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【探讨】运动电荷产生的磁场与参考系有关吗?
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物理先知
闻名一方
11
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如题,以前在百度知道见过这样的问题,但是没有人回答过。
一般情况下,都是以大地为参考系,相对大地运动的电荷就会产生磁场。
如果不选大地参考系,与之前相比,电荷的速度就会发生相应的变化,那么磁场是否也相应变化呢?
有人研究过这个吗?
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IP属地:山西
1楼
2013-01-13 13:13
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微风泽雨
默默无闻
1
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是的 请看百度百科万有引力最下面的几段
IP属地:北京
2楼
2013-01-13 13:30
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默默无闻
1
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嗯,这个问题我高中的时候也问过老师,大概的问法就是
两个静止的正(或负)电荷之间本来只有相互排斥的电场力(以大地为参考系),但如果要以运动的物体为参考系,看这两个电荷,它们之间增加了吸引的力。问题就来了:难道在不同参考系下,电荷的运动结果会不同?(相互靠近or相互远离)
后来到了大学,学到电磁学和电动力学的时候貌似才明白了一点,过了这么长时间,我只能大概描述一下是怎么回事了
我记得是因为当参考系运动的时候,会有有一个修正系数来消掉那个相互吸引的力,至于这个修正系数怎么来的我忘了,感觉还和爱因斯坦它老人家有点关系了。
IP属地:河北
3楼
2013-01-13 17:53
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仨X不等于四
锋芒毕露
3
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正好这几天在复习电动力学,后天就考试了……正好讲过这个,谈一点粗浅的认识吧,不涉及数学推导,数学推导太繁琐了。
举个最极端的例子,一个点电荷在以速度v相对地面匀速运动,那么从地面系来看,明显它的运动产生磁场。但是假如有另一个小车什么的,也以速度v相对地面运动,那么就和带电粒子保持相对静止了。从小车上面看来,它就是一个静止点电荷,压根没有磁场。
实际上想要以地面为参考系,算出这个匀速运动的点电荷产生多少磁场(我们上课的例题),有两种方法,一种是从最原始的电磁势的定义出发,在地面参考系推导(就是所谓“推迟势”的方法),可以求出磁场,但比较麻烦;另一种方法就是从上面说的那个“小车”的参考系出发,先写出最简单的电势表达式kq/r,再用相对论的洛伦兹变换方法变到地面参考系,会变出磁场来,计算比较简单而且得到的结果和第一种方法一样。
这个例子某种程度上就是狭义相对论最精髓的体现,它反映了两个问题:①狭义相对论从电磁理论出发,最终天然符合电磁理论的原理(不用附加任何条件,算出来就和电磁理论最基本的方法一样)②“电场”“磁场”本质上是同一个东西,没有一个严格的界限,从这个参考系看有E的电场B的磁场,从另一个参考系看不见得还有E的电场B的磁场。但是电场、磁场各分量排成的一个4×4大矩阵(斜边场强张量)作为一个整体必须满足不同参考系的洛伦兹变换法则。
IP属地:中国香港
4楼
2013-01-13 19:06
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成交01
小有名气
4
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有关吧,洛伦兹变换好像就是为了满足电动力学在任意的惯性系都成立才提出的
5楼
2013-01-13 19:30
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第N次冲锋
颇具盛名
7
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磁场 是由运动电荷变化而产生~
~楼主的想法,应该是随着 参考系 的变换,磁场是否会变化?
一个物体的状态 的确是受 参考系 的影响~
以大地为参考系,相对大地运动的电荷就会产生磁场~
大地 相对人 是静止状态,倘若 以大地上 的“动态物体”为参考系~
根据相对论原理:
倘若这个“动态物体”的 速度 无限接近 那个电荷的速度 ,那么在新的参考系中,磁场应该会消失,但在 原来的参考系中 仍然存在 磁场~
在不同的参考系中,会出现不同的现象~
6楼
2013-01-13 21:05
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