討論:法拉第冰桶實驗

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• 哪個實驗是第一個對靜電荷的精確的定量實驗？

  法拉第冰桶實驗條目由Yangfl（討論 | 貢獻）提名，其作者為Yangfl（討論 | 貢獻），屬於「physics」類型，提名於2015年4月22日 10:24 (UTC)。

• @Yangfl：:

1. 如何理解「冰桶實驗是第一個精確「定量」驗證電荷守恆定律的實驗」？如何從實驗事實推導出電荷守恆定律？條目邏輯混亂，沒講清楚。--Antigng（留言） 2015年4月22日 (三) 12:27 (UTC)

• • @Antigng：：定量即指實驗可以做到電荷的「恰好完全」抵消。「驗證」即說明了是先有理論後由實驗加以驗證，條目內也確實沒有說過是由此實驗推導的定理。--Yangfl（留言） 2015年4月22日 (三) 13:28 (UTC)
    • @Yangfl：:第一，作為定量實驗，為什麼連實驗 誤差都沒有分析？卡文迪什驗證庫侖定律的實驗告訴我們，在實驗範圍內，庫侖定律的指數值為2+-0.02。第二，實驗是否「驗證電荷守恆定律」我還是有所懷疑。在理論推導時我們自然地用到了電荷守恆定律，但是我們也用到了庫侖定律呀！如果兩者都不成立，可能最後還會推導出相同的結論。在這個問題上，閣下的理解是：「驗證」即說明了是先有理論後由實驗加以驗證。換言之，閣下假設電荷守恆和庫侖定律成立，得到一個結論，然後通過實驗進行驗證。這時我就要懷疑「第一個」。因為對卡文迪什-驗證庫侖定律的實驗進行理論推導，也要假設電荷守恆和庫侖定律成立，實驗結果難道沒有「驗證」電荷守恆定律嗎？第三，我的觀點是要麼不講，要講就要講清楚。閣下在作理論推導時至少忽略了下面兩個問題：

1. 為什麼平衡時，導體內部沒有電荷？
2. 為什麼小球和圓筒連通後，圓筒內表面沒有電荷？

別看這是小問題，它甚至關係到某些章節存在的必要性。（待續）--Antigng（留言） 2015年4月23日 (四) 04:50 (UTC)

