了最简单的微分和积分形式之外,Maxwell方程还有协变形式(Covariant Formulation)和几何代数形式(Geometric Algebra (GA) formulation)。

参考文档中的4π是高斯单位制的写法,在SI单位制中,该系数为1,可以省略。

如果你对于上述任何一种形式的Maxwell方程都不了解,那么你肯定大学时候没学过物理;如果你熟悉第一种表达形式,那说明你大学本科是物理系的,或者至少学过大学物理、电磁学、电动力学等;此外,如果你还知道第二种表述,那说明你大学期间看过一些更深的物理教材,或者你读研的时候是物理类或接触过物理偏向理论的方向;如果你了解第三种表述,那么多半你了解一些广义相对论;如果你熟悉第四种表述,那么很可能你深入的学过微分几何、广义相对论、规范场论以及数学上的纤维丛结构等。当然上述四种形式的Maxwell方程本质上都讲的一样的内容,只是表达形式不同,但可以互相转化。可见,随着你对现代物理学的深入研究和学习会发现Maxwell方程组的形式可以变的越来越简洁,这也正是一个好的物理理论所具有的特质:简单但普适。

https://www.zhihu.com/answer/2316605114

Maxwell方程的四种形式


https://zhuanlan.zhihu.com/p/71793554

最美的公式:你也能懂的麦克斯韦方程组(积分篇)

https://zhuanlan.zhihu.com/p/78503083

最美的公式:你也能懂的麦克斯韦方程组(微分篇)

https://zhuanlan.zhihu.com/p/81867668

见证奇迹的时刻:如何从麦克斯韦方程组推出电磁波

https://www.zhihu.com/question/511590823

如何评价王中林院士拓展麦克斯韦方程组?对物理学理论有多大价值?

Doppler effect

Christian Johann Doppler,1803~1853,奥地利物理学家,数学家和天文学家。维也纳大学物理学院的第一任院长。

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https://mp.weixin.qq.com/s/TU6FOTEfLu_pN9_3Ya085g

多普勒,那个和声音赛跑的男人

https://mp.weixin.qq.com/s/j8KvzZ6gvOsW2fVMSwI51Q

多普勒,石破能惊天的孙大圣?还是凡人唐三藏?

https://mp.weixin.qq.com/s/o0kvX1cyGLHGFuQin4HgrA

一流物理学的传承与发展:文化、学派、风格和诺奖

https://mp.weixin.qq.com/s/dn3KUkxuZhHdMh5Z11gMJw

那一年,爱因斯坦被十几个诺奖得主怼了一遍(第五届索尔维会议)

https://mp.weixin.qq.com/s/ibfOg3D_iVd6-sloQFC_Jw

爱因斯坦被打脸最惨的一次,还是搬起石头砸自己的脚……(第六届索尔维会议)

顾静薇被安排和一名哲学教授去相亲。相亲对象非常浪漫,带她去看晚霞。

顾静薇:“他带我去看晚霞,我跟他讲,这是瑞利散射。他那个表情你是没有看见哦!”

https://mp.weixin.qq.com/s/RPkEHmI2soIsHvukUgpZDg

导演朱虹璇问气象科学家:为什么黄昏能看见红色的晚霞?

顾静薇,或作顾静徽,1900~1983,女,物理学家。1920年入上海大同大学,成为胡刚复的学生。1923年考取留美公费生,入美国康奈尔大学文理学院。康奈尔大学本科(1926)+耶鲁大学硕士(1928)+密歇根大学博士(1931)。中国近代史上第一个物理学女性博士。先后执教于南开大学、大同大学、广西大学和北京钢铁学院。她和丈夫施汝为创办了中国科学院物理研究所,后者为所长。学生有吴健雄、郭永怀等。

过去玻璃窗的制作方法基本都是吹个球或者静置,但这种方法制作的玻璃基本都不平,所以那时的玻璃窗只能小块用木头框隔开。


英国皮尔金顿平板玻璃兄弟有限公司的阿拉斯塔、皮尔金顿于1952年在一次偶然的机会,看到一层油漂浮在水面上,该公司根据上述这一设想,发明了一种生产平板玻璃的革命性的方法-浮法工艺。它是因玻璃液漂浮在熔融的金属表面上获得抛光成型而得名的。


https://mp.weixin.qq.com/s/1PhFbQUUNJ4_kZB3Vc-y1w

物理学奖给黑洞,或许是因为错过了霍金

https://mp.weixin.qq.com/s/KD3IeebIsFEt0IlZTd4emA

89岁诺奖得主Roger Penrose,有一个令人咂舌的家族

https://mp.weixin.qq.com/s/JRWBEqgnLcr53D5T0C0U-Q

七位彭罗斯

https://mp.weixin.qq.com/s/tlu5kKHgIGFpkF5cnZZaUA

靠数学“拿了”两次诺贝尔奖,彭罗斯从“铺地砖”帮忙发现2011年化学奖的秘密


https://www.zhihu.com/answer/1525306973

10月15日《Nature》文章宣称首次在高压下实现室温超导,意味着什么?

