运动的电荷孕育发生磁,那么为什么运动的电荷孕育发生磁呢?

我们知道磁力场是一种观察到的效应,它不象电场那样子不依赖于物体是否运动,始终是存在的。磁力场只有观察者与被观察的带电粒子有相对运动时才会有(假设带电粒子是不扭转的),与带点粒子一起运动的观察者,以及带电粒子自己是见不到磁力场的。那么这是为什么呢?

固然,如果带点粒子自身在扭转,它自己也能够观察到磁力场,这涉及到扭转的需要别人解答的题目,我将在别的一个需要别人解答的题目里讨论扭转。在这里回答者可以不讨论扭转的需要别人解答的题目。

据说强相互作用也有与其对应的“磁”效应,也就是说,当观察者与带色荷的粒子有相对运动时,也会有一种新的力效应孕育发生,或者说一种新的场孕育发生。

那么,引力为什么没有与其对应的“磁”效应呢?当我们看见一个与我们相对运动的有质量物理时,它与我们还是只有引力,没有附加一个什么力。

电场与磁力场都是电荷孕育发生的,其大小和方向都与距离电荷的远近有关,也都与电荷的大小有关,所不同的是,磁力场还与电荷的运动速度有关。别的,电磁与磁力场能够互相孕育发生对方。从三维空间的观点看,二者的最大区别就是是否与速度有关。但从四维时空的观点看就不同了。去学习一下美妙的狭义相对论吧,它会告诉你电磁力场是不可分割的一个东西的不同体现而已,没有本质区别,就像一个立方体,你从一个侧面正看过去是一个正方形,转一个角度就变成了两个长方形,再转一个角度还多是三个菱形。这三种不同的二维图形是表观上的区别,而本质上那只是一个正方体——就一个东西,根本谈不上区别!

简单地说,电力与磁力的统一大致是如许的:在洛仑兹变换下,一个惯性系的静电场,在另一个惯性系看来则是大小与方向都有所改变的静电场加上一个磁力场——原本没有的磁力场在变换中出现了!静磁力场也同样可以变换出电场来。统一的四维电磁力场二阶反对称张量共16个斤两,但独立斤两只有6个,它们就是电场和磁力场各自的3个斤两。这个张量的“大小”在洛仑兹变换中连结稳定,变化的是它的“方向”(因此它的各个斤两会改变)。

磁常被理解为是由电衍生而来的,这在一定意义上是对的,但要注重衍生是相互的,不是单向的。最好还是站在四维时空的观点上把二者就看成一种东西,固然,对于习惯了三维事物的人来说,这很难,需要较好的想象力和较高的算术水平,而对物理的深入理解自然更是不可或缺。

孕育发生磁力场的可以是运动的电荷,也能够是变化的电场,还可以是静止的磁单极子。尽管迄今仍未发现磁单极子,但并没有理论能够完全否认其存在的可能性,相反不少理论的框架内都包含有磁单极子。一种理论认为:大爆炸之初,在各时空区域的眼界边缘能够孕育发生磁单极子,但由于暴涨期的快速膨胀使得眼界很罕见,于是磁单极子也就很稀少。

磁力场实际上是时空特性的必然结果,也就是说,只要爱因斯坦的狭义相对论所描述的“尺缩钟慢”效应的时空是真实的(非常多的究竟已证明那确实是真的),那么在电力存在的同时就必须伴随着存在磁力。

(未完待续)(下面继续)

好比,0时刻在xy坐标的(0,0)和(0,1)两处飞过两个相同质量m和相同电量q的粒子,它俩的速度都是v,方向都沿着x轴的正方向。设相对论因子为r,r=(1-vv/cc)^(-1/2)。以下带撇的量都是在与两粒子相对静止的动系中测得的量,不带撇的量是相对地面静止的静系中测得的量。动系中,原点处的那个粒子在电力作用下孕育发生的沿y轴方向的速度u'=dy'/dt',加速度a'=du'/dt'=d(dy'/dt')/dt'。静系中看,“尺缩”只发生在x轴方向,y轴方向没有,所以,dy=dy';而“钟慢”则与方向无关,所以,dt=rdt';所以,u=dy/dt=dy'/rdt'=u'/r,a=……=a'/rr。总之,从纯粹的相对论时空的运动学的观点看,静系中测得的粒子的加速度a只有动系中的a'的1/rr。若取v=0.943c,则r=3,a=a'/9。

