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为什么说磁力是电场力的相对论效应

半岛离梦67    2010-01-06    旋转磁力仪    浏览 445 次

我初三。所以不要用太深的术语。但是也不要太浅显。如果能把磁场电场关系讲得透彻就好了。酌情加分~请不要抄百科上的,已经看过了。很不要脸地多要求一个:能不能把电和磁的概念一条一... 我初三。所以不要用太深的术语。但是也不要太浅显。
如果能把磁场电场关系讲得透彻就好了。
酌情加分~
请不要抄百科上的,已经看过了。
很不要脸地多要求一个:能不能把电和磁的概念一条一条地理一下啊?Z好加一点自己的理解。
望对这些理解地很透彻的人进。
到时候加五十分。

精彩问答
候文奥 发布日期:2010-01-07
简单的说,你知道一个静止的净电荷,周围会产生静电场。

可是所谓的静止,只不过是你相对于该净电荷没有运动,所以才发现只产生了静电场。

因为在另外一个相对该净电荷运动的观察者看来,由于该净电荷分明在运动,就好象看到一根载流线里的一个电荷在移动。你知道的,载流线周围可是有磁场的啊,那么,净电荷的运动,肯定也会产生磁场。

所以,在不同的坐标系下,不同的观察者观察同一个电荷,看到了不同的物理量。一个只看到静电场,另外一个,还观察到了磁场!所以老爱说,磁场只不过是电场的相对论效应。因为在一个坐标系下看到的电场,用一个坐标变换就得到了磁场。

下面的问题是讨论细节(不写公式了),如果你认真地看,肯定能看懂,否则,你可以跳过。

简单讨论一下上面这个运动净电荷和载流线的类比的一点小问题,你可能会这样问,,如果两个正的净电荷相对静止,且它们相对于观察者A静止,而相对于观察者B运动,那么,相对于A来说,它们不是刚好相互排斥,而相对于B来说,按照两条同向载流线相互吸引的观点,它们不是刚好相互吸引吗?那怎么可能同样两个净电荷,换了一个参考系看,一个吸引,一个排斥,这样自相矛盾呢?所以肯定有问题。

这个问题,就要回到上面的类比来看了,因为运动的净电荷虽然可以类比载流线从而认为它们周围都产生了磁场,但要知道,载流线一般认为总的净电荷是0的,比如金属载流线,运动的是是负电荷-电子,而正电荷-原子核是不动的,二者累加一般可以认为是刚好相互抵消的。

而单个净电荷或者2个相同的净电荷,它们之和不是相互抵消而是相互加强的。换句话说,由于运动,它们产生磁场;但更由于它们本身的电荷总量,它们产生了电场。磁场使得2个电荷之间相互排斥,而电场使得2个电荷之间相互吸引!!!那么,到底是排斥厉害,还是吸引厉害呢?

毫无疑问,肯定是排斥啊,因为如果观察着A看到的是排斥,没有理由观察着B看到的反而成了吸引啊!!!

那么,由此也就可以认为,电场的排斥力在这里比磁场的吸引力要强很多很多。而这个,就是狭义相对论关于麦克斯韦方程的相对论变换要讨论的一个特例。

更详细的,可以找一本电磁学+狭义相对论的书看看。
全部评论
tomihei 发布日期:2010-01-18
你的题目不正确。因为磁场和电场是不可分割的。有磁场必有电场,有电场必有磁场。如果明白了这个道理你也就懂得了你自己提出的问题
现实丶太冷 发布日期:2010-01-15
电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。电场这种物质与通常的实物不同,它不是由分子原子所组成,但它是客观存在的。电场具有通常物质所具有的力和能量等客观属性。电场的力的性质表现为:电场对放入其中的电荷有作用力,这种力称为电场力。电场的能的性质表现为:当电荷在电场中移动时,电场力对电荷作功(这说明电场具有能量)。
静止电荷在其周围空间产生的电场,称为静电场;随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场称为有旋电场[1](也称感应电场或涡旋电场)。静电场是有源无旋场,电荷是场源;有旋电场是无源有旋场。普遍意义的电场则是静电场和有旋电场两者之和。
电场是一个矢量场,其方向为正电荷的受力方向。电场的力的性质用电场强度来描述。

对放入其中的小磁针有磁力的作用的物质叫做磁场。磁场是一种看不见,而又摸不着的特殊物质。磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。
电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。由于磁体的磁性来源于电流,电流是电荷的运动,因而概括地说,磁场是由运动电荷或变化电场产生的。
磁场的基本特征是能对其中的运动电荷施加作用力,磁场对电流、对磁体的作用力或力距皆源于此。而现代理论则说明,磁力是电场力的相对论效应。
与电场相仿,磁场是在一定空间区域内连续分布的矢量场,描述磁场的基本物理量是磁感应强度矢量B ,也可以用磁感线形象地图示。然而,作为一个矢量场,磁场的性质与电场颇为不同。运动电荷或变化电场产生的磁场,或两者之和的总磁场,都是无源有旋的矢量场,磁力线是闭合的曲线族,不中断,不交叉。换言之,在磁场中不存在发出磁力线的源头,也不存在会聚磁力线的尾闾,磁力线闭合表明沿磁力线的环路积分不为零,即磁场是有旋场而不是势场(保守场),不存在类似于电势那样的标量函数。

