高中物理 第一章 电与磁 1_2 点电荷间的相互作用 运动电荷和静止电荷的相互作用素材 粤教版

运动电荷和静止电荷的相互作用

运动电荷和静止电荷之间的作用力，人们还没有定论。这也成了某些人攻击牛顿第三定律的有力证据。在蔡伯濂所著的《狭义相对论》175页，有着这样的描述：“从场的观点看，源电荷为静止意味着所激发的场是与时间无关的静电场，毋需考虑作用在运动电荷上的力是源电荷在什么时间激发的，即，不必考虑由源电荷所激发的场传播到受力电荷所需要的时间。相反，运动电荷对静止电荷的作用力，则因运动电荷所激发的已不再是静电场，需要考虑运动电荷激发的场的传播，库仑定律不适用于这种场合。这表明静止电荷与运动电荷之间的作用力不遵从牛顿第三定律。”

而在电磁力学中，认为电量为q0的带电粒子以速度V运动时，受到的作用力F为

F=q0(E+V×B)

这就是洛伦兹力公式。这样的思想详见同一本书的173页。

因为静止的电荷只产生静电场，不产生磁场，所以，静止的电荷和运动的电荷之间只有库仑力；又由于静止的电荷不受磁场力的作用，运动的电荷虽然既产生电场，又产生磁场，它与静止的电荷之间也只能仅存在库仑力了。综上所述，运动的电荷和静止的电荷之间仅表现为库仑力。也就是说：两个电荷中只要有一个电荷静止，库仑定律就成立。也就是说：运动的电荷和静止电荷之间的作用力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，完全满足牛顿第三定律！

我经过分析和甄别，赞成173页作者没有言明的思想。而175页作者极力想要阐明的思想，我是极力反对的。

在同一本书的166页，论述了电荷变换的不变性，我也是非常拥护的。书中是这样写道：“电荷变换的不变性被迄今为止的所有实验所证实。例如，氢分子的电中性表明：氢分子内部的质子所带的正电荷与电子所带的负电荷几乎总是完全相等，相等的精度至少达到10^-20 。氦原子内部有两个质子和两个电子，组成氦的质子、电子分别与组成氢分子的质子和电子相同，但质子和电子在这两种结构中的运动状态很不相同。氦原子的电中性表明氦原子内部质子的电荷与电子的电荷也是相等的，与质子和电子的运动状态无关。又如，任何物体在加热和冷却时，电子的速度比带正电的原子核的速度更容易受到影响。如果电荷与电荷的运动状态有关，那么，通过加热和冷却，可以在物体上获得可观测的电荷变化，然而实验中从没有发现仅仅通过加热和冷却的方式在物体上获得电荷的改变，中性物体在任何温度下总是保持宏观上的电中性。”

我的悬秤实验只是观测到了温度对万有引力的影响，也没有观测到电荷的改变。

电荷变换的不变性说明：运动电荷的视电场在静止系中的分量是不变的。

静止电荷与运动电荷之间的作用力，直接应用第五章中的修正公式F=γ1γ2F0，计算值为

这显然是不对的。这说明第五章中的猜想公式F=γ1γ2F0是错误的。如果电场强度系数γ1、γ2能代表场强，量纲也是错误的，必须修改，直到修改成库仑定律为止。造成这个错误的原因是静止电荷的静电场和运动电荷的视运动电场不在同一个相对静止的空间层次内，必须通过电场强度变换系数γ＇来纠正。这里的γ＇就是q1和q2之间的相对速度变换的电场强度变换系数，γ＇与观测者无关。

修改后的电力公式为

这就是光芒万丈的李静波电力公式的完整形式。公式中，γ1是观测者和电荷q1的相对速度V1的变换系数；γ2是观测者和电荷q2的相对速度V2的变换系数；γ＇是电荷q1和电荷q2的相对速度V＇的变换系数。这三个速度V1、V2、V＇把观测者、电荷q1、电荷q2紧紧地联系在一起。

李静波电力公式的最终导出形式为

公式简洁、明了、寓意深刻，是探索宇宙的利剑。

关于第五章两相对静止的运动电荷之间的作用力，显然有

代入李静波电力公式第一式，得

对于运动电荷和静止电荷之间的作用力，有

代入李静波电力公式第一式，得

F＝F0

这就是静止电荷和运动电荷之间的作用力。

在我的李静波电力公式中，已经包含了作用力和反作用力大小相等的条件。其中F=γ1×(γ 2 /γ＇)F0是q2对q1的作用力；F=(γ1 /γ＇)×γ2F0是q1对q2的作用力。

关于静止电荷和运动电荷之间的作用力是否仅作用在它们之间的连线上，可以用反证法实验证明。

如图所示，静止的电荷e和运动的电荷q之间的连线垂直于q的速度方向V，假如在静止的电荷e垂直于连线的方向上有分力Fy，那么，在静止的电荷e处再放一个与e电荷相反的电荷体-e，则-e所受的的电荷力为-Fy。很显然，电流元可以产生静电场，圆电流可以在导体圆环中激发圆电流。交流线圈变压器也应该能用作直流变压器了。

然而，现实中这是万万不可能的。这说明静止电荷和运动电荷之间的相互作用力只能作用在它们的连线上。

运动电荷和静止电荷之间的相互作用，充分说明了李静波电力公式的正确性。