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物理學中場的概念是什么

　　物理學家認為動量應該存在于場之中。如此的認定讓物理學家們相信電磁場是真實的存在，使得場的概念成為整個現代物理學的范式。下面是百分網小編給大家整理的物理學中場的概念簡介，希望能幫到大家!

物理學中場的概念是什么

　　物理學中場的概念

　　場指物體在空間中的分布情況。場是用空間位置函數來表征的。在物理學中，經常要研究某種物理量在空間的分布和變化規律。如果物理量是標量，那么空間每一點都對應著該物理量的一個確定數值，則稱此空間為標量場。如電勢場、溫度場等。如果物理量是矢量，那么空間每一點都存在著它的大小和方向，則稱此空間為矢量場。如電場、速度場等。場是一種特殊物質，看不見摸不著，但它確實存在。比如引力場、磁場等等。愛因斯坦在狹義相對論中否定以太的存在，但廣義相對論的建立體現了愛因斯坦思想的明顯改變。他指出：廣義相對論“是一種場論”，“如果用常數代替那些描述廣義相對論以太的函數，同時不考慮任何決定以太的原因，那么廣義相對論以太就可以在想象中變為洛侖茲以太。”愛因斯坦甚至試圖把各種場統一起來，形成一種完美無瑕的理論。場是物質存在的一種基本形式。這種形式的主要特征在于場是彌散于全空間的。

　　在物理里，場是一個以時空為變量的物理量。場可以分為標量場、矢量場和張量場三種，依據場在時空中每一點的值是標量、矢量還是張量而定。例如，經典重力場是一個矢量場：標示重力場在時空中每一個的值需要三個量，此即為重力場在每一點的重力場矢量分量。更進一步地，在每一范疇(標量、矢量、張量)之中，場還可以分為“經典場”和“量子場”兩種，依據場的值是數字或量子算符而定。

　　場被認為是延伸至整個空間的，但實際上，每一個已知的場在夠遠的距離下，都會縮減至無法量測的程度。例如，在牛頓萬有引力定律里，重力場的強度是和距離平方成反比的，因此地球的重力場會隨著距離很快地變得不可測得(在宇宙的尺度之下)。

　　定義場是一個“空間里的數”，這不應該減損場在物理上所有的真實性。“場占有空間。場含有能量。場的存在排除了真正的真空。”真空中沒有物質，但并不是沒有場的。場形成了一個“空間的狀態”

　　當一個電荷移動時，另一個電荷并不會立刻感應到。第一個電荷會感應到一個反作用力，并獲得動量，但第二個電荷則沒有感應，直到第一個電荷移動的影響以光速傳遞到第二個電荷那里，并給予其動量之后。那在第二個電荷移動前，動量在哪里呢?依據動量守恒定律，動量必存在于某處。物理學家認為動量應該存在于場之中。如此的認定讓物理學家們相信電磁場是真實的存在，使得場的概念成為整個現代物理的范式。

　　場的物理性質

　　場的物理性質可以用一些定義在全空間的量描述〔例如電磁場的性質可以用電場強度和磁場強度或用一個三維矢量勢A(X,t)和一個標量勢(X,t)描述〕。這些場量是空間坐標和時間的函數,它們隨時間的變化描述場的運動。空間不同點的場量可以看作是互相獨立的動力學變量，因此場是具有連續無窮維自由度的系統。場論是關于場的性質、相互作用和運動規律的理論。量子場論則是在量子物理學基礎上建立和發展的場論，即把量子力學原理應用于場，把場看作無窮維自由度的力學系統實現其量子化而建立的理論。量子場論是粒子物理學的基礎理論并被廣泛地應用于統計物理、核理論和凝聚態理論等近代物理學的許多分支。

　　場是物質存在的空間。表現為物質時空環境中各種因素的相互作用。由愛因斯坦首先提出。實物和場是物質的兩種基本形態，這個觀點是由蘇聯學者提出來的，是對愛因斯坦的論斷加以改造的結果。空間之所以并非虛空，是由于有場存在。場不同于物質，但也是一種實在。愛因斯坦的論斷在表述上與馬克思主義哲學不相容，由于物質有實物和場兩種基本形態，出現了“場是物質的一種基本形態”的說法。但場不是物質，場是物質發生作用的范圍。在日常語言中“場”原是指場所、活動地、區域，這是一個空間用詞。“場”論所追求的是四種力(引力、電磁力、弱力、強力)或四種相互作用(引力作用、電磁作用、弱相互作用、強相互作用)的統一，“場”的實際內容是一定范圍內的物理作用。實物和場是不可分割地相互聯系而存在的。在當代社會科學中，大量引用”場”論的觀點探索事物與環境的關系，出現了“心理場”、“審美場”、“輿論場”等社會科學觀點。

　　場的屬性

　　場的一個重要屬性是它占有一個空間，它把物理狀態作為空間和時間的函數來描述。而且，在此空間區域中，除了有限個點或某些表面外，場函數是處處連續的。若物理狀態與時間無關，則為靜態場，反之，則為動態場或時變場。

　　物質存在的基本形態之一。例如，天地之間的相互吸引是借助于物質之間的引力場，光線和無線電的傳播要借助于電磁場。場存在于相互作用的物質之間的空間。對場的認識和場概念的確立，反映了人類對物質世界認識和利用能力的提高，是對物質觀的豐富和更新。比如對帶電體之間相互作用的認識，長期以來一直認為是一種超距作用，即一個帶電體對另一個帶電體的作用是直接給予的，不需要中間物質傳遞，也不需要時間。到19世紀初，科學家發現了帶電體周圍的空間具有特殊性，形成了電場概念，明確了一個帶電體對另一個帶電體的作用是通過電場進行的。以后的進一步研究，發現電場也是有能量、動量、質量和速度的，并逐步形成了電磁場理論。電磁場的研究和電磁波的利用把人類帶進了信息時代，而對引力場的研究則為人類遨游太空提供了理論基礎。

　　場的分類

　　向量場

　　向量場（也叫做矢量場，vector field）是由一個向量對應另一個向量的函數。

　　建立坐標系(x, y, z)。空間中每一點

　　都可以用由原點指向該點的向量表示。因此，如果空間在所有點對應一個唯一的向量(a, b, c)，那么時空中存在向量場中：

　　F: (x0,y0,z0)→(a,b,c)

　　物理中，最常用的向量場有風場、引力場、電磁場、水流場等等。

　　生活中，頭上的每個點對應一個頭發也可以看做一個向量場。

　　標量場

　　標量場（scalar field）是由一個向量對應一個標量的函數。

　　如溫度場、密度場、濃度場等。

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