作业帮为什么说磁力是电场力的相对论效应
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/15 09:47:00
为什么说磁力是电场力的相对论效应
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？最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。
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？最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。
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.
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.