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请沈建其教授指教
[楼主] 作者:王普霖  发表时间:2013/11/26 22:52
点击:656次

普通高等教育"十一五"国家级规划教材、张三慧编著的《大学物理学-基于相对论的电磁学》17.2节-"磁场是哪里来的"讲磁场是由运动电荷引起的,并且引入相对论,引入两个坐标系S和S',经过一大堆变换,我这里省略掉了,只给出结果:

Fx=q*Ex+q(Ey*vy+Ez*vz)v0/c^2
Fy=q*Ey-q*v0*vz*Ey/c^2
Fx=q*Ez-q*v0*vx*Ex/c^2
以上三式合并为(17.11)

出来一个结果,就是

F=Fe+Fm=qE+qv×B
B=v0/c^2×E......(17.12)
其中Fe为电力,Fm为磁力
最后给出解释:"磁场是电场的相对论效应。由式(17。11)中等式右侧第二项小到第一项的(v^2/c^2)倍,所以我们还可以进一步说:磁场是运动电荷的电场的相对论变化引起的一种‘二级效应'。"

而我根据电流安培的定义:相距1米的无限长通电平行导线,单位长受力为2×10^-7牛顿时电流为1安培。
计算出30万公里长的导线受力为59.9584916牛顿,这里的电流在磁场中受力丝毫显示不出电荷在导线中具有什么相对速度。同向时相对速度为零,反向时相对速度为载流子速度的二倍,也不管导线中电流密度,统统是一样的受力大小。这充分说明了磁场和电荷的相对运动速度是无关的。我又根据均匀带静电荷平行导线公式,按照30万公里长度分布1库仑电量来计算静电力,计算出两线受力也是59.9584916牛顿。这是偶然吗?不是!磁场力实际就是静电力。静止电荷的静电力和运动电荷的静电力完全相同。

我的结论就是:磁场不是电场的相对论效应,磁场也不是运动电荷的电场的相对论变化引起的一种"二级效应",磁场力更不是不比电场力小得多,而是相同。F=Fe+Fm=qE+qv×B中的后面部分qv×B是不存在的,因为这个公式中丝毫没有v的影子。

请沈先生依据相对论的速度给予明确解释。

 

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[楼主]  [2楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/11/26 23:58 

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[楼主]  [3楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/11/27 09:30 

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 [4楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/11/27 10:40 

王先生:
这个磁场问题问得非常好。在我的课堂上,我说的是:磁电统一是科学历史上第二次综合(第一次综合是牛顿的“天上-人间”物理规律的综合与统一,即苹果落地与行星绕日运动所受的力规律其实一样)。磁与电是同一物理事物的两个方面,在一个参考系中表现为电现象,在另一个参考系中可以表现为磁现象。电与磁是相对的,在运动参考系中看来,静止参考系中的一个电场E可以感应出一个磁场VXE/c^2 (X表示叉乘);同样,在运动参考系中看来,静止参考系中的一个磁场B可以感应出一个电场VXB。

我再举例说明:在静止参考系中有一个磁体,产生一个磁场B,一个带电粒子速度为V,于是在静止参考系中看来,该粒子受到的磁力为QVxB。但在带电粒子自己看来,自己的速度为零,没有受到磁力,但是带电粒子看到自己在远离磁体,也即它看到一个运动的磁场,可以感应出一个电场VXB,所以,带电粒子自己看来,自己受到一个电场力。所以,磁与电是同一物理事物的两个方面,在一个参考系中表现为电现象,在另一个参考系中可以表现为磁现象。

我以上的做法,把电磁看作地位平等,没有谁比谁特殊。

但是,毕竟有电荷存在,没有磁荷存在,我们总是以电场为主角、磁场为配角,有人要把“磁看作是电的衍生物”,也是可以的,但最好把电磁看作地位平等。

 [5楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/11/27 10:57 

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[楼主]  [6楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/11/27 12:10 