• • • • @Antigng：：第一：不可能有您所要的那種「誤差分析」，看過金箔驗電器就知道，它只能比較電量，不可能測量電量，法拉第也不可能在數學上做出「誤差分析」。第二個：這個實驗沒有用到庫侖定律，只需要知道高斯定律的一個定性特例。第三個：「金屬內靜電場始終為零。」「封閉導電體內的淨電荷始終為零，如果存在到容器壁的電通徑，由於相互排斥，電荷會流到所述容器的外表面上。」「某些章節」又是哪些章節？您有想法盡可修改，不足之處也可添加，但如果您一定要以完美條目的眼光評判每一篇文章，在下也覺得力不從心。--Yangfl（留言） 2015年4月23日 (四) 08:32 (UTC)
  • 請編者解釋一下電荷守恆的問題：1，導言中電荷守恆的參考資料「Electromagnetism (physics). Encyclopaedia Britannica online」已經打不開。看起來，中文版的「冰桶實驗是第一個精確「定量」驗證電荷守恆定律的實驗」來自英文版「 The ice pail experiment was the first precise quantitative experiment on electrostatic charge.「。如果是這樣，請問英文版里的電荷守恆在哪裏？2，中文全文中「守恆」只在導言提到了一次，正文中再沒有說電荷守恆。如果這個實驗真的可以驗證電荷守恆，而且真的是第一個精確定量的實驗，應該有一個章節講講怎樣驗證的，如果不守恆又怎樣。3，如果我非要相信電荷不守恆，是否可以對這個實驗做如下解釋：小球移近容器，使得容器產生了淨電荷（不守恆），離開時這些淨電荷消失了，因為電荷不守恆、靜電感應可以產生電荷；小球與容器接觸，內壁的電荷和小球的電荷中和，但是外壁還有電荷，此電荷等於剛才感應產生的電荷加上小球的電荷（注意，這個實驗並沒有說明容器最後帶的淨電荷等於小球最初的電荷量）。--如沐西風（留言） 2015年4月23日 (四) 09:08 (UTC)
    • 1.暫時無法打開wayback machine，望見諒。電荷守恆是本人根據一些零散資料，並結合原文推測的，不然「on electrostatic charge」說不通。2和3.在3.1節能更有力地說明電荷守恆，並且說明您的假設不成立。--Yangfl（留言） 2015年4月23日 (四) 12:14 (UTC)
      • 如果3.1說的是「拓展實驗」中的「其它方式」，仍然不能說明電荷守恆。因為這個補充實驗將容器接地，容器和大地會有電荷的交換，已經不是一個封閉的電荷系統。所以，3.1不能說明我的假設不成立。另外，3.1中的拓展實驗是Faraday當年做過的麼？如果他當年沒有這麼做，那就更不能「第一次定量驗證了電荷守恆定律」。「 first precise quantitative experiment on electrostatic charge」字面意思很好理解，「第一個對靜電荷的精確的定量實驗」，與電荷守恆一點關係都沒有。另外，根據原文和資料推測出這麼重要的信息，恐有違反維基百科:非原創研究之嫌。還有，參考[1]和Google Books上The Britannica Guide to Electricity and Magnetism中的對應內容，"Faraday’s experiment involving the use of a metal ice pail and a gold-leaf electroscope was the first precise quantitative experiment on electric charge."，並未提到第一次驗證電荷守恆，說的是Faraday的實驗第一次用驗電器來定量測電荷。--如沐西風（留言） 2015年4月23日 (四) 15:23 (UTC)
• （續），比如對實驗現象直觀解釋的一個章節。閣下說，從小球發出的電場線全部終止於球殼內表面，所以球殼內表面帶的電荷量與小球所帶電量相等。乍一看這種解釋似乎繞過了數學計算。但是我如果讓庫侖定律的指數不是2，而是其他值，這個結論是不成立的。但是閣下的這種直觀解釋卻仍然說得通。這表明有一些重要的細節被忽略了。
• 此外，關於接地。「將該容器連接到一個大導電體（「大地」）以排出電荷，這個過程稱為接地」的描述是不確切的。不是「大導電體」都可以當作「大地」。
• 還有一些雜碎問題。貫穿整個條目的「一整套學生實驗儀器」是哪家公司生產的？是否有必要寫入條目？至少我們學校普物教學中心沒有如條目描述的法拉第圓筒。（完）--Antigng（留言） 2015年4月23日 (四) 10:27 (UTC)
  • 1.所以說這個實驗不涉及庫侖定律。2.電學上大地就是指零勢能面，當然可以任取（只要線度夠大）。3.哪家公司生產的？貫穿整個條目？只是說明有這個東西罷了，我可不是在打廣告。「一些雜碎問題」您完全可以修改，不用在這裏為了反對而反對。--Yangfl（留言） 2015年4月23日 (四) 12:14 (UTC)
• 下面逐一澄清我在上半部分和下半部分提出的疑問：

1. 首先，主編多次論述「所用不是庫侖定律，而是高斯定律的一個特例」。如果庫侖定律不是平方反比，根本不會有高斯定律。
2. 主編提出「金屬內靜電場始終為零」，所以「金屬內沒有電荷」，這絕不是顯然的，需要論證。因為金屬內外表面有電荷，如果金屬內部電荷激發的電場和內外表面電荷的電場抵消，使得金屬內部電場處處為0呢？事實上，如果平方反比改為三次反比，平衡導體內部是有電荷的。
3. 「這個實驗不涉及庫侖定律」，怎麼可能？我已經說過，平方反比不成立，絕不可能有這樣的現象。
4. 「電學上大地就是指零勢能面」，並非如此。實際上，地球表面的電場強度高達100伏/米，相對無窮遠處也並非零勢能。建議主編閱讀《電磁學與電動力學》上冊2.2節（靜電場中的導體）。

