物理中电磁感应产生电和磁的原理,与化学中原电池产生电和磁的原理有何区别?

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物理中电磁感应产生电和磁的原理,与化学中原电池产生电和磁的原理有何区别?

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  • 科学联盟
    科学联盟
    这个人很懒,什么都没有留下~
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    题主你好,我先说两件事情,第一件事情,题主的问题在我看来没有价值!物理中的电磁感应定律不能用到化学电池去,化学电池里面的电和磁不能用电磁感应来解释,而是要用物理学里面的电磁理论。电磁感应定律作为电磁理论的一条定律,本身不能解释化学电池的电磁现象,但是电磁理论却具能解释!换句话说,题主应该问“电磁感应里面的电和磁和化学电池里面的电和磁能不能统一起来”,这个问题更有意义。第二件事情,题主的问题有一个歧义:物理和化学是两个学科,但是不意味着这世界有两套电磁理论!题主的问题仿佛在暗示我们:存在两个电磁理论,一个是物理里的,一个是化学的,它们有差别,那么请回答它们的区别是什么。如果题主是这样理解的,那么题主的问题就不是有无价值的问题,而是根本就是错误的!!

    事实上,化学电池里面的电磁效应是微观电磁效应,这需要用电磁理论的微观理论,即量子电动力学,当然还没必要用这种高大上的理论,只需要用量子电动力学的低能近似理论即可。首先,化学电池需要考虑原子外层电子的量子跃迁,让化学电池发电,需要让电子从一个原子外层跃迁出来成为自由电子,然后在被另一个原子束缚。其次,化学键本身就是电子之间的相互作用,这种相互作用本身就是电磁力,要注意,我说的是电磁力而不是单纯的静电力,因为电子本身有电荷和磁矩——电子磁矩来自于电子的轨道角动量和自旋角动量,这方面需要学习量子力学才能理解——所以我们既得考虑静电力又得考虑磁力。量子电动力学的低能近似方程里面的确含有两项,一项表示静电场的电标势,另一项表示静磁场的磁矢势。【矢势和标势的定义参考电动力学相关书籍。】由此可见,化学里面的电磁效应其实是要考虑量子效应的,而物理学的电磁感应定律,是不考虑量子效应的。但是这不是说两者就有区别,恰恰相反,物理学的电磁感应定律不能作为一个独立定律存在,它必定要统一到电磁理论——如果电磁感应定律能成独立定律,那么会有一些难以解释的问题会出现,这就是爱因斯坦当年建立狭义相对论时候考虑的问题,我不多作解释——最终演化为量子电动力学,这才是自洽的物理定律给出的结果。换句话说,电磁感应定律仅仅是物理学电磁理论的入门理论,而化学电池却需要用到更高级的电磁理论!二者实质上没有区别!

    2018-07-19 22:17:56 0条评论