再从动力学的观点看同样的需要别人解答的题目,假如只有电力F而没有磁力f,那么一定会得出与上段运动学的结果相矛盾的结论。首先得知道动系中的F'与静系中的F是什么关系,这可以从物体的“尺缩效应”的类比中得出定性的结果。动系中的圆球在静系中看是一个在x方向上压扁了的椭球,近似的,动系中各向同性的电力线分布在静系中看来则是在x方向上变得稀疏、在垂直于x方向的最简单的面方向上变得密集——静系中将看到两电荷在连线方向上的电场变强,定量分析给出:F=rF'。质量会随速度而增大——m=rm',所以,a=F/m=(rF')/(rm')=F'/m'=a'。这与上段中a=a'/rr显然矛盾!而有了磁力f后,那两个粒子间的磁力是相互吸引的,正好可以削弱电力以保证a=a'/rr。定量分析的结果是:(F-f)=(F'-f')/r,a=(F-f)/m=[(F'-f')/r]/(rm')=(F'-f')/rrm'=a'/rr。这与运动学的结论就一致了。

综上所述,完全可谓是相对论的时空观要求磁力必须伴随着电力而存在,反过来,也可谓,宏观低速的世界中遍及存在的磁力正是相对论时空观正确性的一个有力的证明!凡是以为,宏观低速的世界里相对论的效应都小得可以忽略,但为什么磁力又那么遍及呢?最根本的一个原因就是电力实际上是极其巨大的,磁力作为电力的一个相对论的效应,尽管相对比值仍是十分微小,但绝对值却不算小,以至于我们在一样平常生活里都可以感触感染得到。

若q=1C,距离R=1m,则两粒子间的电力F=9*10^9N——90亿牛顿!若v=10m/s(刘翔般的速度),则两粒子间的磁力f=10^-5N——十万分之一牛顿!若v=1km/s(子弹般的速度),则两粒子间的磁力f=0.1N……巨大的电力之所以我们都没有体验,首要就是因为电荷有正负两种,一般物体总是很接近于电中性的状态。

作为一种时空效应,任何其他力也都有近似的“磁力”,但就像磁力往往比电力衰得多一样,本来就很微弱的万有引力(它比电力要弱大约10^40倍!)所对应的“磁力”就更是微乎其微了。不过在极端条件下,好比高速扭转的坍缩星附近,你就能感触感染到近似“磁力”的那种与一般的万有引力不同的力!不论坍缩星转动与否,只要质量相同,距离相同,一般所说的万有引力就也会相同,并且力的方向总是通过坍缩星的中心。可是广义相对论指出,在扭转的坍缩星附近,除了有上面所说的的向心的普通引力以外,还另有一种力是垂直于上面所说的向心引力的,常称之为“扭转坍缩星附近的时空被拖曳着一道扭转”,这个力就近似于“磁力”——它不是把你往坍缩星的中心拉,而是要拉着你与坍缩星一起扭转,尽管你与坍缩星之间并没有像你与地球外貌存在着的那种摩擦力(这种摩擦力使原本与地面有相对运动的物体最终要相对地面静止)。前两年美国发射升空的那个要验证广义相对论的卫星测量的就是地球的引力的“磁力”部分。

场这种东西说它是物质却找不到实体,应该算是近似于人的意识之类的存在吧。相信宇宙中还有很多场没有被法现。

磁力是一种看不到的物质,一般的俗人称他为磁力!

你可以把磁力场想成一个原有的电源。他有他的能量!

然后,你把你的机器(运动的电荷)放进去,他自己要用到这种力,所以他会转变这种电源的能量。

所以运动的磁力场能孕育发生磁!!

我们老师就是恁地说的。希望能够帮的了你!

有人问牛顿,你发现了万有引力,那引力到底是什么东西?牛顿说他也不知道,他只是把这个征象表示了出来。

我们知道怎么用不就好了吗?干吗那么叫真啊!