我第一答复迟迟出不来。电流反向时,电荷相对速度为载流子速度的二倍,电流同向时,电荷在导线中速度一致、方向一致。我始终站在电荷参照系看,以自己的速度为零,看对方电荷的运动速度,也是二倍载流子速度和零速度。按照沈教授的观点,是不是电流反向时按磁场看,电流同向时按电场看呢。那要适应公式中哪项呢?比如F=Fe+Fm=qE+qv×B,是不是电流反向时使用qv×B,电流同向时使用qE呢?
 [7楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/11/27 12:27 

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 [8楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/11/27 12:34 

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 [9楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/11/27 12:34 

对【2楼】说:

【【【沈回复:你这里的结论我也得到过,一些书上也讲过。不过,虽然你这里的计算没有错,但是可能有一点疏漏(算错了对 象)。在静止导线参考系看来,导线原本是不带电的(金属导线都是中性的。电子参与导电,原子核(正离子)等不参与导电,但是它们中和了电子的电荷,所以导线为电中性),那么你在导线参考系中的计算“又根据均匀带静电荷平行导线公式,按照30万公里长度分布1库仑电量来计算静电力,计算出两线受力也是59.9584916牛顿”实际上是无源之水。

但是,你如果在运动的电子参考系中来计算,你的上面计算结果就对了。我在18年前在一本书上看到:在平行导线系统中,在一根导线中的运动电子参考系看来(电子自己看自己),自己的速度为零,自己没有受到磁力。但是电子却看到对方导线中感应出了电荷,自己受到了一个电力,也就是你所说的现象“根据均匀带静电荷平行导线公式,按照30万公里长度分布1库仑电量来计算静电力,计算出两线受力也是59.9584916牛顿”。总之,磁与电是同一物理事物的两个方面,在一个参考系中表现为电现象,在另一个参考系中可以表现为磁现象。

 [10楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2013/11/27 13:19 

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 [11楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/11/27 13:23 

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 [12楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/11/27 13:23 

对【10楼】说:
这个是麦克斯韦理论的结果,任何书上有。
 [13楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/11/27 13:24 

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 [14楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/11/27 13:24 

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 [15楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2013/11/27 13:30 

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[楼主]  [16楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/11/27 13:43 

在我的理论中,不用这样看来看去。我知道电子在金属中和正离子中和,整体不显电性,因此在不通电的导线间既无电力也无磁力。我的理论中,电子不是单一负电荷,而是正亚电子和负亚电子所复合而成。电子带有二倍的电子电量的负电量,带有一倍电子电量的正电量。其静电量为一个负的电子电量。电子可以看作是一个负质子。我在《磁场的本质》、《原子的本质》、《电子及光的本质》等贴中都有描述。金属在电场作用下,电子被极化出正、负极化端,一个电量不对称的偶极子—异偶极子。原来被中和的那部分电量表现了出来,并形成规则排列的偶极子行进队伍。此导线中的偶极子和彼导线中的偶极子作用,产生磁场力,实质上是电荷之间的力,是偶极子之间的力。
比如两个中性粒子(正电荷和负电荷等量重合)水平排列,它们是不显电性的,因而没有力的作用。但是分别对两个粒子施加一个电场,则这些粒子被极化,显现出正负极性。于是两个粒子之间也有了力的作用。这个力也是磁场力,磁场力是静电力的一种。不同的是,宏观的静电力是单一的源电荷对单一的源电荷之间的库仑力,磁场力是复合的源电荷和复合的源电荷之间的力,这是细微之处。最重要的区别就是磁场力宏观不显电性。那么在导线中流动的是偶极子,它们分布是均匀的,因此作用力可以看作是均匀带电线之间的静电力,计算出来只是一种数值上的等效关系。通电导线和均匀带电线比较,它们力的作用方式是有区别的。
 [17楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/11/27 13:46 

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 [18楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/11/27 13:46 

有两个回复早已回,但是审核一直没有通过:

 [19楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/11/27 13:48 

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[楼主]  [20楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/11/27 13:51 

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[楼主]  [21楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/11/27 13:58 

带电线之间的力是电荷对电荷直接的力,通电导线之间的力也是电荷对电荷直接的力,中间并非通过一个磁场的转换。
我在我的《我已证明ε0μ0cc=1》一贴中答复思林先生的提问中,附上了两张图,就是通电导线受电场力极化后的受力分析。

 

