为什么不同的理论角度会得出不同的结论?其他朋友已经给出了相当专业的解释 。我补充一个通俗的解释,用一个例子来说明,磁场和电场本质上是一样的,都是电磁力的场效应 。这个解释,是我在一个国外科普专家的视频里看到的,磁场和电场的区别就是在不同的参考系里观察到的狭义相对论效应 。
电为什么能生磁,磁为什么能生电,为什么二者之间有联系,本质原因是什么?
答:其他答友已经给出了相当专业的解释!我再补充一个通俗的解释,用一个例子,来说明磁场和电场本质上是一样的,都是电磁力的场效应!这个解释,我是在一位外国科普达人的视频中看到!一句话总结就是:磁场和电场的区别,是在不同参考系中观察到的狭义相对论效应!有人肯定很纳闷,电磁场和相对论怎么就扯到一起了呢?我们来看这么个例子:一段导线内部,有正电荷,也有负电荷,正常情况下,正电荷和负电荷的密度相等,对外不显电性,我们看来以下三种情况!情况一在导线外部放一正电荷,相对于导线处于静止状态:结论1:因为导线不显电性,所以对外面的正电荷没有库仑力(或者说抵消为零)!情况二同样的模型,我们把导线通上电,比如电子(负电荷)往右移动:结论1:导线内部虽然有电流,但是电子密度并没有改变,所以导线还是显中性,不会对外面电荷产生库仑力;结论2:我们知道,通电导线将在导线周围产生环形磁场,但是外部电荷没有移动,所以不会产生洛伦兹力;两个结论吻合!情况三(重点来了)同样的模型通上电流,这次外部电荷,相对于导线向右运动,为了方便起见,我们外部电荷与内部电子移动速度相同(一般导体通电,电子移动速度只有几毫米每秒):参考系一:对于旁观者结论1:导线内部的正负电荷密度没发生变化,所以导线还是显中性,不会对外部电荷产生库仑力;结论2:根据电磁学理论,通电导线在导线周围产生环形磁场,磁场将对外部运动电荷产生洛伦兹力,螺旋定则可以判断,外部电荷受到向外的洛伦兹力;这时候出现矛盾啦!为什么不同的理论角度,会得到不同的结论呢?这里的洛伦兹到底怎么来的?要破解这个矛盾,就得弄清楚磁场和电场的关系 。
【为什么动态磁贴,为什么二者之间有联系】矛盾的原因是结论1没有考虑狭义相对论的标度效应,我们换到另一个参考系进行分析 。参考系2:外部电荷的参考系 。在外电荷的参考系中,导线向左移动,导线内部的正电荷也随着导线向左移动 。根据爱因斯坦的狭义相对论,正电荷必然与导线产生标度效应,于是就变成了下面这种情况:结论:导线内部的正电荷密度大于负电荷密度,所以导线呈现正电荷 。根据这个结论得出的结论与“参考系1”中的“结论2”完全一致!其实如果按照相对论效应计算库仑力,会得到和洛伦兹力一样的结果!从这个角度来看,洛伦兹力的本质是库仑力,磁场的本质是电场(这不是废话)!磁场和电场的表面差异是狭义相对论效应造成的!这里可以看到,磁场和电场经过相对论协变后完美统一,自然规律简直妙不可言!然而,在电流中,电荷的速度非常小,每秒只有几微米和几厘米 。相对论效应怎么会这么明显?说明:那是因为库仑力很强,微小的相对论缩尺效应会让库仑力在宏观上产生重大影响!如果你明白了上面的原则,你就能回答问题了!不用管是磁生电还是电生磁,因为都是电磁场,本质都是库仑力的作用!好吧!我的回答到此为止 。喜欢我们回答的读者,记得点击关注我们——Eber Smith! 。
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