变化的电场会产生磁场,这里的“变化”是什么意思?一个匀速运动的电子的电场,会产生磁场吗?为什么?

CJ-J


首先回答你的前面提出的问题:变化的意思是说,这个电场对时间求导不等于零。

你学过微积分没有,如果你没有学过微积分,那么变化需要这样来理解:

1.随着时间变化

2.随着空间变化

在你的提问中,我们选择1,随着时间变化。

为什么我要这样说的?因为我看得懂麦克斯韦方程组。在麦克斯韦方程组里,磁场的旋度是等于电流密度再加上电场强度对时间的导数。从这个方程就可以看出,磁场与电流有关,还与电场的时间变化有关。

接下来回答你的具体问题。

你提到的一个匀速运动的电子,其在空间的电场是随着时间变化的,也随着空间变化。所以,既然它随着时间变化,它当然就会产生磁场。如果你不能理解这个事情,你可以把这个电子看成是一个电流,运动的电子其实产生了一个电流,而电流会产生磁场,这个就是奥斯特的发现——你在初中物理中肯定学过的。


潇轩


静止电荷周围只有球对称分布的电场,没有磁场。把这个电场按洛伦兹变换关系,变换到另一个参照系中,在这个参照系中,这个电荷在作匀速直接运动,就可得到匀速直线运动的电荷周围的电磁场,这种情况下,这个电荷的周围不仅多了一个磁场,电场的分布状态也会变化,电场会向垂直于运动方向的平面集中。

匀速直线运动电荷周围的电磁场,随电荷一同运动,但这个电荷并不向外辐射电磁场。只有加速运动的电荷,包括速度值不变,但方向改变的加速运动,如匀速的圆周运动,才会向外辐射电磁场。这是电动力学中的结论。

随着不断的向外辐射电磁场,电荷本身所具有的能量就会减少。所以,原子核周围作圆周运动的电子,很快就会掉落到原子核中。但原子实际上是非常稳定的,这也就是经典的电磁理论不能适用微观粒子,微观粒子的行为必须用量子力学才能解释的一个原因。电子在原子核周围的运动,已不能用经典的语言,如运动的轨道等来描述了。

狄拉克后来有感于量子力学中存在的问题,曾重新返回到经典的电磁场理论,试图从经典理论出发,来解释微观粒子的行为,但没有取得任何有价值的结果。


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