此外我並沒有反對這個dyk，我很反對在條目評選投亂七八糟的反對票。我也沒有按照所謂完美標準審閱條目。相反，我覺得「部分段落點列，參注混雜，語言標籤時有時無」之類的反對理由是一文不值的trash。我只是想與主編交流一些關於條目的看法而已，像我去年在主編討論頁上作的那樣，還記得麼？--Antigng（留言） 2015年4月23日 (四) 13:37 (UTC)

• • (＋)支持--Joeinwiki（留言） 2015年4月23日 (四) 15:39 (UTC)
  • (！)意見：User:Antigng已經指出了許多錯誤之處，望主編改進。「大地」絕非零勢能面，但在應用上「可視為」零勢能面（接地）。高斯定律是二次反比的庫倫定律導出的，這是基本物理常識。「教學設備供應公司可以提供包含所有學生實驗所需設備的套件」一句容易被讀者理解成有家公司叫做「教學設備供應公司」，希望主編能略加修飾。另外請注意我也沒有反對這個DYK，不能說提出改進意見的人就是為反對而反對。- 和平、奮鬥、救地球！_{(留言)歡迎參與滅絕專題} 於 2015年4月24日 (五) 07:39 (UTC)

感謝支持。您的建議我會加以考慮，不過最近事情太多，估計已經很難再關注於此了。順便回答上面幾位的疑問。「 first precise quantitative experiment on electrostatic charge」如果只是按字面理解，顯然與事實相悖（卡文迪什做庫侖定律遠早於此）。如果有更確切的理解，也希望能幫助修改問題。至於電場線的問題，若鋪開來講則遠遠超過本條目說明的內容了。而高斯定律和庫侖定律，在電磁場理論中只有前者，若一定要說兩者等價也可以。本人措辭可能有點過激，這一點向各位道歉。但我所反對的，是只拋評價（「雜碎」）而無建議的行為，這樣對解決問題無益。--Yangfl（留言） 2015年4月24日 (五) 16:12 (UTC)

根據意見改了問題，但這樣的話真的是「與電荷守恆一點關係都沒有」了，上面的問題也就因此而一併消失。本人仍然希望還能得到建設性建議，不止停留於表象，而是一針見血。當然，要想達到這層境界，背後所費的時間和精力是可想而知的。在此也向各位表達最真摯的感謝。--Yangfl（留言） 2015年4月25日 (六) 01:09 (UTC)

• • (＋)支持，主編辛苦了:) --碸中嘌呤的白磷_{萃取 打譜} 2015年4月26日 (日) 01:06 (UTC)
  • (＋)支持--Iflwlou [ M {  2015年4月26日 (日) 03:51 (UTC)
  • (＋)支持：支持科學條目--Liaon98 _我是廢物 2015年4月28日 (二) 09:39 (UTC)

外部連結已修改

各位維基人：

我剛剛修改了法拉第冰桶實驗中的1個外部連結，請大家仔細檢查我的編輯。如果您有疑問，或者需要讓機械人忽略某個連結甚至整個頁面，請訪問這個簡單的FAQ獲取更多信息。我進行了以下修改：

• 向 http://physics.unr.edu/152labs/Electrostatics.pdf 中加入存檔連結 https://web.archive.org/web/20100605031004/http://www.physics.unr.edu/152labs/Electrostatics.pdf

有關機械人修正錯誤的詳情請參閱FAQ。

祝編安。—InternetArchiveBot (報告軟件缺陷) 2017年7月9日 (日) 11:17 (UTC)