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相对论的电磁场拓展(理论)和疑惑
[楼主] 作者:王天信2000  发表时间:2002/08/09 12:34
点击:273次

熟悉广义相对论的人一定了解广义相对论是如何在惯性系和引力非惯性系中建立等效关系的,这里不多说。我们现在看看能否在电磁场非惯性系和惯性系之间找到一个等效关系。 首先,单个电荷周围的电磁场的分布和引力场雷同,同样是曲线型的,因而相对论的引力拓展方式同样适合电磁场。因而我们可以在电磁场中建立狭义相对论的相对论效应面:电磁场的等势面上具有相对论效应。然后我们就可以通过黎曼几何,建立一个描述电磁场的度规张量,从而在电磁场领域建立广义相对论形式。其中的计算我现在没能力完成。 但是,我们现在需要从这个拓展中来面对相对论带来的几个问题: 1,电磁力的库仑定律和引力的牛顿定律的形式一致,因而可以预见:电磁力的相对论形式和引力的相对论形式雷同。众所周知,在一些范围中,牛顿形式和相对论形式描述的引力的作用是不一样的,那么也就是说,在一定范围(依然在相对论范围内,不然讨论没意义),如果相对论的等效原理真的是正确的,那么必定会出现一些在经典物理中失效的情况(比如在一些小领域的“类水星近日点进动”效应),但是在非量子理论范围,库仑定律是正确的,这个我们如何解释?或者是认为相对论等效原理不完备? 2,一切能量形式都可以以相对论所给予的方式产生引力场,电磁场是一种能量,那么也就是说,电子的引力场不单单是电子质量和引力场能量产生的,也是电磁场产生的。同时,电子在弦理论以外是点粒子,那么必定存在一个范围,在这个范围中电子质量和其两个场的能量合成的引力会产生黑洞。但是这个也和现实违背,我们如何处理? 3,五维卡鲁扎理论——相对论的拓展——中包含了一个电磁维度,但是其维度为1,而引力维度为3,我们能否从这个上面认为引力是空间的性质,而电磁力是一个附加维度的性质?如果是这样,那么我们倒可以合理解释为什么引力和其它三个力不能统一——附加维度和时空是不能统一的。 好了,我的话说完了,大家是玩相对论的,虽然是反对它,但是如果不弄懂它就来说反对未免太…………了,所以先来看看这些相对论问题。
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 [2楼]  作者:wbx.21  发表时间: 2002/08/09 14:13 

后生可畏
看来我们俩的物理知识水平与我们的岁数不相当。可畏,可敬。 请教一个问题:洛仑兹力f=Bqv里的速度是相对谁的?
 [3楼]  作者:abada  发表时间: 2002/08/09 15:26 

等效原理不适用于电磁场
在局部匀引力场中,可以等同惯性系,是由于引力质量与惯性质量成正比,彼此刚好看不到加速效应。但在电磁场中,质子的电量与其质量并不成正比,不同质量、相同电量的电荷在匀电场中的加速度不同,不能构成惯性系组。
[楼主]  [4楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/09 15:29 

回复:后生不可畏
在LORENTZ FORCE中的v是带电粒子相对磁场的速度。
[楼主]  [5楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/09 15:33 

回复:可以等效
不用这么死板。 广义相对论中对于广义等效原理的推导中没有限定质量的问题。广义等效原理的限制仅仅是力场必须是曲线型的。假如我们有一个匀强引力场,那么相对论必定失效。 至于对于在我们现在这个电磁场中引入相对论方法,不是不可以,但是我们必须在“电荷”这个参量上做一些修正。这个修正不是问题,可以用“电荷/质量”来代替(当然了,相应的力的计算公式也要改,但是整体上不是什么大问题)。 进一步看广义等效的推导,我们可以知道,其实就是利用向心力来实现的。因而物体受到的电磁力和物体在这个等势面上做某个速度的圆周运动时需要的向心力等价,从而可以导出曲面型立场和旋转非惯性系等价。由于旋转非惯性系的径向速度为0,切向速度存在,因而在任意一个时间微元内都可以看成匀速运动的惯性系,因而旋转非惯性系和惯性系等效。也就是说,任何一个曲面型力场都和惯性系等效(这是需要一些变换)。
 [6楼]  作者:wbx.21  发表时间: 2002/08/09 16:27 