磁力场、电场、引力场……这些都是唯象的概念,不看出来就是实质,恐怕你自己觉得理解了电场,实际上也说不出那是什么东西的。

好像真空零点能和虚物质这些东西更接近本质一些,推荐你看看

你的需要别人解答的题目我们这些学物理学的大学生也无法回答,有只是学生,就是那些所谓的传授也未必能给你个满意的答复.我只能说楼主十分善于独立思考需要别人解答的题目,如果你能把这个需要别人解答的题目想清楚了,那么你就体验了当年爱因斯坦思索出质能方程E=mc2 那种很High的心情.祝你能早日找到答案.

电场和磁力场结合起来才能满足狭义相对论,因此电场和磁力场本质上是同一种东西,在不同的参照物里有不同的体现形式。

引力要用广义相对论描述,很遗憾我还不懂广义相对论,只能猜测一下;也有近似效应但比起引力本身弱得多,所以凡是观测中(例如太阳系中的行星运动)看不到。

磁力是因为这种物质体内的质子与电子不服衡了,其中某一种更多,所以带电。质子多带正电,反之。地球上有一种看不见但却是有的物质叫做电场。电流之所以能有磁效应,是因为电流所在的电场与磁体所在的磁力场有相互作用力。所以孕育发生磁力。

电场和磁力场结合起来才能满足狭义相对论,因此电场和磁力场本质上是同一种东西,在不同的参照物里有不同的体现形式。

引力要用广义相对论描述,很遗憾我还不懂广义相对论,只能猜测一下;也有近似效应但比起引力本身弱得多,所以凡是观测中(例如太阳系中的行星运动)看不到。

回答者:佚名 9-24 21:14

回答者: 宇筠锋 - 江湖少侠 六级 9-25 09:32

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顶这两位,磁是电的相对论效应,或者用宇筠锋的话说“最好还是站在四维时空的观点上把二者就看成一种东西”

把我以前回答过的不同参照系下电磁力场的变换关系(http://zhidao.baidu.com/question/66588405.html)粘贴过来,从算术式子上能有个比较直观的熟悉:

E、B为电场强度、磁感应强度

带'的为变换后的场强

E、B后面的xyz表示E、B三个方向的斤两

γ=(1-(v/c)^2)^(-1/2)

Ex'=Ex

Ey'=γ(Ey-v*Bz)

Ez'=γ(Ez+v*By)

Bx'=Bx

By’=γ(By+v*Ez/c^2)

Bz’=γ(Bz-v*Ey/c^2)

波动的电荷孕育发生电磁力场,电场和磁力场是耦合在一起的,电场和磁力场是不分的。它们两个性质很近似。

电场和磁力场耦合为电磁波一起振动着流传的。它们振动方向都垂直于流传方向(电磁波是横波),而且电场和磁力场的振动方向也是互相垂着的。电场和磁力场有着对称性,如在真空作(E,B) -> (-B,E)变换可以使得Maxwell方程组形式稳定。可谓,在真空中流传的电磁波里面电场和磁力场完全对称的,没有什么区别。

(别的提一点,如果楼主懂得电动力学的相对论形式,会发现那里用一个四斤两的势函数A表示电场和磁力场,而不像大家所熟知的那样子,用分开的电势和磁矢势分别表达电场和磁力场。4个Maxwell方程可以写成洛伦兹稳定的两个四矢量方程,每个方程里电场和磁力场都是搅在一起的)。

引力的情况其实很相似。近似电磁波,波动的引力源也能够孕育发生引力波。广义相对论确实预言了引力波。

引力波的流传和电磁波近似,不过垂直流传方向的两个方向都是引力场在振动。引力波可以导致周期性波动的引力,在波动的引力场中粒子也会跟着振动。

可以像计算电磁辐射一样计算引力波辐射,好比它的波函数、辐射功率。计算的方法也很相似。对应于电场的偶极、四极等辐射,引力波也能够近似地展开得到偶极、四极等各级辐射。

总之,引力波和电磁波是很相似的。一个是振动的电磁力场,一个是振动的引力场。不同的是引力和引力场的波动都太弱了,孕育发生的引力波几乎是不可能探量观测到的。

别的,就像恒定的电荷只能孕育发生电场而不会辐射电磁波一样,恒定的引力源只会孕育发生引力场而不会孕育发生引力辐射。

目前实验领域里确实有一些人在作引力波探量观测的工作,可是尚无什么观测结果,而理论界早就把引力波的存在看成既定究竟了。