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1 # 尚利5
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2 # 科普作家張軒中
運動的電荷產生磁場不違背能量守恆定律。
靜止的電荷只有靜電場,沒有磁場,但當電荷運動起來的時候,就會產生磁場,表面上看起來,好像磁場是憑空多出來的,好像能量增加了。其實,實際情況是磁場確實多出來的,磁場的能量也多出來了,但電場的能量降低了——所以總能量保持守恆。
這個是怎麼看出來的呢?其實運動電荷的電磁場與靜止電荷的電場之間差了一個洛侖茲變換,我們把電場與磁場統一叫做電磁張量,這個電磁張量在洛侖茲變換下是協變的,保持總能量守恆。
在物理學中,除了設計到廣義相對論的地方能量不容易定義,在其他的情況下,能量都是守恆的。
現在已經沒有人會想著去推翻能量守恆定律了,這個定律實在的起源與平坦時空的平移對稱性,只要我們考慮的問題是在平坦時空上的,能量總是守恆的。所以,只有在廣義相對論的情況下,能量才不好定義,也不知道守恆不守恆。因為廣義相對論描述的是一個彎曲的時空。
比如在引力波的情況下,引力波輻射出巨大的能量,但這些能量最後去了什麼地方?卻是很多人說不清楚的事情。我個人認為引力波的能量最後變成了宇宙膨脹的推動力,不過我的這個觀念也沒有強有力的證據,只是我有一種物理直覺而已。
磁場相對是比較簡單的,沒有引力波那麼複雜,磁場的能量密度與磁場的平方成正比,電場的能量密度與電場的平方成正比,它們加起來再做一個體積分,就是電磁場的總能量。當然,這裡的總能量是在平坦時空上的,我們沒有考慮磁場引起的時空彎曲。
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3 # 木星小太陽
運動的電荷產生變化的磁場,變化的電場產生磁場,變化的磁場產生電場,這就是電磁波的形式。
從中可以看到,運動的電荷不僅可以產生磁場,還可以產生電場,產生的電場會對電荷產生作用力。作用力正好與電荷的運動方向相反,如果讓電荷連續運動下去就要給電荷施加力量做功,做功量正好等於電磁波帶走的能量,完美的能量守恆。
Sunny是一種電磁波。植物的光合作用說明光能引起電子的運動,電荷的運動又產生電磁波,能量守恆。再說了,現在最小的物質大家比較接受的是量子,基本性質是物質,能量,資訊。追到宇宙起源於一次大爆炸,產生的最初的東西或者說是量子,或者說是老子所謂的道,都是不生不滅的,生滅的是他們衍生出來的東西。