磁场的运动速度

PAGEPAGE1磁场沿着导线滑动的速度朱顶余江苏省涟水县保滩中学(223405),E-mail:h.l.zdy@163.com摘要：依据中性导线承载电流时也吸引纸屑的客观事实（实验现象），笔者推测载流导线所携带的磁场在相对于该载流导线运动着；接着用“相对论压缩效应””计算出载流导线中存所存在着（动生）负电荷的（线）密度（数学表达式），再与用动生电场的散度（即动生电荷线密度的数学表达式）进行比较得到载流导线附近的磁场相对于该载流导线的运动速度。Abstract:accordingtotheobjectivefactthattheneutralconductorcarriesthecurrent,italsoattractsthepapercuttings.Theauthorsurmisesthatthemagneticfieldcarriedbythecarryingconductorismovingrelativetothecurrentcarryingconductor;Withcompressioneffect"theoryofrelativity"thencalculatethecurrent-carryingconductorintheexists(dynamic)negativecharge(line)density(mathematics),againwiththeelectricfielddivergenceofmotional(i.e.,themathematicexpressionofthemotionalchargelinedensity)comparedtogetnearthecurrent-carryingconductormagneticfieldrelativetothespeedofthecurrent-carryingconductor.关键词：动生电场散度动生电荷中图分类号：O414文献标识码：A1．引言实验反复显示永磁体（载流螺线管）也明显地吸引纸屑（尘埃）；而纸屑（尘埃）是不会具有磁性的，只能被电场极化出电偶极而被电场吸引，于是笔者推测，励磁体所携带的磁场可能一直处在相对于励磁体的运动状态，使得纸屑（尘埃）处在动生电场中，故而出现了永磁体（载流导线）也吸引纸屑（尘埃）的现象。下面将具体求算磁场相对于励磁体的相对运动速度，如果计算出磁场相对于励磁体的运动速度等于零，则意味着磁场相对于励磁体静止，证明笔者的推测是错误的。2．用“相对论压缩效应”所产生的电荷密度与“动生磁场的散度”相比较用“相对论压缩效应”与“动生电场之散度”这两种思路对载流导线吸引纸屑的（动生）电荷，这同一个客观事实进行分别计算，实现殊途同归，其计算结果必然相等。2.1“相对论压缩效应”所产生的负电荷密度表达式因为有【1】式中表示电流密度，表示金属导体中（跟随电子气体流同步运动的观察者所观察到的）自由电子气体的数密度，表示金属导带中自由电子气体的流动速度；则表示电子的电荷量的绝对值。还有式中表示光速。依据洛伦兹收缩效应在金属导体系所观察到的流动气体的数密度（）服从关系式：这个自由电子气体密度的洛伦兹收缩效应【5】而产生的压缩电荷密度是表示“压缩”电荷密度。2.2“动生电场之散度”再从切割磁力线运动产生动生电场的散度的经典电磁学思路出发计算载流导体表面所激发的附加电场的散度（动生电荷密度）的表达式：设磁场沿着导线的滑动速度服从关系式所以我们观察到的动生电场强度为【2】麦克斯韦电磁学方程组之一（即安培环路定理的微分式）是【3】对该式的两边同时求散度（依据矢量计算公式）得【4】因为对于匀速运动速度的旋度等于零即有将第三式同时代入第式即得：2.3比较两种思路的结果将第式与第式比较得：即有这第式表明载流导线所激发的磁场是沿着载流导线以电流的伴速滑动着的。2．用物理模型理解载流导线所携带的磁场的运动现象这一计算结果也很好理解，因为我们观察者相对于导体静止，也就是说我们观察者在相对于磁场是在以的速率作切割磁力线运动着，(这可以借助建立荷异号等量电荷的套管滑动模型来模拟传导电流来予以理解，只有当荷异号电荷直棒以大小相等方向的速度向相反的方向滑行所激发的磁场才属于静止的磁场，即才属于电磁动量等于零的体系，当观察者与其中任意一种荷电杆相对静止时，都是在相对于磁场的运动，且其运动速率等于。感谢赵凯华老师的参与讨论及其建议参考文献[1]赵凯华，陈熙谋，《电磁学》，北京：高等教育出版社，2003.4第1版，第306页（5.16）式。[2]Л.Д.朗道，Е.М.栗弗席兹，《场论》，北京：人民教育出版社，1959.8第1版，第71页（3-68）式。[3]赵凯华，陈熙谋，《电磁学》，北京：高等教育出版社，2003.4第1版，第407页（6.12）式。