电磁场(electromagnetic field)是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称。随时间变化的电场产生磁场,随时间变化的磁场产生电场,两者互为因果,形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起,也可由强弱变化的电流引起,不论原因如何,电磁场总是以光速向四周传播,形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒递物,具有能量和动量,是物质存在的一种形式。电磁场的性质、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程组确定

关于这个问题要从磁场力和电场力的来源来说起。电场力来源于电荷产生的电场,磁场力来源与此电流产生的磁场。电流是电荷的运动产生的,或者更直接的说电流就是运动的电荷。静止的电荷是不会产生磁场的,只会产生静电场。如果以运动电荷本身为参照系的话,电荷就是静止的,只产生静电场,不产生磁场;如果以地面为参照系的话,电荷就是运动的,同时产生电场和磁场。也就是说我们可理解为运动电荷产生的电场和磁场其实是静止电荷的静电场运动产生的。那么以狭义相对论的观点来看,运动电荷的电场和磁场可以简单地通过将静止电荷的静止电场进行相对论变换而得到,也就是说磁场可以看做是电场的相对论效应了。
huxile2004128 发布日期:2010-01-13
麦克斯韦的预言.
变化的磁场产生电场
变化的电场产生磁场

电和磁是被麦克斯韦结合起来的.
他用一个方程组把电和磁联系起来.
杨春abcd 发布日期:2010-01-11
我们把某种特定的范围称其为场!打球的范围是球场,打仗的范围是战场!
由电动势推动的空间电荷聚集范围称电场!(空气也是物质,是物质就有电子电荷!)

由磁极在空间内形成的磁力环路范围称磁场!磁场是由重新有序排列的质子形成的!

两种场都是不可见但存在并有场能的物理量!

这两种场永远是互为感生依存的!磁生电,电生磁,有电场必有磁场!有磁场必有电场!
shufentaini2 发布日期:2010-01-16
经典电磁学理论中,电磁场产生根本的是电场是由电荷产生的,磁场是由运动电荷(电流)产生。可以推论出变化电场产生磁场,变化的磁场产生电场。
电荷周围布满了电场,可以想成向外发射一根根的电场线。电场与电荷间的关系满足高斯定律:▽·E=ρ/ε,ρ是总电荷,ε是介质的介电常数,▽·E是电通量,是把所有电荷发出来的电场线拿一个球包起来并且把电荷也包在里面,然后算露在外面的数目,就能表示电荷大小了。而磁场也可以想成磁场线,但这些磁场线是一圈圈的闭合的或者无限延伸,它遵守高斯磁定律:▽·B=0是磁通量,意思也是拿一个球把这些线完全包起来,但是露在外面的磁场线数目是0,也就是没有像电场一样有一个发出磁场的源。

对于电磁感应有另外两个方程。电生磁就是运动电荷产生磁场,遵守法拉第定律:▽XE=-əB/ət,左边是电场的旋度,意思是把你的右手4个指头握成一个圈,大拇指伸直,你的4个手指逆时针转时让你的大拇指表示往前进,像钻头一样,表示这时候旋的程度加大了,也就是磁场随着时间增加或者减小的程度,转的快了表示增加。顺时针转时让你的大拇指往相反方向,表示磁场反向。磁生电是变化的磁场能够驱动电荷移动从而形成电流或者把让一个分子中的两个不同电荷分离程度增大,遵守的是安培定律:▽XB=μJ+με(əE/ət),由于磁场是闭合的可以拿一个圈来说,比如这个磁场增加了,说明这个圈的旋转程度增加了,跟上面一样的方法你的4个手指握住这个圈,你大拇指的方向指的就是电流的方向。前面的4个定律统称为麦克斯韦方程组,均是4个原定律的等效形式。除了电磁感应之外,还涉及到一个运动电荷在磁场中的受力叫洛伦兹力,这个遵循洛伦兹定律:f=qvB,这个判断方法是让一条磁感线正面穿过你左手,然后你4个指头指向电流方向,大拇指垂直张开,指的方向就是力的方向,你也可以看成是运动电荷产生了磁场,然后磁场对他的磁场有一个作用。

下面说一下关于相对论效应。因为在相对论中,没有静止的坐标系,所以没有静止的电场,这样即使在你看来是静止的,在别人看来也可能是运动的,只需要换一个坐标系,而运动的电场产生磁场,而且一切根源在于电荷,所以说磁场是电场的相对论效应。

如果说的准确一点,是运动的电场由于相对论效应发生了一个变化而变得跟原来的电场不同,这个不同就是磁场效应。狭义相对论有这么一个观点(译):电动力不是独立于坐标系的运动状态而存在的。根据狭义相对论,运动的电荷在电磁场中受到的电场力是一个跟其运动速度有关的修正值(对经典电动力学的修正),修正值把经典电动力学中磁场力的表达包含进去了,而这个统一的修正形式是相对论效应下的电场力。考虑运动电荷速度远小于光速时,这个相对论效应下的电场力与经典电场力相比的差别就是:F*v/c,其中F就是磁场力。也就是说,磁场力可以看成电场力相对论效应的一个附属品。
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