關於電磁場的相對性問題,怎麼理解磁場是電場的相對論效應?

2025-01-28 01:35:20 字數 3826 閱讀 3494

1樓:網友

偶不會打公式,所以公式你到這裡看就好了,偶只做些描述前提宣告:電場跟磁場是與時間和空間有關的量。電磁場的傳播速度是有限的,為光速。(實驗所得,不要問偶為什麼)

第二個能:因為你說的相對靜止系與電子不是在同乙個位置(不可能會在同乙個位置),也就是當電子開始做變速運動的時候,那個相對靜止系雖然也是做變速運動,電場還來不及變化,因而在相對靜止系看來電場將會變化(因為電場還是處於原來的狀態,而它自己卻相對於還公尺變化的電場來說是做變速運動的),因而在相對靜止系內是測到變化的電場,也就是能測到變化的磁場。

2樓:德玉韻

太複雜了啊,能不能簡單點啊。

3樓:網友

1、可以,電磁感應現象並不是由參照物決定,根據右手定則,電流方向為電子運動反向,磁場成螺旋形。

2、可以,電磁感應現象並不是由參照物決定,只要有磁場的變化,就能形成相對的電場。

4樓:網友

1)不能。因為確定速度的大小需要有參照物,若該速度與所選參照物的速度相同,則該速度為零。由於磁場強度與速度成正比,觀察者與該電子同速、同向運動,電子相對速度為零,所以他不能觀測到該電子激發出的磁場。

2)電子做變速運動,將激發出電磁波,電磁波以光速執行。由於電磁場是可獨立存在的,所以與電子相對靜止的觀察者會觀察到電磁波。

你可能要問,觀察不到該電子激發出的磁場,電磁波何來?假如相對靜止的觀察者可看見場力線,在加速時,會看到電力線的形變,此形變就是產生電磁波的源。

我的你也許不太滿意,不好意思。

5樓:網友

這就是愛因斯坦的論動體電動力學裡面的東西啊,你居然能夠自己想到,厲害的。你直接看狹義相對論就行了,經典物理裡面說不清的。

怎麼理解磁場是電場的相對論效應?

6樓:翰林學庫

「磁」的確是「電」的相對論效應,兩者本是同源。

在物理學中,有四大相互作用,分別是強力、弱力、電磁力和萬有引力。

電磁力就是庫侖力,電和磁的本質也都是庫侖力,電力很容易理解,同性電荷相互排斥,異性電荷相互吸引,但是磁力理解起來,就要抽象很多。

電場力和磁力之間的差異,其實是相對論效應導致的,或者說「磁場是電場的相對論效應導致的」。

1)當導線相對於外部電荷沒有移動時,導線內的正離子和負電子密度相等,導線對外不顯電荷,於是外部電荷不受力;

2)當導線相對於外部電荷,存在軸向相對運動時,導線中電子密度不變;但是正離子和導線是一體的,由於相對論尺縮效應,正離子密度增加,導線對外顯正電,與外部正電荷產生排斥力;

可以看出,以上的第二種情況產生的排斥力,本質上就是庫侖力;如果我們不看相對論效應,就會發現這個排斥力的數學描述和庫侖力不同,於是把這樣的力稱作磁力,這就是「磁」的本質。

在中學我們知道「運動電場產生磁場,運動磁場產生電場」,也就很容易得到解釋;因為存在相對運動時,才會有相對論效應,所以運動電荷才能激發磁場,反過來運動磁場才能激發電場。

相對論在接近光速時效果才明顯,但是洛倫茲力的產生,並不需要很大的速度,原因是庫侖力非常強,是萬有引力的10^36倍。

比如1mol鐵原子(56克)中,把全部電子和離子分開1公尺的距離,產生的庫侖力高達牛,相當於570億億噸的重力。

所以在磁場現象中,只需要一點速度,就能產生非常明顯的相對論效應;麥克斯韋方程組可以描述磁場和電場,但本身是建立在經典力學之上的,如果要更精確地描述電磁場,還需要加入相對論進行修正。

為什麼說磁場是電場的相對論效應

7樓:love就是不明白

1、相對論的時空觀要求磁力必須伴隨著電力而存在,反過來,也可以說,回巨集觀低速的世界答中普遍存在的磁力正是相對論時空觀正確性的乙個有力的證明!通常以為,巨集觀低速的世界裡相對論的效應都小得可以忽略,但為什麼磁力又那麼普遍呢?最根本的乙個原因就是電力其實是極其巨大的,磁力作為電力的乙個相對論的效應,儘管相對比值仍是十分微小,但絕對值卻不算小,以至於我們在日常生活裡都可以感受得到。

2、作為一種時空效應,任何其他力也都有類似的「磁力」,但就像磁力往往比電力弱得多一樣,本來就很微弱的萬有引力(它比電力要弱大約10^40倍!)所對應的「磁力」就更是微乎其微了。不過在極端條件下,比如高速旋轉的黑洞附近,你就能感受到類似「磁力」的那種與一般的萬有引力不同的力!

