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能否用大神級別的容易讓外行聽懂的話解釋下?
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  • 1 # 科技領航人

    這是一種誤解。磁場不僅僅是應用相對論的電場,即從錯誤的參考系中觀察的電場。在現實中,磁場是一個基本場,它可以存在於一定的參考系中,而無需從電場的任何幫助。更一般地說,電場和磁場都是一個基本、統一實體的一部分:電磁場。

    電場和磁場服從一個稱為麥克斯韋方程的物理定律。愛因斯坦的狹義相對論描述了空間和時間如何根據慣性參考系的選擇而變化。事實證明,狹義相對論自動包含在麥克斯韋的方程中。事實上,愛因斯坦透過仔細觀察和理解麥克斯韋方程發現了特殊相對論。

    因此,使用相對論形式的麥克斯韋方程,我們可以弄清楚如何將電場和磁場從一個參考系數學轉換為另一個參考系。 換句話說,如果我在靜止不動的地面上測量並繪製出房間中的電場和磁場,那麼透過對這些場表示式應用相對論框架變換,我就可以知道這些場對穿著溜冰鞋在房間觀溜冰的察者來說會是什麼樣子。這些電磁相對論框架變換方程已被實驗發現是正確的。

    如果從只有電場且沒有磁場的參考系開始,那麼當您對新的參考系進行相對論變換時,您會發現存在電場和磁場,正如在此新系中觀察到的那樣。這一事實似乎意味著磁場只是從錯誤的參考系看的電場。換句話說,這個事實似乎意味著磁場實際上只是電場的非根本相對論版本。然而,對欄位的更仔細審查表明,這一結論不正確。

    首先,狹義相對論告訴我們,所有慣性參照系都同樣有效和同樣基本。如果兩個大理石互相滾動,那麼從紅色大理石的角度來看,紅色大理石是一動不動的,藍色的大理石正在移動。從藍色大理石的角度來看,藍色大理石一動不動,紅色大理石在移動。這兩種觀點同樣正確,同樣具有基本性。

    這兩個大理石對情況的看法不同,這一事實並不表明存在悖論,物理學被打破,或者一種觀點最終比另一種觀點更正確。它只是意味著情況是在兩個不同的參考系中測量。宇宙中沒有"錯誤"的參考系或較不基本的參考系。因此,磁場不能只是從錯誤的參考系看的電場,因為沒有錯誤的參考系。由於存在一個慣性參考系,其中磁場存在,而存在電場,並且每個慣性系都是真實和基本的,這意味著磁場是真實的,是基本的,不一定是由電場引起的。

    其次,使用電磁相對論框架變換方程,可以表明,沒有辦法從純電場(不存在磁場)開始,並轉換成一個存在純磁場(不存在電場)的參考系。這意味著,如果磁場只是從錯誤的參考系看的電場,那麼純磁場將不存在。然而,純磁場確實存在。因此,磁場不僅僅是相對論電場。

    正確的陳述是,電場和磁場都是基本的,兩者都是真實的,並且都是一個統一實體的一部分:電磁場。根據您所構建的參考系,特定的電磁場看起來電場更大電性、磁力更低,或者磁力更大、電性更低。但是,這並不能改變它們既是基礎實體,也是同一統一實體的一部分這一事實。

    在一個慣性系中看到的純電場是所有其他參考系中的部分電和部分磁性。同樣,在一個慣性系中看到的純磁場,是所有其他參考系中的部分電性和部分磁性。磁場不僅僅是電場的相對論版本,電場不僅僅是磁場的相對論版本。相反,統一電磁場是天生的和自我一致的相對論。

    另請注意,在本文中,我經常使用"慣性"這個詞。這意味著我們只考慮具有平坦時空的參考系,即不加速且沒有大量引力的參考系。為了描述非慣性參照系,你必須使用愛因斯坦的廣義相對論,它比狹義相對論要複雜得多。然而,由於結論是相同:電磁場是統一和基本的,而不能將磁場理解為“磁場就是電場的相對論修正”。

  • 2 # 中學物理教師平哥

    首先,我們要知道場是一種特殊的物質,它不同於由電子和核子等實物粒子所組成的實體物質,場看不見摸不著,但客觀存在。場的概念是法拉第首先提出來的,我們熟悉的是電場和磁場。

    其次,電場和磁場有聯絡嗎?答案是肯定的。根據麥克斯韋的電磁場理論:1.電場磁場統稱電磁場,說明電場和磁場有聯絡;2.變化的電場可以產生磁場,而變化的磁場也可以產生電場,根據這一理論我們可以理解為電場和磁場有內在的聯絡,而它們的表現形式不同。

    再次,我們再來看一看電場和磁場是如何產生的?電場是由電荷產生的,無論電荷運動還是靜止都會產生電場,靜止的電荷產生的電場叫做靜電場;那麼磁場是怎麼產生的呢?書上說,電流產生磁場,那麼電流怎麼產生的呢?電荷定向運動形成電流,進而產生磁場,一句話,運動的電荷會產生磁場。

    到這裡我們弄明白了嗎?電荷產生電場,無論電荷運動還是靜止;而只有運動的電荷才會產生磁場,同時,運動的電荷也會產生電場。所以說,磁場是電場的相對修正。

    最後,根據麥克斯韋的電磁場理論,電場和磁場在本質上是相同的,都是電磁場,而表現形式不一樣。

  • 3 # 上帝從不胡弄人

    一、因為無法驗證而撲朔迷離

    大家都知道、這類問題己經難倒世人幾百年了、可以說進展甚微、為什麼呢?因為它是光子級別上的事物!今天最高階的科學只能知道電子的質量、就連有質量的電子放大幾千萬倍後、幾乎都看不到它的真身!只能推測、它更象一個不規則的“風暴小蝌蚪”!原因就不多說了、因為它太小太小了!

