理论证明磁单极子不存在

理论证明磁单极子不存在

曾凡文

英国物理学家保罗·狄拉克（Paul Dirac ）早在1931年利用数学公式预言了磁单极粒子的存在。今天我要反驳他的设想。

涉及的常量

c 光速 1s m 299792458

-⋅=c k 静电常量 229C m N 109875.8-⋅⋅⨯=k

0ε真空中电容率 212120m N C 10854187.8π41---⋅⋅⨯==k

ε 0μ真空中磁导率 270A N 10π4--⋅⨯=μ

一、磁场的本质

1.真空中无限长均匀带电直线周围的电场强度

图中虚线圆处的电场强度大小（方向垂直直线向里或向外）

r

E ⋅=0π2ελ ① λ线电荷密度，单位：C/m

2.真空中电流为I 的无限长直导线周围的磁场强度（方向按右手定则） r I

B π20⋅=μ ②

3.真空中无限长均匀带电直线以速度v 沿平行直线方向运动产生的电流

λ⋅==v t

q I ③ 此时，可以将电流I 周围的磁场看做是电流周围电场的运动而产生的一种物理效果。联立①②③式可得：

E v B ⋅⋅⋅=00με

λ

r

E r

I B

矩阵向量用叉乘法则可表示为：E v B ⨯⋅⋅=00με

或v E B ⨯⋅⋅-=00με 向量式

此式表明磁场的本质是电场的运动产生的一种效果。

同时也说明电场运动产生的磁场的方向永远垂直于该电场的方向。因为电场的等势线一般都是闭合的，所以磁感应线也是闭合的，故磁单极子不存在。

（2010年10月18日，南昌理工学院）

E v B E

⨯⋅=⎰d 00με 积分式求解磁场大小

二、真空中带电粒子运动产生的磁场 根据2r

q k E =有： 020π41r Ε⋅⋅=r

q ε 0r 为单位向量，只代表电场的方向。 将020π41r Ε⋅⋅=r

q ε代入E v B ⨯⋅⋅=00με中得： 020π4r v B ⨯⋅⋅=r q

μ

此式即表示带电粒子运动时周围产生的磁场强度，可以从侧面的反应电场的转移是光速。

v

B E v B

E

三、c 、0ε和0μ之间的等式关系，洛伦兹力相对论变换

两个带电粒子沿着两者法线方向相对静止运动的合力

22020π4π41v r

Qq r Qq F F F ⋅⋅-⋅=-=με洛

电合

当F 合=0时，c v ==001

με

此式表明，两个电荷相对某个参考系均静止时，之间的库仑力相对该参考

系为定值F ，但相对另一个参考系则不是F ，而变成了)1(200v F F εμ-='。