https://mp.weixin.qq.com/s/IDvJP1XUVNGISSQuObgUzQ

人类首次实现室温超导,同行们为何评价不一?

https://mp.weixin.qq.com/s/0w_a92wIRsfbClaSkvoMVg

超导有什么用?铁基超导又是什么?


https://mp.weixin.qq.com/s/ClYZySe6vcgxM4l-F5v3Hg

中科院“网红井盖”24张设计图和公式首次集齐,拿走不谢!


真空中的球形鸡源自一个物理学笑话。用于讽刺盲目简化条件假设前提、过度简化(物理)模型,以至于得出的结论完全不符合现实的情况。


1676年,奥勒·罗默首次对光速进行了测定。

罗默观察木星的卫星木卫一,木卫一绕木星公转,绕到木星背后时被遮住就会出现卫星蚀。随着地球在公转轨道上移向木星,在地球上观测到木卫一蚀之间的时间间隔将逐渐变短;而当地球远离木星时,木卫一蚀的间隔则逐渐变长。

累加时间点相差高达22分钟!他意识到,这22分钟就是光在地球公转轨道上传播的时间。

https://mp.weixin.qq.com/s/d4Qf5SaVYf6V2cffTVZpfw

光速这么快,是如何被人类测出来的?


放射性元素衰变的速度是不受环境影响的,它总是和该元素当前的量成正比,运用碳—14测定文物或化石年代的方法是基于下面的理由:

  • 宇宙射线不断轰击大气层,使大气层中产生碳—14,而同时碳—14又在不断衰变,从而大气层中碳—14含量处于动态平衡中,且其含量自古至今基本上是不变的;

  • 碳—14被动植物体所吸收,所以活着的生物体由于不断的新陈代谢,体内的碳—14也处于动态平衡中,其含量在物体中所占的百分比自古至今都是一样的;

  • 动植物的尸体由于停止了从环境中摄取碳—14,从而其体内碳—14含量将由于衰变的不断减少,碳定年代法就是根据碳—14的减少量来判断物体的大致死亡时间。

https://mp.weixin.qq.com/s/LOWJGZsa73ghCkKgJUZ-5g

马王堆一号入墓年代的测定问题

https://mp.weixin.qq.com/s/O5jsCtzKKEwzjMXhWsKfDw

三星堆铜人背后的女人竟是苏妲己?


在相当长的时间里,人造钻石成本高。

每年天然钻石的开采量大约为26吨,但开采成本只有40-60美元/克拉。

人造钻石的产量早已把天然钻石甩开,高达1000吨/年,但之前人造宝石级钻石的合成的成本约为每克拉2500美元。(早于2012年)

从2016年开始,人造钻石开始大幅降价,已经低于天然钻石15-20%。

https://www.zhihu.com/answer/1742334537

人造钻石和天然钻石几乎没有差别,可以量产,为何钻石价格没有降?


大约在公元前 600 年左右,来自米利都(Miletus)的古希腊哲学家泰勒斯(Thales,没错,就是那个用大金字塔影子的长度测算了塔高的泰勒斯)记录了一种被他称为 “Lodestone” 的矿石。在希腊时代,这种矿石主要分布在麦格尼西亚(Magnesia)。这个地名,日后成为了西方语言中“磁铁”(magnet)一词的词源。

https://mp.weixin.qq.com/s/t_LW5fpxI4pnCMA3TrNBHQ

新物理的魅影?


光速不变的历史要点:

1.莫雷-迈克尔孙干涉实验表明光速不变。

2.洛伦兹认为既然速度不变,那就是距离和时间变了。

3.爱因斯坦在此基础上导出狭义相对论和原子弹理论。

4.群众表示不服,你丫的idea是洛伦兹的。

5.爱因斯坦:我要放大招,看我的广义相对论。

6.群众表示:看不懂。。。

7.爱因斯坦:这就对了。

https://mp.weixin.qq.com/s/ZkaaAJV7xuXpfogF4e7KQA

窥探渣男天才爱因斯坦的一生


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