这个建其定律2是对的,我的定律1是您的误解,需要删去。董先生也有自己的定律:
这个建其定律2是对的,我的定律1是您的误解,需要删去。董先生也有自己的定律:
董先生也有自己的定律:
内部磁力作用会对双电荷系统施加力矩贡献。因此角动量不守恒。
建其定律2的补充完善与数学证明
建其定律1是董先生的误解,删去。
建其定律2的补充完善与数学证明:
设两个电荷A与B,在地面观察者看来,速度分别为V,U,这里V与U是矢量。它们的电荷分别为Q,q,这里Q,q大小可以不一样,也可同号或者异号。
按照《物理学词典,电磁学分册》,1983年,科学出版社,PP146-147,
在地面观察者看来,电荷A由于运动在B电荷附近所产生的磁场为 B=(k/C^2)Q(V×R)/r^3 , 其中R为空间矢量,方向为从A到B(如果是双电荷系统,R即沿着棍子方向),r为矢量R的绝对值大小(即模,module). 是标量,即A与B之间的空间距离。k为库仑力系数。 注意:上面(V×R)表示两个矢量的叉乘(不是普通点乘)。董先生,矢量叉乘与点乘是两回事,不要再次误解。矢量叉乘仍旧是个矢量, 每个分量各含两项之和,即(V×R)=(V2R3-V3R2, V3R1-V1R3,V1R2-V2R1)。
那么电荷B(速度矢量为U)受到电荷A的磁场的Lorentz力为
F1=qU×B=(k/C^2)QqU×(V×R)/r^3
下面要计算U×(V×R)
根据数学手册(中国矿业学院数学教研室,1990,科学出版社,第二版), U×(V×R)=V(U*R)-R(U*V), 其中星号*表示两个矢量的点乘,为标量,即(U*R)与(U*V)为标量。从上面公式看出,U×(V×R)的方向由V与R决定,也就是说: 电荷B受到的由A的磁场施加的Lorentz力方向由电荷A的速度V方向与AB之间连线方向(即棍棒方向,也即R方向)两者共同决定。
这样电荷B受到的由A的磁场施加的Lorentz力为 F1=(k/C^2)Qq(1/r^3){V(U*R)-R(U*V)}
以上可以看出,F1可以分为两部分:一部分与V的方向有关(即(k/C^2)Qq(1/r^3)V(U*R)),另一部分沿着棍子方向(即-(k/C^2)Qq(1/r^3)R(U*V))。
如果棍子方向R与速度U垂直,那么它们的点乘为0,即U*R=0,也就是说上面的与V的方向有关的Lorentz力为0, 那么剩下与棍子方向一致的Lorentz力-(k/C^2)Qq(1/r^3)R(U*V),它自然不提供力矩。(这就是建其定律2的主要内容) 但是我要对建其定律2进行完善。虽然我说双电荷内部磁力力矩不存在,但是不等于说,内部磁力的方向一定沿着棍子方向(这是董银立帮我概括的, 当时我含混地默认了,同意了董先生帮我的概括(实际上这个概括,只有对棍子方向与速度垂直时才成立)。我现在需要说明一下,完善一下,即对棍子方向不与速度垂直地情况也考虑一下)
如果棍子方向R与速度U,V不垂直,那么B受的Lorentz力中与速度方向V一致的分量即(k/C^2)Qq(1/r^3)V(U*R)不为0了,显然此时董银立先生会说,这不是要产生力矩吗?对。这的确要产生力矩。但是,我要说,慢。我还要考虑电荷A所受到的由电荷B产生的Lorentz力, 因为电荷A与B地位对称,我不再重复计算,由对称性,知A受到的Lorentz力也有这么一个类似分量,它为(k/C^2)qQ(1/r^3)U(V*R),也不为0 (只要把(k/C^2)Qq(1/r^3)V(U*R)中的Q换为q,q换为Q,U换为V,V换为U即可得到)
如果U与V方向相同(对于双电荷系统,甚至它们的大小相同),那么(k/C^2)Qq(1/r^3)V(U*R)与(k/C^2)qQ(1/r^3)U(V*R)是否相等呢? 当然相等(因为U,V方向相同,U,V位置可以交换)。 这两个力产生的力矩互相抵消掉。
以上证明了内部磁力的力矩总贡献为0,数学证明严格,可以作为建其定律2的完善与数学证明。
“内部磁力的力矩总贡献倒低存在不存在”有一个宏观例子,也就是两根平行的无穷长通电导线,电流方向相同,那么两根导线之间有吸引作用,吸引力垂直于导线,不存在转动力矩。即使导线有限长,也是如此(因为两根导线一模一样,地位对称,董先生一定要让它们转动的话,那么是沿顺时针还是逆时针呢?这就是一个逻辑佯谬了。两根导线一模一样,地位对称,具有空间转动不变性,无法区别顺时针于逆时针)
双电荷系统两个电荷地位一模一样,也具有空间转动不变性,本身不能区分顺时针与逆时针,也即顺时针逆时针地位等同,如果系统自动会转动,那么它朝哪边转?没有逻辑啊。它自己都不知道往哪边转!!
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