阿尔文 关于磁场转动的观点

对于单个粒子，只有磁场而没有外电场的时候，它只能绕磁力线回转运动。
愚石 发表于 2010-12-4 12:28

                               
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同意

如果有了外电场，它就一边回转一边漂移。
愚石 发表于 2010-12-4 12:28

                               
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同意

对等离子体来说，它是无数带电粒子的组合，当它们在磁场中运动的时候，电荷极化会形成一个静电场
愚石 发表于 2010-12-4 12:28

                               
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这个请说明一下理由。

重复了！刷新了好几次没有，只好重发一次，又重复了

实际上很多实验都证明了磁场不转，还没有一个实验证明磁场会转。

这句话应该说的明白一点

这个请说明一下理由。
kxjh 发表于 2010-12-6 17:26

                               
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假设一开始只有磁场没有电场，等离子体开始运动的话，正负电荷会受到相反方向的洛伦兹力，分别向左右极化分离。其结果是一边带了多余的正电荷，另一端带等量的负电荷（实际分布是十分复杂的面分布）这就会出现极化电场E。参见下图。

实际上，这个极化电场与洛伦兹力造成的动生电动势正好平衡。中间的电荷就可以畅通无阻地穿行于磁场之中了。


   

                               
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这句话应该说的明白一点
yugang 发表于 2010-12-6 17:46

                               
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如果感兴趣，可以翻看我以前在这里发过的帖子，里边提到过前人的实验。
也可以搜索“单极感应” 或者“unipolar induction”。

这里上载一个缪勒实验的结果。注意，这是一个反对相对论的人发表的文章，想用缪勒实验推翻相对论。该作者根本就弄不懂相对论却拼命地反对相对论。实际上，磁场不转正是相对论正确的一个证明。磁场不能运动与光速不变实际上是一回事，正因为磁场没有运动属性，光速才不变。这是我最近才得到的朦胧感觉。

单极磁感应现象(许少知).PDF (179.3 KB, 下载次数: 442)

2010-12-6 19:23 上传

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假设一开始只有磁场没有电场，等离子体开始运动的话，正负电荷会受到相反方向的洛伦兹力，分别向左右极化 ...
愚石 发表于 2010-12-6 18:46

                               
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明白了。

其实这几天一直在思考一个问题：
书上说，运动的电荷在磁场中受到一个洛伦兹力，静止的电荷不受力。我们知道运动是相对的，那么产生洛伦兹力的速度是相对于那的速度？

书上说，运动的电荷在磁场中受到一个洛伦兹力，静止的电荷不受力。我们知道运动是相对的，那么产生洛伦兹力的速度是相对于那的速度？
kxjh 发表于 2010-12-7 12:13

                               
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这个问题三言两语可不好说清楚。
我现在的不成熟的想法表达如下：如果磁场的尺度不大，电磁波传播的延时可以忽略，可以认为洛伦兹力的大小取决于电荷相对于磁铁的速度。在其它的运动系里边，你算出的洛伦兹力会出现变化，但同时，磁场就是个时变的磁场，而时变的磁场会转化成电场，与洛伦兹力相叠加，最后结果不变。

也就是说，在不同的坐标系里边，洛伦兹力和感应电场产生的力都在变化，但是两者之和不变。

明白了。

其实这几天一直在思考一个问题：
书上说，运动的电荷在磁场中受到一个洛伦兹力，静止的电荷不受 ...
kxjh 发表于 2010-12-7 12:13

                               
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    研究一个电荷在电磁场中的运动问题,就是应用dp/dt=q(E+vxB)的过程,,,,选取一个参照系后,E和B就固定下来了,电荷的运动速度v就是电荷在这个参照系中的速度,,,,,,
如果选取的参照系相对于磁铁静止的话,那么E=0,,,如果磁铁在选取的参照系中是运动着的话,,电磁场的具体数值可以通过固定在磁铁上的参照系中的已知值变换过来(过程比较麻烦),,

话说,dp/dt=q(E+vxB) 左边的运动点电荷的动量p到底是什么东西ms还没弄清楚,,因为运动电荷周围的电磁场对动量的贡献在电荷体积趋于0时会发散到无限大,,,,,

回复 27# 愚石

回复 28# feng1734

按27L、28L观点：
以匀强磁场来讨论，在相对磁场静止的惯性系中，设磁场强度为B1，电场强度为0，电荷q以速度v运动，
在相对电荷初速度静止的惯性系中，据两个坐标系电荷受力相等可得：B2=B1（方向相同）、E2=B1*v（方向符合左手定则）。
B2=B1容易理解，E2=B1*v有什么理论根据？我知道时变的磁场产生电场，可第二个坐标系时的磁场是不变的，这如何解释？在网上搜了一下不得要领

回复  愚石

回复  feng1734

按27L、28L观点：
以匀强磁场来讨论，在相对磁场静止的惯性系中，设磁场强 ...
kxjh 发表于 2010-12-8 16:41

                               
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    E2没问题,,但B2=B1/(1-v^2/c^2)^0.5,,,v是相对速度,,,,
E2是B1经洛伦兹变换得到的,并不是感应出来的电场,,,在相对电荷静止的参照系中,这电场是自然就存在的,也可以在这个参照系中找到这电场的电荷起源,这电场并不是起源于磁场的变化,,,,,
运动的载流线圈中正负电荷密度分布不一致,表现为带电,,,,,

B2=B1容易理解，E2=B1*v有什么理论根据？我知道时变的磁场产生电场，可第二个坐标系时的磁场是不变的，这如何解释？在网上搜了一下不得要领
kxjh 发表于 2010-12-8 16:41