 [22楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/11/27 13:59 

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[楼主]  [23楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/11/27 14:33 

当两根通有同方向电流的导线彼此平行放置时,各自导线中的电偶极子前进速度一致,并且相互与对方的电偶极子首尾相吸形成吸引。当两根通有反方向电流的导线彼此平行放置时,各自导线中的电偶极子前进速度相反,并且相互与对方的电偶极子首尾相斥,形成排斥。
图中所示电偶极子,极距非常小,比间距要小得多,图中画法为夸张画法。电极之间受力情况也是简化了的,以看懂为准。实际每个极对所有极都有作用,那样画出来就非常乱了。
因为这些电偶极子均匀分布于导线,故而可用均匀带电体来等效,便于使用现有公式进行计算。

前人对磁场力和静电力从来没有象我这样做过对比计算,对它们的认识不仅仅是大小上认识不清,而是对磁场的根源认识不清。
前人说不清楚为什么相同方向的电流会吸引。两导线中的电子流速一样,相对静止。怎么会出现相对论效应?因此把磁场说成电场的二级效应和运动电荷的相对论效应都是错误的。
平行匀速运动的带电体,它们之间的力只有静电力,和它们的运动速度没有关系。教科书中很多例题都是臆想出来的,没有任何事实根据。

两根平行匀速运动的不带电体,尽管上面有无数电子跟随着运动,它们之间也不会产生磁场力,但是如果同方向加速它们,在力致极化作用下,它们各自产生了电偶极子,于是就产生了磁场,就有了吸引力。

用一根绝缘材料做成的米尺,在0刻度、10刻度、20刻度……990刻度处,每个10的整数倍刻度处放置一个正点电荷,在1刻度、11刻度、21刻度……991刻度处放置一个负点电荷。这就构成了一条磁尺,即产生了磁场的尺子。两把这样的尺子,平行相对放置,它们之间就会产生磁力,相斥或相吸取决于尺的电偶极子方向。
如果你把尺子上的正点电荷和负点电荷都放在0刻度、10刻度……上,则正、负点电荷完全重合,两尺间就再没有磁力了。

我静态地描述了磁场,大家到此已经理解了静磁场,无限长这样的尺相互平行运动起来,就如同导线中的异偶极子,它们单位长度之间的受力只和电量有关,和相互之间速度无关。
因此磁场和电荷运动速度之间的关系式是错误的。这是电磁学最大的错误之一。
[楼主]  [24楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/11/27 15:14 

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[楼主]  [25楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/11/27 15:33 

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 [26楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/11/27 16:39 

对【3楼】说:

F=Fe+Fm=qE+qv×B
B=v0/c^2×E......
17.12
其中Fe为电力,Fm为磁力
最后给出解释:"磁场是电场的相对论效应。由式(1711)中等式右侧第二项小到第一项的(v^2/c^2)倍,所以我们还可以进一步说:磁场是运动电荷的电场的相对论变化引起的一种二级效应'"

【【【沈回复:以上论述没有错。但这不是唯一的结论。

在以上做法中,是先假设电荷与电场的存在,然后来得到“在运动参考系中看来,静止参考系中的一个电场E可以感应出一个磁场VXE/c^2 (X表示叉乘)”,所以“磁场是运动电荷的电场的相对论变化引起的一种二级效应'。”

但是实际上,如果我们先假设磁场的存在,我们也可以得到“在运动参考系中看来,静止参考系中的一个磁场B可以感应出一个电场VXB”,所以也会有电场是运动磁荷的磁场的相对论变化引起的一种二级效应'。所以,谁是谁的二级效应,取决于谁的荷优先存在。】】

 [27楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2013/11/27 16:46 

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 [28楼]  作者:541218  发表时间: 2013/11/27 18:13 

对【27楼】说:

电场与磁场是等价的,对称的,平等的   如果有一天发现了“磁单极子”(磁子),电与磁 就完全对称化;就像生物中的 雌性体与 雄性体  那样 对称;其实“电子”就是“电单极子”。

王普林 等 低智商者是无法理解这些的,与他讨论如同对牛弹琴 浪费时间

[楼主]  [29楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/11/27 18:55 

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[楼主]  [30楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/11/27 19:24 

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