高中物理 第一章 電與磁 1.2 點(diǎn)電荷間的相互作用 運(yùn)動(dòng)電荷和靜止電荷的相互作用素材 粵教版選修11

1、運(yùn)動(dòng)電荷和靜止電荷的相互作用運(yùn)動(dòng)電荷和靜止電荷之間的作用力，人們還沒有定論。這也成了某些人攻擊牛頓第三定律的有力證據(jù)。在蔡伯濂所著的狹義相對論175頁，有著這樣的描述：“從場的觀點(diǎn)看，源電荷為靜止意味著所激發(fā)的場是與時(shí)間無關(guān)的靜電場，毋需考慮作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的力是源電荷在什么時(shí)間激發(fā)的，即，不必考慮由源電荷所激發(fā)的場傳播到受力電荷所需要的時(shí)間。相反，運(yùn)動(dòng)電荷對靜止電荷的作用力，則因運(yùn)動(dòng)電荷所激發(fā)的已不再是靜電場，需要考慮運(yùn)動(dòng)電荷激發(fā)的場的傳播，庫侖定律不適用于這種場合。這表明靜止電荷與運(yùn)動(dòng)電荷之間的作用力不遵從牛頓第三定律?！倍陔姶帕W(xué)中，認(rèn)為電量為q0的帶電粒子以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的作用力

2、f為f=q0(e+v×b)這就是洛倫茲力公式。這樣的思想詳見同一本書的173頁。因?yàn)殪o止的電荷只產(chǎn)生靜電場，不產(chǎn)生磁場，所以，靜止的電荷和運(yùn)動(dòng)的電荷之間只有庫侖力；又由于靜止的電荷不受磁場力的作用，運(yùn)動(dòng)的電荷雖然既產(chǎn)生電場，又產(chǎn)生磁場，它與靜止的電荷之間也只能僅存在庫侖力了。綜上所述，運(yùn)動(dòng)的電荷和靜止的電荷之間僅表現(xiàn)為庫侖力。也就是說：兩個(gè)電荷中只要有一個(gè)電荷靜止，庫侖定律就成立。也就是說：運(yùn)動(dòng)的電荷和靜止電荷之間的作用力大小相等，方向相反，作用在一條直線上，完全滿足牛頓第三定律！我經(jīng)過分析和甄別，贊成173頁作者沒有言明的思想。而175頁作者極力想要闡明的思想，我是極力反對的。在同

3、一本書的166頁，論述了電荷變換的不變性，我也是非常擁護(hù)的。書中是這樣寫道：“電荷變換的不變性被迄今為止的所有實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。例如，氫分子的電中性表明：氫分子內(nèi)部的質(zhì)子所帶的正電荷與電子所帶的負(fù)電荷幾乎總是完全相等，相等的精度至少達(dá)到10-20 。氦原子內(nèi)部有兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)電子，組成氦的質(zhì)子、電子分別與組成氫分子的質(zhì)子和電子相同，但質(zhì)子和電子在這兩種結(jié)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)很不相同。氦原子的電中性表明氦原子內(nèi)部質(zhì)子的電荷與電子的電荷也是相等的，與質(zhì)子和電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。又如，任何物體在加熱和冷卻時(shí)，電子的速度比帶正電的原子核的速度更容易受到影響。如果電荷與電荷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，那么，通過加熱和冷卻，可以在

4、物體上獲得可觀測的電荷變化，然而實(shí)驗(yàn)中從沒有發(fā)現(xiàn)僅僅通過加熱和冷卻的方式在物體上獲得電荷的改變，中性物體在任何溫度下總是保持宏觀上的電中性?！蔽业膽页訉?shí)驗(yàn)只是觀測到了溫度對萬有引力的影響，也沒有觀測到電荷的改變。電荷變換的不變性說明：運(yùn)動(dòng)電荷的視電場在靜止系中的分量是不變的。靜止電荷與運(yùn)動(dòng)電荷之間的作用力，直接應(yīng)用第五章中的修正公式f=12f0，計(jì)算值為這顯然是不對的。這說明第五章中的猜想公式f=12f0是錯(cuò)誤的。如果電場強(qiáng)度系數(shù)1、2能代表場強(qiáng)，量綱也是錯(cuò)誤的，必須修改，直到修改成庫侖定律為止。造成這個(gè)錯(cuò)誤的原因是靜止電荷的靜電場和運(yùn)動(dòng)電荷的視運(yùn)動(dòng)電場不在同一個(gè)相對靜止的空間層次內(nèi)，必須通過

5、電場強(qiáng)度變換系數(shù)來糾正。這里的就是q1和q2之間的相對速度變換的電場強(qiáng)度變換系數(shù)，與觀測者無關(guān)。修改后的電力公式為這就是光芒萬丈的李靜波電力公式的完整形式。公式中，1是觀測者和電荷q1的相對速度v1的變換系數(shù)；2是觀測者和電荷q2的相對速度v2的變換系數(shù)；是電荷q1和電荷q2的相對速度v的變換系數(shù)。這三個(gè)速度v1、v2、v把觀測者、電荷q1、電荷q2緊緊地聯(lián)系在一起。李靜波電力公式的最終導(dǎo)出形式為公式簡潔、明了、寓意深刻，是探索宇宙的利劍。關(guān)于第五章兩相對靜止的運(yùn)動(dòng)電荷之間的作用力，顯然有代入李靜波電力公式第一式，得對于運(yùn)動(dòng)電荷和靜止電荷之間的作用力，有代入李靜波電力公式第一式，得ff0這就是

6、靜止電荷和運(yùn)動(dòng)電荷之間的作用力。在我的李靜波電力公式中，已經(jīng)包含了作用力和反作用力大小相等的條件。其中f=1×(2 /)f0是q2對q1的作用力；f=(1 /)×2f0是q1對q2的作用力。關(guān)于靜止電荷和運(yùn)動(dòng)電荷之間的作用力是否僅作用在它們之間的連線上，可以用反證法實(shí)驗(yàn)證明。如圖所示，靜止的電荷e和運(yùn)動(dòng)的電荷q之間的連線垂直于q的速度方向v，假如在靜止的電荷e垂直于連線的方向上有分力fy，那么，在靜止的電荷e處再放一個(gè)與e電荷相反的電荷體-e，則-e所受的的電荷力為-fy。很顯然，電流元可以產(chǎn)生靜電場，圓電流可以在導(dǎo)體圓環(huán)中激發(fā)圓電流。交流線圈變壓器也應(yīng)該能用作直流變壓器了。然而，現(xiàn)實(shí)中這是萬萬不可能的。這說明靜止電荷和運(yùn)動(dòng)電荷之間的相互作用力只能作用在它們的連線上。運(yùn)動(dòng)電荷和靜止電荷之間的相互作用，充分說明了李靜波電力公式的正確性。6edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc3191f2351dd815ff33d4