電磁場理論教學中可能存在的一個問題

　　變化的電場能夠在周圍的空間產(chǎn)生磁場是麥克斯韋電磁場理論的第二個要點，也是麥克斯韋對電磁場理論的最主要的貢獻。這樣，不但傳導電流（由電荷運動引起）能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場，而且變化的電場（或“位移電流”）也能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。也就是說，產(chǎn)生磁場的途徑有兩種：電流（傳導電流）或者變化的電場（或叫做“位移電流”）。甲種本的這個例子所講的運動電荷要產(chǎn)生磁潮，可以從兩個層次來
　　理解。
　　一是把運動電荷要產(chǎn)生磁潮理解為電荷運動形成電流（傳導電流），這個電流要產(chǎn)生磁場，這是中學生所能理解的層次。按照這種理解，這個電場是由傳導電流產(chǎn)生的，而不是由“位移電流”產(chǎn)生的，即不是由變化的電場產(chǎn)生的。甲種本的論斷是錯誤的。
　　二是從較高的層次來理解“運動電荷要產(chǎn)生磁潮”這句話。電荷的運動是任意的，由于既有速度ｖ，又有加速度ａ，這個電荷產(chǎn)生的電場和磁場是非常復雜的，要用電動力學的方法才能處理，中學生一般不可能理解到這一層次，而且這時在運動電荷產(chǎn)生的磁場中，既有由變化的電場產(chǎn)生的，也有由傳導電流產(chǎn)生的，到底哪一部分主要，要視電荷的運動情況及觀測點的位置而定。在電荷附近（近場區(qū)）磁場主要由傳導電流產(chǎn)生，所以不能簡單地認為“這個磁場是由變化的電場產(chǎn)生的”。
　　綜上分析，甲種本用一個運動電荷產(chǎn)生磁場為例來說明電磁場理論的第二個要點是欠妥的，其結(jié)論“這個磁場是由變化的電場產(chǎn)生的”也是不對的。
　　值得指出的是，麥克斯韋電磁場理論的第二個要點包含著深刻而新穎的思想，在相當長的一段時間內(nèi)難以為物理學家們所接受，直到25年之后，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，從而證明麥克斯韋電磁場理論的正確性，這個理論才得到人們的普遍承認。可見，“變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場”這一假說并非能用一個例子來加以形象說明的。在高中階段講麥克斯韋電磁場理論的第二個要點時，可以像必修本或乙種本那樣，簡要地給出麥克斯韋的假說，而不要企圖找什么形象的例子來說明。倒是有必要向?qū)W生強調(diào)：電流和變化的電場是產(chǎn)生磁場的兩種途徑。最近有些對物理課興趣較高的同學問：“當穩(wěn)恒電流通過直導線時，周圍空間的磁場是穩(wěn)定的，而電場卻不隨時間做均勻變化，這不是與老師講的電磁場理論的第二個要點相矛盾嗎？”這說明學生誤以為要產(chǎn)生磁場就必須有變化的電場，并不明白電流和變化的電場均可以產(chǎn)生磁場。或者說，學生學習了變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場，卻忘記了電流是產(chǎn)生磁場的基本途徑。
　　（作者單位 河北省故城縣鄭口鎮(zhèn)壇村中學）