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電磁 標題:Maxwill電磁波理論-能量在自由空間進行轉換的證據
1:jakechan(研究所)張貼:2010-01-23 12:56:33:

根據ESTC守恆02-Maxwill波動方程式自由空間能量轉換所推論,

物理學是否有實驗可以證實
  一、時變磁場將能量傳遞到特定空間/空間介面,然後進行能量型態轉換產生電磁波。
  二、時變磁場的能量在磁極/空間介面,已經進行能量型態轉換產生電磁波。
  三、其他。


2:黃福坤(研究所)張貼:2010-01-23 19:19:26: [回應上一篇]
以上關於[[電磁波]]的敘述 和我對於電磁波的理解 似乎有不少差異
也可能是敘述太短 無法理解你的敘述的意義
建議你更詳細描述你對於電磁波的理解. 

若想以實驗觀測 利用微波 會很方便偵測 因為波長數公分 很容易偵測其電場的效應
物理系的電磁學教室 通常會有類似的實驗裝置



3:jakechan (研究所)張貼:2010-01-29 17:27:16: [回應上一篇]

一、電磁學對於電磁波的產生,主要涉及 Ampère 及 Faraday 兩個定律,

作為能量源頭的時變場產生交互感應場,在空間形成波動向外傳播移動。

裝置:自由空間有一根小天線,有電流在上面振盪

( 一 ). 天線內電流變化,導致附近空間的磁場改變 (Ampère 定律 )

( 二 ). 磁場的改變,引起電場的改變 (Faraday 定律 )

( 三 ). 電場變化就成了位移電流,又造成磁場改變。

( 四 ). 電磁場中的波動產生以後,逐漸傳播出去。

二、 在電磁學中的能量,可分為三大類

( 一 ). 動 能:基本粒子運動所含能量 ( 束縛能 ) ,依附在粒子而存在。

( 二 ). 場位能:靜電場、靜磁場 ( 束縛能 ) ,依附在靜態場存在的能量。

( 三 ). 電磁波能:感應電場、感應電場 ( 自由能 ) ,在自由空間以光速行進。

靜場能量乃是根據電場 E 或磁場 H 的強度計算。

A. 靜電能密度 D_E = ε0* E*E /2 ,靜電能 Eu_E= D_E *V(空間體積)

B. 靜磁能密度 D_H = μ0* H*H /2 ,靜磁能 Eu_H= D_H *V

有一個假設及一個問題

假設:

這類能量只能存在靜態場的範圍內存在,

除非場強度改變否則不會外洩。

問題:

如果靜態場空間任一點位置,將能量視為個體加以標記,

則能量有固定位置 ? 還是動態的跑來跑去 ?


4:黃福坤(研究所)張貼:2010-01-29 17:55:51: [回應上一篇]
1.沒看懂以上假設的意義 與目的,該假設是為何解決怎樣的問題?
2. 粒子是可單獨存在的個體,但是能量是系統的屬性
系統的能量可以因為有空間分布 其分布可隨時間變化
不清楚"跑來跑去"的意義 以及這樣表示有何用處?


5:jakechan(研究所)張貼:2010-02-02 13:11:17: [回應第3篇]

靜態場能與電磁波能轉換機制的探究

天線內流電變動產生時變場,產生感應電磁場最後形成電磁波。依據能量守恆,從時間序與空間,探討電磁場能轉換成電磁波能,能量的存在、轉換、傳遞等機制及性質,並提出合適的模型。

一根長直導線通過交流電流 I ,中央留一小段讓電磁波向外發射,其餘部分包覆吸收電磁波的材料,以簡化問題的探討。取導線與空間邊界 P0 作原點,其餘點 P1 、 P2….Pf ,各點與原點距離 R1 、 R2….Rf 。 Pf 點以內,為導線通過最大電流 Imax 產生磁場 H ,所能影響到的最遠位置,超出 Pf 點以外的安培磁場 H 忽略不計。

以下有兩組模式,各空間點 ** 是否同時 ** 產生時變場,並以能量守恆探討整個電磁波的產生過程。

模式 A :各空間點不同時產生時變場

當導線電流 I 改變時,導致空間安培磁場產生強度 H 改變,稱為安培磁效應事件,縮寫 I/H-Event 。函數: I(t,Imode)/H(s,t) ,括號內參數如下:

A1 : t 為時間

A2 : Imode 電流模式:增加 (+) 、不變 (Constant) 、減少 (-) 、零 (0) 。

A2 : S 為 XYZJ 四維空間

(A) XYZ 為慣性三維空間座標,簡化為垂直電流 I 的 X 軸空間。

(B) J 為重疊於 XYZ 之第五維空間,其功能為儲藏並束縛電磁場能量。

一、磁場感應波前

t = 0 : (Initial)

