Question

关于电磁场与电磁波的问题

在各向同性介质中，电场强度E(矢量)*电导率=传导电流密度J（矢量）,这个公式的意思是在各向同性介质中，E的方向与J的方向是相同的咯？

Answer 1

E的方向与J的方向是相同的。
稳恒电场的性质跟静电场也是类似的。沿电场强度E的方向，电势降低。
电阻为零的导线上，姑且认为超导体的电阻为0，有电流密度，但是电场强度E=0。
沿着0场强的方向，就算他有方向，而且跟电流方向相同，电势降低，降低的量是U=E×d=0。
所以不降低，零电阻的导线是等势体，所以没有电势的降低，其实也是降低了0，根那句” 沿着电场强度E的方向，电势降低“没有任何矛盾。

回到你的公式，0电阻意味着电导率无穷大，如果E不等于零，那么J无穷大。对于超导体，存在临界参数Jt，J大于Jt时，不再是超导体，所以又变成不是0电阻的了。所以超导体中的E必然是0。
一个0矢量，方向已经无所谓了吧。

追问

其实我认为在“空气中的超导体”这一个例子中，如果把空气，超导看作是一个整体，这就不应该是各向同性介质的情况了，因为这里超导，和空气是两种媒质，在分界面上还要考虑边界情况。。我感觉这个例子不能纳入到各向同性媒质这一情况中去。。那这样的话，超导中的电流密度j和电场强度E的方向就不一定相同了 。。 你认为呢

追答

没有例子说是“空气中的超导体”。
说的是超导体内部。
说的是临界参数，没有说边界。

我认为，超导体中的电场强度E为0，所以j不论超哪边都是跟E方向相同。
前面导线的例子是要说明，电场强度为0的位置是可以有电流的。

追问

在超导体内部是呈现各向同性的。。对于超导内部的每个考察点，各个方向的物理，化学性质都相同。。你说的是对的，E=0。。
那如果是在分界面上，应该就不具备各向同性的性质了吧，分界面上的考察点正好是夹在不同媒质之间。。。从一个界面到另一个界面，电导率，磁导率突变。 这也就是为什么要讨论边界情况的原因了。。我说的对不？？

追答

你说的不对，
从一个界面到另一个界面，一般是在同一个介质中的。
应该是从一种介质到另一种介质，才是跨越界面的。

在界面上当然不是各向同性的，可是各向同性这个概念本来就不是给界面用的。

总之，打算学物理的话，一些东西描述起来最好严谨一些，一些最基本的概念在描述起来最好跟大家一样，要不就没有跟大家讨论问题的基础。。

追问

那么电场强度E所构成的矢量场它是不是无旋场啊？即E的旋度恒=0？

追答

静电场是无旋场。
不知道你到底要问什么。你是要学物理还是要推翻现有物理理论呢。不论是你怎么打算，都建议你去看看相关的物理书籍。这样东一榔头西一棒槌的提问是不可能解决根本问题的。

Answer 2

确实是这样

追问

那我现在有个比较纠结的问题
沿着电场强度E的方向，电势降低，在一段没有电阻的导线上，电流沿着导线流动，根据上面的结果，E的方向就是与电流方向相同，但是在没有电阻的导线上的两点间是没有电势差的，但是根据” 沿着电场强度E的方向，电势降低“，说明他们有电势差。。
这请你解释一下呗。。谢谢了

追答

没有电阻的导线，首先这是不存在的。另外如果导线是超导的话，其中是有电流但是是没有电势差的，其中的电流不衰减。对于你说的导线，在没有电阻的时候，外加电压很小的时候，会出现电流无限大，这不可能。所以无电阻的导线是不会有外加电压的。另外沿着电场方向，电势降低，这是静电场的规律，在用于恒稳电流电路时，是适用的。因为这时的导线中的电子数密度是不变的，可以使用，但是对于交流电路不适用，或者是电路中有外加磁场时也不适用的，这时的电场不是无旋场，即一个回路的电势不是0，在恒温电流电路中回路的电势是0.但是在其它的电路中不一定是这样，要加上位移电流项，比如电磁感应电路中，回路就会有电势差，这时的电场不在是无旋的，也就是电势的变化和路径有关，沿不同路径电势变化不一样，而对于无旋场，显然不同路径电势变化是一样的。所以上面那句话有适用条件。我做个比方吧，你可以把超导中的电流看成是旋涡，而且不会衰减，回路中的电流是需要两端的压力差来驱动的，也就是电势差。这个可以通过泊肃叶公式计算流量的。这和电流是相同的。两端没有电势差，电流是不流动的。

追问

那你的意思是”由电场强度E构成的矢量场“有可能是有旋场？并且此时不再满足”沿着电场线方向，电势降低“？？是吧。。

追答

是的