不論黑洞轉動與否,只要質量相同,距離相同,一般所說的萬有引力就也會相同,並且力的方向總是通過黑洞的中心。

8樓:網友

通電導線為何能使附近的小磁針發生偏轉,因為運動的電荷產生了磁場,接下來簡單解釋洛倫茲力,運動電荷在磁場中會受到乙個力(左手定則),因為電荷運動產生磁場,兩磁場的相互作用即為洛倫茲力,{線圈中磁通量發生變化會產生感應電流(楞次定律),兩根平行的通電導線會吸引或排斥,通電導線在磁場中為何受力都源於此}對第乙個例子說明一下,一塊磁鐵靠近線圈,線圈導線中的自由電荷(子)相對於磁感線運動,產生了洛倫茲力,該力使電荷運動,即線圈中的電荷運動形成電流,運動的電荷還會產生磁場,該磁場恰與施加的磁場方向相反。電感的性質簡單說一下,線圈通電後,假設電流很慢,流經每乙個環的時候單獨分析,上乙個線圈中電流(運動的電荷)產生的磁場作用在下乙個線圈(還沒有電流經過)便會產生乙個反向的電流進行抵消,自感現象,即電壓超前電流(有感應電動勢而沒有電流)。

重點來了:運動的電荷為何會產生磁場?其本質就是電場力,(這是相對論的效果),利用相對論效應進行分析是十分繁瑣的,下面舉簡例說明:

有一段通電導線(導線中正負電荷密度相同而呈電中性),電流因電子的定向移動產生的,而正電荷不動。假設在導線旁邊有乙個正電荷與導線中電子的速度(大小和方向)相同,我們等效為電子和導線外的正電荷不動,導線中的正電荷沿著相反的方向運動,根據相對論效應,運動的物體會收縮,即導線中的正電荷因收縮而使得間距變小、密度變大,此時導線呈正點性,對導線外的正電荷產生庫倫力(斥力)就是我們認為的洛倫茲力。磁本質是電場力的另一種表現,甚至可以說磁場並不存在,只是引用一種物理模型和符號從而方便使用。

磁鐵等具有磁性的物質是因為組成其本身的原子產生的磁效應的總和,簡單的說,就是原子核外電子的運動產生的磁場(繞原子核的軌道及自旋等),不顯磁性的物質是其原子核外電子運動產生的磁場方向各異而相互抵消,所以對外不顯磁性。

對於高斯定理、環路定理等定理是把電場及磁場的性質用數學公式進行表達,屬於一種巧妙的數學定義,可以參考大學物理書。

電磁波傳播電場和磁場為什麼同相位

9樓:匿名使用者

電磁波當中的變化電場和變化磁場相互作用,不能孤立地看它們的變化。電場強度的變化率不是跟磁場大小成正比,而是跟磁場的旋度大小成正比。

我們現在討論單色電磁波在自由空間傳播的情況,假設電向量或磁向量隨時間變化的圓頻率是omiga, 則由maxwell方程組解出來的電向量和磁向量的相位差為零,且方向垂直,振幅之比z=e/h=377(歐姆)

既然電向量和磁向量的相位差為0,自然就是他們同時達到最大。

為什麼電場磁場互相垂直而且二者均與波動傳播方向垂直就可以證明電磁波是橫波

10樓:love就是不明白

橫波也稱「凹copy凸波」,是質點的振動方向與波的傳播方向垂直。

電磁波是橫波:

電磁波是由相互垂直的交變電磁場產生的,傳播方向與電場方向垂直、磁場方向垂直。

由安培定則,可以確定電場磁場互相垂直,只是相位相差π/2由電磁波的片真想象證明電磁波是橫波。

電磁波具有橫波的特性,可以證明電磁波是橫波。

電磁學的發展對相對性原理有什麼影響?

11樓:廣西師範大學出版社

電磁學的發展向相對性原理髮出了挑戰,描寫電磁運動的麥克斯韋方程,用伽利略變換去套,不再保持不變的形燃灶式。結論只能是麥克斯韋凳前方程只適合於靜止的以太座標棗段清系。

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