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第49章 能流的去向求收藏求追读求月票(第2页)

接著,他拿起笔,不是在草稿纸上列公式,而是在页边空白处,画起了各种奇怪的箭头和闭合迴路,像是在打腹稿。

这一幕被旁边正在东张西望的许嘉诚瞥见,心中立刻升起一股熟悉的荒谬感,暗自嘀咕:

“我靠,林神仙又开始画符做法了?”

时间很快过去了三分之二,大部分学生终於攻克到了那道拉开考生层次的压轴题面前。

整个考场的气氛,也隨即压抑到了顶点。

【一个半径为r的平行板电容器,正在以恆定速率充电。请论证:能量並非沿著导线进入极板,而是从极板间的侧面空间流入。並给出能流密度的方向场图与总功率。】

这是一个极易陷入积分陷阱的场论难题。

“大魔王”卫驍,再次展现了完美的学院派功底。

她严格遵循安培环路定律,先计算出极板间变化的电场激发的环形磁场b,再结合极板间的电场e,代入坡印廷矢量公式s=(1μ?)*(exb)。

最后,她写下坡印廷定理的积分形式dudt=-∮(s·da),通过严谨的论证,將流入的能量通量与电容器內部场能的增加率完美地联繫起来。

每一步都有理有据,毫无破绽,如同教科书般標准。

唯一的缺点,就是计算量巨大。

而另一边,林允寧看著这道题,终於忍不住撇了撇嘴。

“嘖,又是积分……烦不烦啊。”

虽然说物理的尽头是数学,但物理的美,恰恰在於能找到一条绕开所有繁琐计算的、直达本质的几何捷径。

林允寧嘆了口气,乾脆放下了笔,揉了揉因为熬夜有些发胀的太阳穴,眼光不自觉地被窗外梧桐的落叶吸引了过去。

正统解法他已经有了思路,之所以没写,是因为……嫌麻烦。

一旁的许嘉诚正被复杂的边缘场积分搞得焦头烂额。

一抬头,又看到林允寧那副老神在在的悠閒姿態,差点一口老血喷出来。

“林神仙……居然也有不会的时候?”

然而,下一秒,他就看到了让他毕生难忘的一幕。

林允寧突然拿起了笔,直接在试卷的空白处,画出了电容器的侧视图。

那寥寥几笔,简洁而写意,充满了奇异的美感。

那是一张“能流地图”。

电容器的侧视图旁边,只用几根平行的箭头,清晰地標出了从正极板指向负极板的电场e。

隨即,根据右手定则,他用一圈圈“点”和“叉”的符號,画出了由变化的电场在周围空间激发出的、环形的磁场b。

电场与磁场,如同两张交织的网,锁定了这片小小的空间。

接著,他伸出右手,拇指、食指、中指构成一个標准的三维坐標系,在图上轻轻一比划。

exb……

方向瞬间確定!

他拿起笔,在图上画出了一系列从侧面空间、径直指向极板內部的箭头,如同万川归海,清晰地展示了坡印廷矢量s的流向!

能量,並非沿著导线“灌”入,而是从广阔的侧面空间,“挤”进了电容器!

他甚至懒得去进行繁琐的面积分。

他只是在图旁边,慢慢写下了坡印廷定理的微分形式:

?u?t+?·s=-j·e。

然后標註:在电容器內部的真空中,电流密度j=0,所以,流入的能量通量散度,必然等於场能密度隨时间的变化率。

无需繁琐积分,p=vi的结论自然而然落地。

整个过程,他只用了不到五分钟。

做完这一切,他便將笔一扔,双手枕在脑后,靠著椅背,闭上了眼睛,仿佛已经提前交卷。

考试结束的铃声响起。

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