蘋果 與 Apple, 2.2

Electric Field and Electric Potential, 2.2 | 物理語言 2.2

這段改編自 2010 年 6 月 9 日的對話。

空間上,每一點有一個數字,就為之有一個「field」。例如,這兒的空間有溫度。這一點是 26 度、那一點是 27 度、另一點是 26.5 度 等等。你發覺在這兒空間上的每一點,都可以標籤一個數字,用來代表溫度。所以我們說,這裡有一個 temperature field(溫度場)。 

溫度是 scalar(純量)還是 vector(向量)?

溫度是 scalar。溫度只是用數字來代表,沒有所謂方向。所以,我們亦可以說,這裡有一個 temperature scalar field。

如果我們放一粒 electric charge(電荷)在這兒,為什麼我們會說,它的周圍會形成一個 electric field(電場)呢?

假設原本的 electric charge 叫做「甲」。如果我們放另一粒 electric charge(電荷乙)在甲附近的任何一點,乙都會感受到一個 force(力)。(至於是吸力或斥力,則要視乎甲乙是同性還是異性。)在這一點,乙會感受到 26N 的力;在那一點,則感受到 27N;另一點是 26.5N 等等。你發覺在甲附近空間上的每一點,都可以標籤一個數字,用來代表力的強度。所以我們說,這裡有一個 force field(力場)。 

由於這個 force field 是由 electric charge 引起的,所以這個 field 又稱為 electric force field(電力場)。另外,要表示 force(力),單單用數字是不足夠的,因為力除了有大小外,還有方向。所以,「force field」的意思,不單是指空間上的每一點有一個數字,而且指每一點有一支箭。箭的長度,代表乙所感受到的力的大小;箭的方向,代表力的方向。換句話說,力是 vector(向量)。所以我們說,電荷甲的周圍,有一個 electric force vector field(電力向量場),簡稱 electric field(電場)。

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— Me@2012.09.04

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