电磁场是真空属性,能作速度的参照物吗?如果可以那么
“如果有人认为两束光的相对速度仍然是光速就无法倾听了,这是为演绎法的前提公设所否定的。相对论违背了最基本的数学法则,两束光的相对速度仍然是光速是为数学对数的定义所不能允许的。如果我们要迎合这样的速度,就必须对数学的基础概念进行重新定义,或者是对物理的速度概念进行重新定义,但爱因斯坦却并没有去做这种工作。”我也会感到困惑。
[楼主]  [7楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/09 17:30 

不能这么看电磁场
决定一个点在电磁场中位置的因素有其电场强度、磁场强度和等势面曲率。 在非匀强电磁场中,这个自然没问题,关键在匀强电、磁场中。 需要说明的是,电磁场总有一个源(在涡流电磁场中,必定存在一个涡流中心,这个的作用和其它电磁场源的作用一样),那么一切相对这个源静止的参照系相对整个电磁场静止。我们再回到匀强电磁场的问题中。即使是理想的匀强电磁场,依然存在一个源:电板和磁极板。那么相对这个板静止的物体相对整个电磁场静止。 此外,运动的物体和静止的相同物体在同一个电磁场中的同一个位置感受到的电磁场强度是不一样的(相对论效应),因而我们可以根据两个不同速度带电物体感受到的电磁场的强度来决定电磁场的速度,也就可以决定相对电磁场的速度(即电磁场是否静止)。 至于你在正文中说的那个问题,也不是问题。速度的定义在任何参照系中都是一样的,只是由于LORENTZ变换,在不同的参照系中观测到的数据不一样,因而就出现了差异。只要熟悉LORENTZ变换的推导和意义,那么这个问题也就不是什么问题了。
 [8楼]  作者:★倾听★  发表时间: 2002/08/10 01:30 

您又说错了,爱因斯坦并没有证明等效原理适用于电磁场。
  这方面的反例太多,争议也很大,请查证后再下结论。您可知爱因斯坦为何要发展统一场论,其中的一个原因就是:他无法证明等效原理适用于电磁场,使得广义相对论不包括电磁场,还不能成其为一个普适的理论。爱因斯坦希望把广义相对论再发展至一个新的高峰,使得它不仅包括引力场,也包括电磁场。爱因斯坦本人都这样认为,只可惜,许多持相者却认为爱因斯坦已经证明了等效原理适用于电磁场。
 [9楼]  作者:★倾听★  发表时间: 2002/08/10 01:45 

您倒说说速度在相对论中是如何定义的?数学表达形式又是什么?真的看不出毛病吗?老生不可畏。
 [10楼]  作者:xlbf22  发表时间: 2002/08/10 10:50 

阿尔伯特说过:我想知道上帝是怎样创造这个世界的,我对诸种现象不感兴趣,我想知道上帝的思想其它均属细节。
 [11楼]  作者:逆子  发表时间: 2002/08/10 23:19 

你没有理解什么是速度,再谈下去也就没有意义了。
速度的定义在任何参照系中都是一样的? 你这句话作如何解释?速度是绝对的吗?是否应重新给你讲一下中学课,讲讲速度是如何定义的?

※※※※※※
逆子
[楼主]  [12楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/11 15:53 

是你错了
我没有说过爱因斯坦说过等效原理适合电磁场。我在这里发这个帖子就是想知道如果等效原理适合电磁场会这么样,以及,如果不适合电磁场的话,为什么。 你两个问题都没有给予答复,请思考。
[楼主]  [13楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/11 15:56 

逆子太逆
速度的定义:物体在单位时间通过的路程。其中,单位时间趋向0。 这个定义对任何参照系都适合,如果你认为不是,请给予反例,如果没有反例,请给予理论依据,如果没有理论依据,请在文章最后说明你是一个真正的逆子。
[楼主]  [14楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/11 15:58 

老生长叹啊
相对论中的速度公式就是从速度的一般定义中得到的。如果熟悉LORENTZ变换的话,看一看参照系的速度变换的公式就可以知道了。相对论速度变换中也就是用空间的全微分和时间的全微分的商得到的。

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