                               
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我对这个问题的理解是：
当你跟随电荷一起运动时，你的前方离磁场的边缘越来越近。也就是说，在你的参照系里边，你前方的磁力线越来越少，空间磁场不再是稳恒的磁场，而是时变的磁场，磁场时变的结果，会在你身边感应出电场，根据计算，感应出的电场正好等于洛伦兹力。因此，无论在那个参照系里边，电荷的受力都是相同的。f=q(E+VXB), 速度V不同，E和VXB同时变化，此消彼长，总和不变。

这种说法的一个推论是，在无穷大的磁场里边，电荷移动不会受到洛伦兹力。因为无穷大的磁场是找不到边界的。
我的不成熟看法，也许不对。

回复 30# feng1734
回复 31# 愚石

30楼说的对，B2、E2是由B1、E1（＝0）经洛伦兹变换得到的,并不是感应出来的电场。
但正确的公式为（当v<<c时，完整公式见45楼）：把B2＝B1－v×E1/c^2，E2＝E1+v×B1。上两式除c为光速外，其它全部为矢量。
由E1＝0，得B2＝B1，E2＝v×B1，和我推导的一样。
参见不同参照系之间电磁场的变换。

我对这个问题的理解是：
当你跟随电荷一起运动时，你的前方离磁场的边缘越来越近。也就是说，在你的参照系 ...
愚石 发表于 2010-12-8 19:36

                               
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你的图像和我说的有一处明显的不同,,,在你这里,在相对粒子静止的参考系里磁场的大小和方向都是不变的,,,,,我那里磁场方向也是不变的,但数值上却多了一个1/(1-v^2/c^2)^0.5的因子,,,,,

30楼说的对，B2、E2是由B1、E1（＝0）经洛伦兹变换得到的,并不是感应出来的电场。
但正确的公式为：把B2＝B1－v×E1/c^2，E2＝E1+v×B1。上两式除c为光速外，其它全部为矢量。
由E1＝0，得B2＝B1，E2＝v×B1，和我推导的一样。
参见不同参照系之间电磁场的变换。
kxjh 发表于 2010-12-8 22:11

                               
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你说的我能理解。那是不同参照系之间的变换。
但是，我觉得那种变换只是磁场尺度很小，电磁场传播延时可以忽略时的情况下，才可以使用的转换。

我们假设有一个直径60万公里，长度一亿公里的大螺旋管，它的内部产生了匀强磁场。我们在它的中心手拿一个电荷。我们静止的时候，电荷显然不受洛伦兹力。但是当我们开始以速度V横穿磁场的时候，能不能马上受到洛伦兹力？
我该出的答案是：电荷不会马上受到洛伦兹力，而是要等到一秒钟以后，才会受到洛伦兹力的作用。理由是，电荷与磁场的作用，说到底是电荷与产生这个磁场的运动电荷发生了作用。所以，电荷运动的“信息”要传播到线圈导线那里的时候，也就是要传播到磁场的边界，才会产生作用力。而不是马上就有作用力。

不同的参照系，会转换出不同的电场，那是因为在不同的参照系里边，会看到不同的时变磁场，这才是电磁转换的物理本质。在麦克斯韦方程里边，磁生电的唯一理由就是磁场发生了变化。而麦克斯韦方程是以相对论为隐含基础的。

当然，我的这种想法还比较朦胧，不敢说就是对的。欢迎批判。

回复  feng1734
回复  愚石

30楼说的对，B2、E2是由B1、E1（＝0）经洛伦兹变换得到的,并不是感应出来的 ...
kxjh 发表于 2010-12-8 22:11

                               
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    我又检查了一下,,,应该是E2=B2*v,,,,,30楼里的B2=B1/(1-v^2/c^2)^0.5还是没问题的,,,,,,

你的图像和我说的有一处明显的不同,,,在你这里,在相对粒子静止的参考系里磁场的大小和方向都是不变的,,,, ...
feng1734 发表于 2010-12-8 22:32

                               
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实际上，所有的电磁相互作用都是源于你说的那个因子。

运动电荷与磁场的相互作用就是因为电荷与产生磁场的那些运动电荷之间具有相互运动，需要用你说的那个因子对（电荷的密度）进行校正，才出现了洛伦兹力。
这一点我是从费曼的物理讲义上看到的，以前也不知道。

在磁场中，电荷向前运动时，为什么会受到横向的洛伦兹力？因为在电荷看来，左边的电荷减少了，右边的电荷增加了（或者相反）。为什么或有这个变化？因为相对论效应，也就是feng1734 给出的那个校正因子。 费曼给出了一个计算的例子。

回复  feng1734
回复  愚石

30楼说的对，B2、E2是由B1、E1（＝0）经洛伦兹变换得到的,并不是感应出来的 ...
kxjh 发表于 2010-12-8 22:11

                               
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    你这里少了个1/(1-v^2/c^2)^0.5的因子

你说的我能理解。那是不同参照系之间的变换。
但是，我觉得那种变换只是磁场尺度很小，电磁场传播延时可 ...
愚石 发表于 2010-12-8 22:38

                               
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    洛伦兹变换的适用范围可是相当的广的,,,,,,

你这里少了个1/(1-v^2/c^2)^0.5的因子
feng1734 发表于 2010-12-8 22:46

                               
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    参见我修改过的36楼。那个因子是必不可少的。一切电磁作用都是来自于那个因子。

参见我修改过的36楼。那个因子是必不可少的。一切电磁作用都是来自于那个因子。 ...
愚石 发表于 2010-12-8 22:54

                               
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    这么说你认可我30楼里说的话了,,,?除了我E2弄错了以外,,,,,