I = (t0,Constant) 不為 0 ,各點磁場 H00(t0,X0) , H10(t0,X1) … Hf0(t0,Xf) ,

t = 1 :

I = I1(t1,+) ,各點磁場改變為 H01(t1,X0) , H11(t0,X1) … Hf1(t0,Xf) ,

從邏輯來看導線內電流 I0 改變成 I1 ,產生 ** 磁場感應波前 ** ,由導線邊界出發,其效應從近至遠,依時間順序通過 P0 、 P0…Pf ,逐次感應改變各點 i 的磁場 Hi0 值成 Hi1 ,且產生感應電場 E0i ,組成電磁波 hv 向外傳播,邊界點 Pf 以外因為磁場強度極小可以忽略。


二、能量守恆

        位置點    P0   ,   P0   ,   Pf

t = 0 磁場能 En_00, En_10, En_f0

t = 1 磁場能 En_01, En_11, En_f1

任意點 P i 的相關能量項 ( 電流 I 為增加模式 )

( 一 ). 磁場能: Δ En_iu = En_i1 - En_i0 (Ehv_i1> Ehv_i0)

( 二 ). 電磁波能: Ehv_i0

導線對 P0 至 Pf 單一點輸出能量, ΔEn_i = En_i1 - En_i0 + Ehv_i0

導線對此次磁場感應波前事件 (I1-I0) ,總共輸出能量 En(I1-I0)

En(I1-I0) = ∫En_i = ∫( En_i1 - En_i0 + Ehv_i) [range(P0-Pf)]

問題

1. 磁場感應波前這種模型是否合理 ?

2. 整個推導過程之能量守恆是否有疏漏或錯誤之處 ?

3. Ehv_i 如何計算 ?



[ 這篇文章被編輯過: jakechan 在 2010-02-02 13:12:48 ]
6:jakechan (研究所)張貼:2010-04-20 22:53:36: [回應第2篇]
Quote:
在 2010-01-23 19:19:26, 黃福坤 寫了: 以上關於[[電磁波]]的敘述 和我對於電磁波的理解 似乎有不少差異 也可能是敘述太短 無法理解你的敘述的意義建議你更詳細描述你對於電磁波的理解.

在電磁學教科書裡,敘述電磁波的產生過程如下

( 一 ). 天線內電流變化,導致附近空間的磁場改變 (Ampère 定律 )

( 二 ). 磁場的改變,引起電場的改變 (Faraday 定律 )

( 三 ). 電場變化就成了位移電流,又造成磁場改變。

( 四 ). 電磁場中的波動產生以後,逐漸傳播出去。

以下將請教各過程的物理意義

( 一 ). 天線內電流變化,導致附近空間的磁場改變 (Ampère 定律 )

定義此過程為

( 一 ). 時變電流 - 安培磁場事件

設導線與空間邊界 P0 為原點,向外 P1 、 P2….Pf ,各點與原點距離 R1 、 R2….Rf 。

時間 t = t0 ,天線電流 I0(t0) ,各 Pi 點對應磁場 Hi(t0)

時間 t = t1 ,天線電流 I1(t1) ,各 Pi 點對應磁場 Hi(t1)

Q1 :從 P1 、 P2…到 Pf, 各 Pi 點的磁場強度 Hi(t1) ,是否同時改變 ? 還是逐次改變 ?

Q2 :電磁學理論,是否有更詳細的解釋或說明 ? 內容為何 ?



[ 這篇文章被編輯過: jakechan 在 2010-04-20 22:57:25 ]
7:黃福坤(研究所)張貼:2010-04-20 23:44:54: [回應上一篇]
你會有以上疑問 似乎你對於波的意義 還不夠清楚
既然是電磁波 表示是電場 與磁場的波動
而波就是...

歡迎參考

的意義(波產生的原因)
:

磁波的行進



荷加速產生電磁波
:



8:jakechan(研究所)張貼:2010-04-25 18:12:40: [回應上一篇]
Quote:
在 2010-04-20 23:44:54, 黃福坤 寫了: 你會有以上疑問 似乎你對於波的意義 還不夠清楚既然是電磁波 表示是電場 與磁場的波動而波就是... 歡迎參考 波的意義(波產生的原因): 電磁波的行進電荷加速產生電磁波:

