下面我们以参考系的角度分析运动的电磁现象 电子q与q1相互静止,相对于参考系A匀速向上运动的电子q,相对于参考系B就变成静止。 在参考系A中,q与q1相互静止,但两者匀速运动,根据运动的电荷(或运动的电场)产生磁场,那么两电子之间应该相互吸引;而在参考系B中,q与q1相互静止,两电子相对于参考系静止,根据运动的电场产生磁场,即B=Ev,当v=0时,得B=0.所以没有产生磁场。所以q与q1之间没有磁场力,两者只受到电场力。两者应该相互排斥。而根据磁荷即vq表示磁荷的观点,vq是磁荷产生磁场,而当v=0时,vq=0,磁荷等于零,那么磁场等于零,即没有磁场。得出与运动电场产生磁场的观点一样的结论。 电场与磁场只不过是对于同一现象的不同描述吗?对于在一个参考系看来是磁场的时候,在另一个参考系看来就是电场。电场就是磁场,磁场就是电场? 从两个静止的电子入手。两个静止的电荷,如何理解?离得很远的两个电子,静电力可以认为不产生影响,运动产生的磁场不产生影响,那么两个电子是相互静止的。在另一个参考系看来,电子是运动,产生磁场,但产生的磁场不产生力的影响(可以认为由于距离非常远,受到磁场力为零),两个电子不受任何力相互静止。当两个静止的电子运动穿过磁场区的时候,两个静止的电场受到磁场力运动状态发生改变,由于电子运动状态一样,受到的磁场力一样,改变的运动状态一样,所以两个电子还是相互静止的。由于磁场只改变运动状态不改变运动的大小,所以此时两个电子产生的磁场依然不产生作用力。因为此时的速度与电子不穿过磁场区的时候,速度的大小一样。 在两个直线通电导线中,可以认为电子受到电场力,同时受到一个外力,这个外力与磁场力相互平衡。这样两个电子由于受到的合力平衡,所以两个电子处于相互静止状态。产生电流,电子运动的时候,两个电子由于受到磁场力的作用相互吸引。 在参考系A中,q与q1相互静止,但两者匀速运动,根据运动的电荷(或运动的电场)产生磁场,那么两电子之间应该相互吸引;而在参考系B中,q与q1相互静止,两电子相对于参考系静止,根据运动的电场产生磁场,即B=Ev,当v=0时,得B=0.所以没有c磁场。所以q与q1之间没有磁场力,两者只受到电场力。两者应该相互排斥。此时参考系的相互转换得出的结论与导体切割磁感线的现象中参考系的转换不同。 为什么通过不同的参考就会得出如此不同甚至矛盾的结论呢? 如果把一个运动的电子作为参考系,那么这个运动的电子会产生一个磁场。这与电子静止的时候是不同的,电子静止的时候没有磁场。就是说一个作为参考系的电子,运动与静止不但速度上是不同的,而且还涉及到有没有磁场这个问题。我想所有物体都带有电荷,那么所有的物体作参考系都涉及到这个问题。一个运动的电子会对静止的电子产生磁场力,在这个运动的电子看来,静止的电子也是运动的,只不过方向相反。那么在这个运动的电子看来,静止的电子也是产生磁场的。原来所有的参考系观察电磁现象的时候,不但涉及到速度的转换问题,还涉及到有没有磁场的问题。这与参考系有没有电荷无关,与参考系的速度有关。原来‘在参考系A中,q与q1相互静止,但两者匀速运动,两电子之间相互吸引;而在参考系B中,q与q1相互静止,两电子相对于参考系静止, q与q1之间没有磁场力,两者只受到电场力。两者应该相互排斥。'参考系A通常叫做静止系,参考系B通常叫做匀速直线运动系。这与参考系的选择有关。什么叫做静止?在静止系中匀速直线运动的物体,在匀速直线运动系看来可能是静止的,在匀速直线运动系静止的物体,在静止系看来就是运动的。 在匀速直线运动系静止的物体,例如电子,是没有磁场的;而在静止系看来它是运动的,是有磁场的。在静止系中静止的物体是没有磁场的;而在匀速直线运动系中,它是运动的,是有磁场的。可见,不同的参考系选择不同的磁场作为基点,即磁场为零,来描述磁场。例如在静止系中,电子如果向上直线运动是逆时针方向磁场,为正磁场,那么向下运动就是顺时针方向磁场,就为负磁场。静止的,磁场为零。在匀速直线运动系中,电子如果向上直线运动是逆时针方向磁场,为正磁场,那么向下运动就是顺时针方向磁场,就为负磁场。静止的,磁场为零。 在静止系中电子向上直线运动是逆时针方向磁场,在匀速直线运动系看来可能就是静止的,磁场为零;在匀速直线运动系中,向下运动产生顺时针方向磁场,在静止系看来,可能是静止的,不产生磁场。(这样就可以解释相互静止但匀速运动的电子的问题。在静止系中静止的电子在匀速直线运动系看来是有磁场的,但静止系把它们看成没有磁场的;在匀速直线运动系中静止的电子在静止系看来是有磁场的,但匀速直线运动系把它们看成没有磁场的。选择不同的参考系,就是选择不同的磁场作为标准描述磁场。以不同磁感应强度作为标准描述磁场时,同一磁场的磁感应强度不同。) 由于参考系是平等的,绝对静止系可能不存在,所以在静止系中静止的电子可能是有磁场的。这样静止的电子可能有磁场;静止的电子,是有电场的。所以,静止的电子可能受到相互间的电场力的排斥,相互间磁场力的吸引。就是说电子可能受到磁场力与电场力这两种力。此时,电场与磁场是有不同的。 通常,两个相互静止的电子表现出排斥力,可能因为电场力大于磁场力。通常速度不是很大的物体作为参考系,两个静止的电子产生的磁场远小于两者间的电场力,所以两者表现出的是排斥力;当速度达到一定时,两个力应该能够达到平衡;超过这个速度的时候,应该相互吸引。(如果实验不是这样,那么两者就可能是一种力。此时的电场与磁场也是同一现象通过不同参考系的转换。) 既然在惯性系中不同的参考系对应着不同的磁场作为基点,(可能与重力势能中选择不同的参考平面类似。磁场,磁感应强度相当于重力势能;参考系相当于参考平面。不同的磁场,不同的磁感应强度相当于不同的重力势能;不同的参考系,相当于不同的参考平面),那么所有的参考系都是平等的,那么在所有的参考系中都应如此。在非惯性系中应该如此,比如加速系。如果在加速系中静止的物体对应着在静止系中加速运动的物体,如果加速运动的电子产生变化的电磁场,那么对应的电磁现象就是:静止系中加速运动的电子产生变化的电磁场,在加速系看来就是静止的电子产生的磁场为零。这里以一定加速度产生的变化的磁场为磁场的基点,即磁场为零,磁感应强度为零。由此我们也可以推出光速不是绝对不变的。通过运动变化的磁场可以转换为恒定的磁场。 参考文献:1】《磁荷的角度分析动生电动势与感生电动势》山风文库;2】《广义相对性原理的理论推导》天涯博客;3】《光速不变假设的推导分析》360图书馆;4】《电流磁效应的原因》百度文库小马吃鱼,5】《动生电动势感生电动势与光的关系》西陆论坛 |