    二、電磁都只能停留在猜測的級別上

    歷史上、安培把磁現象說成是由大量有規測的極性分子排列有序的結果、才形成了永久磁鐵的磁性!並指出、這個磁性力來源是分子上電子環流同向的貢獻!後來、波爾在解釋原子核的能級躍遷時、提出了電子環流的核子磁距、得到了大量證具的支援、再後來人們還進一步指出、電子自旋也產生磁場、進一步完善了量子力學的細節!

    三、只要是猜測科學、人人都有份

    個人認為、所謂電子自旋、就是電子內部有交換的證具!不然它為什麼會出現極性、並且、只要兩個電子空間相臨、它的總是不願易同向相處、而非要異向顛倒才能和諧!這就是大家熟知的量子超光速事件!這個事實告訴我們另一現象!在導線裡電流是由電路兩邊的電壓形成的、電壓必須是由一頭正、一頭負的電場所形成、那麼、這時、定向移動的電子它們的極性到底是怎樣排列的呢?我們推測、電子由於各自的自旋偶性的存在、它們最想結合的方向就是“自旋”偶性結合、就象我們的兩個磁鐵疊在一起、“N和S”相接一樣、這樣排列的結果就形成了方向一致的旋轉電場、現在我們叫它磁場、在沒有宏現電壓場所特有的情況下、電子排列是自由的、雖然它們也願易配對出現、可是、它們最喜歡各個方向微偶合、最終、在宏觀上對外顯示無規則的發謝狀態、“太陽幅射狀”、這就是後來我們總結的、只有運動的電場才能產生運動的磁場的根源。以我看來、並非如此、只是因為電場使電子在宏觀上強行排隊後、強制性的後果就出現了旋轉方向一致的電場、現在叫磁場!

  • 4 # 綠水青山48936175

    相對論自身都是錯誤的它還能說明白其它嗎!非常簡單的證明,電路中的電子移動很慢,當一個人與電線中的電子同速同行時難道它手中的磁鐵對通電疆線就沒有電磁作用了嗎?!通電線產生的環繞磁場是客觀存在與觀測者的運動有何關係,不去探索電磁本質相對論的迷信者只會誇誇其談坐而論道形而上學,用主觀的神漢巫婆的神秘主義理論解釋物理現象真是滑天下之大稽!

  • 5 # 科學聯盟

    先舉一個反例:無電荷無電流的電磁波。為什麼我要舉這個例子?因為這個例子對電磁場的關係描述的最好。電場和磁場是統一的,而不是誰是第一性的,誰是派生出來的。只要清楚這一點,就會認為“磁場是電場的相對論修正”這一觀點是錯誤的。

    如果題主能對偶地思考“電場是磁場的什麼”,就可以發現這裡面問題很嚴重。為此我用靜電場的例子來說明。取一個慣性參考系K,一個相對於該參考下靜止的電荷,在慣性系K下觀察電荷激發的電磁場,會發現空間裡只有電場沒有磁場。但是以速度V(向量號略去)運動的慣性參考系L觀察到的結果不是這樣,在L慣性參考系下會發現存在磁場。現在我問一個問題,哪一個慣性參考系觀察到的電磁場是真實的?很多人會認為K參考系下觀察到的是真實。那麼我只能說,愛因斯坦之所以是愛因斯坦就是因為愛因斯坦認為L參考系也是真實的,K參考系從來不特殊於L參考系(這個是狹義相對論兩條原理之一“狹義相對論協變原理”),因此兩個參考系觀察的電磁場都是真實的,而且不存在誰特殊於誰的說法。題主說的“磁場就是電場的相對論修正”這個觀點其實根本不是相對論的觀點,是錯誤理解相對論的人士的錯誤觀點!正是因為相對論不認為某一個慣性參考系特殊於其他慣性參考系,所以導致靜電場並不特殊於其他電磁場!說的具體一些就是,電場不特殊磁場,因此絕對不能認為“磁場是電場的相對論修正”,否則就等於認可了電場是特殊於磁場的。題主可能還沒理解,那好,我們回到我之前提的那個對偶問題。如果認為“磁場是電場的相對論修正”,那麼“電場是磁場的什麼”?電場不特殊磁場,所以電場就可以“對偶”地理解是磁場的相對論修正。兩句話聯合起來就是“磁場是磁場的相對論修正”。這明顯不對。曾經有些人企圖用類似這樣的結論來否定相對論的。如果題主現在就接受了“磁場是電場的相對論修正”,我相信不要多久,題主就會走上反對相對論的錯誤道路。我希望題主從現在開始接受這樣的觀點:電磁場必須要統一到一起去理解。任何分裂電磁場的觀點都需要特殊條件,否則就是錯誤的。

    【這裡面有一點我需要指出,很多人認為“電荷激發了電場”,然後認為電場特殊於其他電磁場。這句話在相對論學者看來,沒有一點一處是對的!電荷激發的是電磁場,並不是電場。如果說“靜止電荷激發了靜電場”,這沒錯!但是要記住,狹義相對論告訴我們,靜止不特殊於運動,所以靜電場不特殊運動參考系下觀測到的電磁場。】

    當然,現在很多人都喜歡用相對論修正這個名詞,包括各種教科書。但是,我還是要強調,“相對論修正”這種說法是“半相對論”觀點,它不是嚴謹的說法。嚴謹的說法是“相對論做幾級展開的近似”。雖然近似和修正在數學上沒區別,但是在理解物理概念的時候卻截然不同!

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