設導線原電流 I(t) = 0 , 外圍空間點磁場強度 Hi(t) = 0

以 t0-t1, t1- ti 時間序,探討空間點 Pi 的磁場強度,是否同時改變

令 ( 一 ). 時變電流 - 安培磁場事件,簡稱 I/H- event

當 t < t0 電流 I(t) 為零或不變動,空間點 Pi 磁場強度 Hi(t) 相對為零或固定

A 階段:時間 t0 至 t1

    電流開始變動 I(t) = I0 sin(ωt) ,各點 P0…Pi 向外,磁場 H0(t)…Hi(t) 逐次改變強度,

    各 Pi 點的 I/H- event 為非同時事件

B 階段:時間 t1 至 ti

    電流連續變動 I(t) = I0 sin(ωt) ,整個區域各點 Pi 的磁場 Hi(t) 都受擾動而變化

    各 Pi 點的 I/H- event 為同時事件

C 階段:時間 ti 至 tf

    電流從 I(t) = I0 sin(ωt) ,改變為 I(t) = Const 或減少至 I(t) = 0

    各點 P0…Pi 由內向外,磁場 H0(t)…Hi(t) 逐次停止改變強度。

    各 Pi 點的 I/H- event 為非同時事件

  以上各階段推論是否有錯 ?



[ 這篇文章被編輯過: jakechan 在 2010-04-25 18:13:55 ]
9:黃福坤(研究所)張貼:2010-04-26 00:00:50: [回應上一篇]
 或許以上動畫還是太抽象
這樣好了

找一個平靜的水池 然後在水面中間週期性的點水面 觀看 水波的往外傳播
然後對比一下 動畫 好好思考 波的意義!
感覺似乎你只是以數學式 在思考 而沒有一個 對應的物理景像(模式)!


10:jakechan (研究所)張貼:2010-04-28 11:04:24: [回應上一篇]
Quote:
在 2010-04-26 00:00:50, 黃福坤 寫了:  或許以上動畫還是太抽象
這樣好了
找一個平靜的水池 然後在水面中間週期性的點水面 觀看 水波的往外傳播
然後對比一下 動畫 好好思考 波的意義!
感覺似乎你只是以數學式 在思考 而沒有一個 對應的物理景像(模式)!

先說實驗

微波爐磁控管的構造及作用

http://www.zhenfengdz.com/Article/Other/25537.html

磁控管內電子,在共振腔內加速並旋轉產生微波。

這個裝置與電磁實驗室的微波裝置,在構造上應是相同。

產生電磁波的機制是 ** 場與電子的交互作用 **

根據電磁學,在天線以外安培磁場內或超出磁場以外範圍,

放入導體可以產生感應電壓或接收到電磁波,

但都是屬於 ** 場與電子的交互作用 **

如果是 ** 單獨的空間場時變電 ( 磁 ) 場 ** ,

根據 Ampère 或 Faraday 定律所說,產生電磁場能量型態與能量轉換

但是根據 ESTC 的理論,對於一些過程中的推論不知是否正確 ?

************************************


ESTC 理論歷史

其產生是個人受物理及資訊教育,長時期醞釀出於靈感所寫下的

在 ESTC 守恆 01- 動量轉換不同時守恆,探討兩個電子直線碰撞,

原意取圓柱座標用 Excel 計算周圍各子空間,不同時間的疊加電場強度,

然後觀察並分析不同截切面空間點,電場強度與靜電場能量的分布模式,

找出能量在不同電子間轉移的過程,在某種程度有助於了解整個過程

但是考慮到相對運動的效應,無法判定能量轉移的方向性,

最後以能量子 Entron 假設,簡單敘述帶過。

ESTC 守恆 02-Maxwill 波動方程式自由空間能量轉換

原來是探討天線發射電磁波過程

電磁學的理論及實驗都說明並驗證,各 Pi 點都產生感應電 ( 磁 ) 場

但是當時無法區分各空間點 Pi ,是否同時產生 I/H- event

並且必須同時考慮靜電 ( 磁 ) 場能,以及守能量守衡定律,

當時認為過於複雜,另寫 ESTC 守恆 02 一文,其差異如下

一、 天線發射電磁波

能量來源單一方向,並與產生的電磁波時間、空間及方向互相重疊

二、雙磁極 發射電磁波

能量同時來自兩個磁極,與產生的電磁波時間、空間及方向不重疊

根據疊加磁場的方向,能量行進方向必須轉彎,延伸另一個問題

時變安培磁場攜帶的能量根據什麼機制,在哪一個時空點,

進行空間 / 空間,而不是粒子 / 空間的電磁定律轉換,產生電磁波 ?

ESTC 守恆 03- 平行電板之電位能

ESTC 守恆 05- 固定電場 - 電荷能量轉換實驗

固定靜電場的方法, 靈感來自處理 ESTC 守恆 01 的電場疊加,

排除平行電板充放電荷與電能的機制,再以能量守衡討論 FFC 引擎的運作

連續發表的想法缺乏互動受到限制,懇請教授不吝提供寶貴意見並指證缺失。


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